據(jù)電磁定律，當(dāng)磁場變化時，附近的導(dǎo)體會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向符合法拉第定律和楞次定律，與原先加在線圈兩端的電壓正好相反，這個電壓就是反電動勢。在永磁同步伺服電機(jī)中，只要電機(jī)在轉(zhuǎn)動，必然會有線圈切割磁力線，所以會有反電動勢產(chǎn)生。反電動勢用E1表示，其有效值的計(jì)算如下式：

其中：

KE——為比例常數(shù)；

FN——為定子電流的頻率；

NL——為每相定子繞組的匝數(shù)；

ф——為主磁通的振幅值。

一、反電動勢決定因素

◆轉(zhuǎn)子角速度

◆轉(zhuǎn)子磁體產(chǎn)生的磁場

◆定子繞組的匝數(shù)

當(dāng)電機(jī)設(shè)計(jì)完畢，轉(zhuǎn)子磁場與定子繞組的匝數(shù)都是確定的，因此唯一決定反電動勢的因數(shù)是轉(zhuǎn)子角速度，或者說是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，隨著轉(zhuǎn)子速度的增加，反電動勢也隨之增加。

二、反電動勢測試方法

根據(jù)永磁交流伺服電動機(jī)通用技術(shù)條件描述，我們一般采用反電動勢常數(shù)來對永磁同步電機(jī)進(jìn)行考核。反電勢常數(shù)是永磁同步電機(jī)一項(xiàng)很重要的技術(shù)指標(biāo)參數(shù)，它關(guān)系到電機(jī)運(yùn)行性能及控制器的設(shè)計(jì)工作。因此，在永磁同步伺服電機(jī)生產(chǎn)中必須對該項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行精確測試，通過標(biāo)準(zhǔn)的檢測方法驗(yàn)證設(shè)計(jì)產(chǎn)品是否滿足技術(shù)要求。

GB/T50349永磁交流伺服電動機(jī)通用技術(shù)條件中規(guī)定先將被試電機(jī)拖動至技術(shù)條件規(guī)定的某一轉(zhuǎn)速n，再用示波器觀測其波形，通過電壓及轉(zhuǎn)速計(jì)算得出反電動勢常數(shù)(Ke)，并且要求Ke符合永磁同步伺服電機(jī)技術(shù)條件規(guī)定。

圖示1：反電動勢測試平臺

如上圖所示為永磁同步伺服電機(jī)反電動勢測試平臺，按照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求陪試電機(jī)做電動運(yùn)行，拖動被試電機(jī)空載運(yùn)行轉(zhuǎn)速至n；由轉(zhuǎn)速傳感器完成轉(zhuǎn)速測試，WP4000變頻功率分析儀完成被試電機(jī)線反電動勢U測試。

試驗(yàn)時測取電機(jī)空載轉(zhuǎn)速為n時的線反電動勢U，用下式計(jì)算反電動勢常數(shù)，以驗(yàn)證是否滿足技術(shù)要求限制范圍。

式中：

Ke——反電動勢常數(shù)，單位為伏特每弧度負(fù)一次方秒(V/rad*-1^s)；

U——電機(jī)線反電動勢，單位為伏特(V)，正弦波驅(qū)動電機(jī)用線反電動勢有效值，方波驅(qū)動電機(jī)用線反電動勢幅值；

N——被測點(diǎn)轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分(r/min)。

本方案選用WP4000變頻功率分析儀完成反電動勢及轉(zhuǎn)速測試，采取有效的同步手段保證電參量及非點(diǎn)參量的同步測試。同時，WP4000變頻功率分析儀開放原始數(shù)據(jù)端口，前端采集原始波形數(shù)據(jù)可以通過以太網(wǎng)直接與上位機(jī)共享，可以完全取代示波器的需求。通過自定義分析軟件可以直接完成反電動勢常數(shù)測試，滿足于伺服電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)自動化測試需求。