1.交直流电机参数辨识实验

图8-23～图8-25所示为电机交直流注入参数辨识时A相电流实时波形图。为了便于显示，辨识过程A相电流波形分成了5个截面显示。图8-23所示为给电机A相分别注入15Hz和30Hz的电压信号时的A相电流波形，辨识电机定转子总阻抗和总漏感。图8-24所示为给电机A相分别注入两个不同幅值的直流电压信号时的A相电流波形，辨识电机定子电阻。图8-25所示为给电机注入2Hz低频电压信号时的A相电流波形，辨识电机电感与转子电阻。

图8-23 高频信号注入电流波形（15Hz/30Hz）

图8-24 直流信号注入电流波形

图8-25 交流信号注入电流波形

应用该方法对三种不同异步电机（见图8-26）分别进行了参数辨识，实验结果见表8-1。

图8-26 1、2、3号电机

通过电机离线辨识结果可以看出，交直流离线辨识实验对电机参数离线辨识具有较好的稳定性与准确性。应用交直流离线辨识方法进行电机参数离线辨识，降低了辨识算法对单片机运算速度和存储容量的需求，大大增加了其实用性。

表8-1 电机参数辨识结果

图8-27 10Hz洗涤模式下的电机带载能力测试曲线

2.性能测试

工程研究中心配备有一套MAGTROL磁滞功率仪，用于变频洗衣机带载能力测试，由内部磁滞式制动提供负载，并且负载不受转速影响，可以实现从空载到堵转的全程测试。

图8-27所示为10Hz洗涤模式下的电机带载能力测试曲线，电机空载转速为600r/min。该电机的额定转矩为0.9N·m，最大带载能力可达到2N·m以上，大于两倍额定转矩。从测试曲线可以看出，在该控制系统下电机在加载过程中转速下降最大为10r/min，速降比为1.6%。在1.5N·m带载稳定运行情况下速降比约为0，远远满足客户提出的＜10%的指标要求。

3.效率测试比较

为了验证本洗衣机变频驱动器洗涤效率，进行了两次测试比较。

（1）测试一

在某电机厂家实验室进行了效率测试，并与该电机厂家配套变频器进行了洗涤效率比较，厂家配套变频器也具有效率优化功能。测试比较对照表如表8-2所示。

表8-2 效率测试比较(www.daowen.com)

采用电机为特制的4极变频异步电机，采用辨识算法辨识出的电机参数为：定子电阻R_s=3.487Ω，转子电阻R_r=1.102Ω；定、转子电感L_s=L_r=0.0621H，互感L_m=0.0588H。由于该电机电感量偏小，造成该特制电机效率不高。从表8-2中可看出本洗衣机变频驱动器洗涤效率高出电机厂家配套变频器洗涤效率约5～7个百分点。

（2）测试二

对某知名品牌变频洗衣机进行了洗涤、脱水效率测试对比，如表8-3所示。在低速洗涤模式下，该品牌变频洗衣机的额定转矩是2.0N·m，从表中可以看出，加入了效率优化算法的测试样机在额定转矩以下，效率高出品牌变频洗衣机2个百分点左右，效率优化不明显。但在额定转矩以上，品牌变频洗衣机的最大带载能力为2.6N·m，并且效率随着负载的增大明显下降。而加入了效率优化算法的测试样机在额定转矩以上时，带载能力强，可达到3.5N·m，效率比品牌变频洗衣机可高出10个百分点以上，并且负载越大，效率差也越大。可见，效率优化算法提高了系统的带载能力，并且大负载下效率明显提升，可达10个百分点以上。

表8-3 某品牌变频洗衣机洗涤、脱水效率测试对比

4.洗涤测试比较

几家洗衣机公司对该套变频洗衣机系统进行了性能测试，如图8-28所示。图8-28a所示为该套变频洗衣机在洗涤模式下的电流波形图，图8-28b所示为某品牌变频洗衣机在相同洗涤模式下的电流波形图。通过性能比较可以明显看出，该套变频洗衣机电流波形平稳不振荡，系统稳态性能好。图中上面横线为母线电压值，可以看出该套变频洗衣机的母线电压值要比某品牌变频洗衣机的母线电压值波动小，平稳性强。

图8-28 自主研发的变频器与某品牌变频洗衣机洗涤模式下电流波形对比

图8-29～图8-32所示为自主研发的洗衣机变频器与某品牌洗衣机变频器在不同频率下的电流波形比较。其中，1Hz运行时用来测试比较的某品牌变频器不能稳定运行，因此没有给出相关波形。可以看出，与某品牌变频洗衣机相比，自主研发的变频洗衣机在各个频率下都可以稳定运行，而且电流波形更加接近正弦，谐波更小。

图8-29 自主研发的变频洗衣机1Hz电流波形

图8-33所示为200Hz洗衣机高速甩干时的电流波形对比，此时异步电机已经运行在弱磁模式。可以看出，自主研发的洗衣机变频器的电流更加接近正弦和平滑，幅值也更大，即有更大的出力。参与对比的某品牌洗衣机变频器的电流存在尖峰谐波，在过零点有明显的台阶，而且电流幅值较小，影响了输出转矩。

图8-30 10Hz电流波形对比

图8-31 20Hz电流波形对比

图8-32 80Hz电流波形对比

图8-33 200Hz电流波形对比