無感FOC電機參數測量方法

無感FOC需要實時觀測反向電動勢來判斷轉子的電氣角和轉速。觀測反向電動勢時，一方面需要每個PWM週期採集相電壓和電流，另一方面需要提前測量出電機的極對數、反電勢常數、定子線圈的相電阻和相電感。下面是測量參數的方法

極對數

將直流穩壓電源電壓設置爲0，電流設置在電機額定電流的5％左右，比如額定電流5A，設置爲250mA；
將直流穩壓電源的正負極任接電機兩根線，打開電源輸出開關；
用手旋轉電機，感覺電機是否有明顯的阻抗力，否則增加電壓和電流，如下圖所示電機需要900mA電流才明顯感覺電機有阻抗力；水泵需要1V左右電壓和1A左右電流纔有明顯阻力；
用手緩慢旋轉電機時，記錄電機一圈卡頓的次數，極對數等於卡頓的次數。

相電阻

使用LCR電橋的DCR功能（直流檢測）測量電機任意兩線間的電阻R；
可以測電機三個繞組的首尾端電阻，正常情況下三個繞組的電阻應該是相等的。如有誤差，誤差不能大於5％；
電機繞組電阻大於1Ω可用單臂電橋測量、電機繞組電阻小於1Ω可用雙臂電橋測量。如果電機繞組間電阻值相差較大，說明電機繞組有短路、斷路、焊接不良或者繞組匝數有誤差；
$\frac{R}{2}$ 即爲電機的相電阻，如圖5.2所示測試中相電阻 $\frac{104\text{m}\Omega }{2}=0.052\Omega$ ；
爲了提高精度，可取多次測量的平均值。

LCR電橋選擇Ls-Rs功能，頻率設置爲PWM頻率（如20KHz），電平設置在一個不至於使電機振動的值（如5mV）；
LCR電橋表筆接電機任意兩根線，慢慢旋轉電機，測量電機停靠在不同位置的電感量，記錄最小電感量 ${{L}_{\min }}$ ，最大電感量 ${{L}_{\max }}$ ；
D軸電感 ${{L}_{d}}=\frac{{{L}_{\min }}}{2}$ ，Q軸電感 ${{L}_{q}}=\frac{{{L}_{\max }}}{2}$ ，如圖5.3、圖5.4所示測量中， ${{L}_{d}}=\frac{17.9\mu H}{2}=0.0000089H$ ， ${{L}_{q}}=\frac{21.3\mu H}{2}=0.0000106H$ ；
爲了提高精度，可取多次測量的平均值。

電機反電動勢常數，單位V.sec/rad。測量反電動勢有很多不同的方法，比如說如果轉軸在外部的話，還可以用外力比如電鑽將轉子轉起來，風扇等就很適合這個方法。但是對於類似壓縮機那樣被包裹起來的電機，可以先將電機跑到一個較高的轉速，然後突然自由停機，然後再測試相電壓輸出。

但一定要注意的是單位一定要統一，特別是相電壓的測量，究竟是線電壓，還是相電壓，究竟是峯峯值，還是峯值。否則其結果就會有很大的差別。

測量反電動勢圖具體方法如下：

示波器設置爲1V/div，20ms/div，使用觸發採樣，觸發電平1V左右（此設置供Kv值爲1000左右的電機參考，Kv相差大的電機可嘗試多次來設置合適參數）；
示波器探頭接電機任意兩根線，使用電鑽鉗住電機的轉頭，儘量高速旋轉電機，可抓取到電機反電動勢的波形；
選取幅度稍大且變化比較平緩的1~2個週期波形，測量出此小段波形的電壓峯峯值 ${U}_{p}$ 和頻率 $f$ ；
用下面公式來計算電機的反電動勢常數，如下圖所示峯峯值電壓 ${{U}_{p}}=8.72V$ ，頻率 $f=31.692HZ$ ，計算得出結果爲單相反電動勢常數 ${{K}_{eph}}\approx 0.0126V$ ，三相反電動勢常數 ${{K}_{e}}\approx 0.0219V$ ：
${{K}_{eph}}=\frac{{{U}_{p}}}{2\sqrt{3}\omega }=\frac{{{U}_{p}}}{2\sqrt{3}\times 2\pi f}=\frac{8.72}{4\sqrt{3}\times \pi \times 31.692}\approx 0.0126$
${{K}_{e}}=\frac{{{U}_{p}}}{2\omega }=\frac{{{U}_{p}}}{4\pi f}=\frac{8.72}{4\pi \times 31.692}\approx 0.0219$
爲了提高精度，可取多次測量的平均值。