BLDC电机关键电气参数（R、L、磁链）的工程测量方法深度解析

1. 引言

无刷直流电机（BLDC）因其高功率密度、高效率及优良的调速性能，在工业控制、航空航天、汽车电子等领域得到了广泛应用。要实现对BLDC电机的高性能控制，精确获取其关键电气参数——相电阻R、相电感L和永磁体磁链ψ是至关重要的基础。这些参数直接影响控制算法的设计效果，包括电流环调节器参数整定、反电动势观测精度、转矩控制准确性等。

然而，电机厂商提供的参数手册往往不够详尽，或者在实际应用中参数会因温度、饱和效应等因素发生变化。因此，掌握一套工程上高效、便捷且可靠的电机参数测量方法，对控制工程师而言具有重要的实践意义。本文将深入解析BLDC电机三大关键电气参数的测量原理与方法，提供从基础仪器测量到进阶实验测算的完整解决方案。

2. BLDC电机关键参数及其对控制的影响

2.1 基本参数定义

BLDC电机的电气模型可以简化为以下方程：

其中，为相电压，为相电流，为反电动势，为相电阻，为相电感。

反电动势与转子位置和速度的关系为：

其中，为反电动势系数，为磁链，为转子角速度。

2.2 参数对控制系统的影响

• 相电阻R：影响电流环的稳态增益，决定电机的铜损耗和发热特性，温度变化会引起电阻值显著变化

• 相电感L：影响电流环的动态响应速度，电感值决定电流的上升率，影响PWM频率的选择

• 磁链ψ：决定电机的转矩系数和反电动势大小，影响弱磁控制范围和位置观测精度

3. 相电阻R的测量方法

3.1 直流电压降法

这是最简单直接的电阻测量方法，基于欧姆定律。

测量步骤：