專利名稱：一種他勵(lì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機(jī)參數(shù)測(cè)量技術(shù)，涉及對(duì)他勵(lì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量方法的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
在直流電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中，直流電動(dòng)機(jī)以及齒輪箱的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間影響很大，在快速響應(yīng)系統(tǒng)中要求轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越小越好。直流電機(jī)生產(chǎn)廠家由于沒(méi)有測(cè)試轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的專用設(shè)備，往往給不出實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的數(shù)據(jù)，只能提供理論設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。有些廠家甚至連理論數(shù)據(jù)也提供不了。直流電傳系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中，需要知道電機(jī)及齒輪箱的實(shí)際慣量是否在設(shè)計(jì)要求范圍之內(nèi)，如果過(guò)大，需要在控制環(huán)節(jié)中加入轉(zhuǎn)動(dòng)慣量補(bǔ)償。GB1311 《直流電機(jī)試驗(yàn)方法》提供了電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J的三種測(cè)定方法自減速法、扭擺法和輔助擺錘法。1)自減速法即自由停車法，首先要測(cè)定電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的空載鐵耗和機(jī)械損耗，在額定勵(lì)磁電流和高于額定轉(zhuǎn)速nN下作空載運(yùn)行，待電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)后迅速切斷電樞電源，由其慣性而自然減速，用示波器記錄減速曲線，分析曲線代入公式計(jì)算J。2)扭擺法是將被試電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與圓柱形標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行比較的方法。需將電機(jī)轉(zhuǎn)子取出懸掛于支架上，測(cè)出擺動(dòng)周期，還要制作一個(gè)質(zhì)量、直徑與真轉(zhuǎn)子相近的可直徑計(jì)算慣量的假轉(zhuǎn)子，在相同條件下測(cè)試假轉(zhuǎn)子擺動(dòng)周期，再代入計(jì)算J。3)輔助擺錘法，將一個(gè)質(zhì)量已知的輔助擺錘用質(zhì)量盡可能小的臂桿固定于被測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)軸端面中心，求擺動(dòng)周期平均值，代入公式計(jì)算J。這三種方法都比較麻煩，只適合電機(jī)性能檢測(cè)單位或研究單位使用，不適合工程應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種操作簡(jiǎn)便、適合工程應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)使用的他勵(lì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量方法，以滿足直流電傳系統(tǒng)調(diào)試的需要。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種他勵(lì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量方法，基于西門子 6RA70系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置，其特征在于，測(cè)量的步驟如下1、連接被測(cè)電機(jī)將被測(cè)電機(jī)固定在測(cè)量平臺(tái)上，當(dāng)需要測(cè)量電機(jī)帶負(fù)載狀態(tài)下的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，還需要將被測(cè)電機(jī)與負(fù)載連接；然后通過(guò)電纜將電機(jī)的電樞、勵(lì)磁接線端與西門子6RA70系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置的電樞、勵(lì)磁輸出端連接；2、測(cè)量加速時(shí)間Ta 給西門子6RA70系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置通電，將運(yùn)行方式設(shè)置為“磨擦和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量補(bǔ)償優(yōu)化”運(yùn)行方式，測(cè)出被測(cè)電機(jī)以額定電流和額定勵(lì)磁電流從零速加速到額定轉(zhuǎn)速的加速時(shí)間Ta ；3、計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J 根據(jù)下式計(jì)算被測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J
Γ r 9l35UPTamJ =-,——*-------------------.....-.....-----------------------------------LlJ
N2
式中，P為直流電機(jī)額定功率，單位為kW ；Ta單位為s ；N為電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，單位為 r/min ；k為修正系數(shù)，系數(shù)k的確定方法是k = — -........................................-.....-.....-......-.....-.....— [2]
Ia式中，Λ為西門子6RA70系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置的實(shí)際額定輸出電流，Ia為被測(cè)電機(jī)銘牌標(biāo)注的電樞額定電流，單位均為A。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，適合工程應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)使用，工程實(shí)用性強(qiáng)，滿足了直流電傳系統(tǒng)調(diào)試的需要。


圖1本發(fā)明的測(cè)量示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。參見(jiàn)圖1，一種他勵(lì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量方法，基于西門子6RA70系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置(以下簡(jiǎn)稱調(diào)速裝置)，其特征在于，測(cè)量的具體步驟如下1、連接被測(cè)電機(jī)將被測(cè)電機(jī)固定在測(cè)量平臺(tái)上，當(dāng)需要測(cè)量電機(jī)帶負(fù)載狀態(tài)下的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，還需要將被測(cè)電機(jī)與負(fù)載連接；然后通過(guò)電纜將電機(jī)的電樞、勵(lì)磁接線端與調(diào)速裝置的電樞、勵(lì)磁輸出端連接；2、測(cè)量加速時(shí)間Ta 給調(diào)速裝置通電，將運(yùn)行方式設(shè)置為“磨擦和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量補(bǔ)償優(yōu)化”運(yùn)行方式，測(cè)出被測(cè)電機(jī)以額定電流和額定勵(lì)磁電流從零速加速到額定轉(zhuǎn)速的加速時(shí)間Ta，Ta對(duì)應(yīng)值為調(diào)速裝置內(nèi)部參數(shù)P540顯示數(shù)據(jù)，單位為s ；3、計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J 根據(jù)下式計(jì)算被測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J
Γ r 9\35%kPTamJ =-5——......................-......-............-.....-........LlJ
N式中，P為直流電機(jī)額定功率，單位為kW ；Ta單位為s ；N為電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，單位為 r/min ；k為修正系數(shù)，系數(shù)k的確定方法是k=~-……-……-...........-……-...........-..................-------[2]
Ia式中，Ib為調(diào)速裝置的實(shí)際額定輸出電流，Ia為被測(cè)電機(jī)銘牌標(biāo)注的電樞額定電流，單位均為A。本發(fā)明的工作原理是計(jì)算公式的推導(dǎo)過(guò)程如下加速時(shí)間Ta Ta = ^L…---...........-……-............---…-…---…-------[3]
375ΔΜ式中，g為常數(shù)9. 8 J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位為kg ·πι2 ； △ N為加速范圍，單位為r/min ； Δ M為電機(jī)加速轉(zhuǎn)矩，單位為N · m。電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩M
Γ ,, 9550PΓ,ηM =-—-.....-.................................-.....-......-......L4J
式中，P為電機(jī)額定功率，單位為kW ；N為電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，單位為r/min。引入修正系數(shù)k，由[3]式、[4]式推導(dǎo)出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J的計(jì)算式
權(quán)利要求
1. 一種他勵(lì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量方法，基于西門子6RA70系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置，其特征在于，測(cè)量的步驟如下1.1、連接被測(cè)電機(jī)將被測(cè)電機(jī)固定在測(cè)量平臺(tái)上，當(dāng)需要測(cè)量電機(jī)帶負(fù)載狀態(tài)下的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，還需要將被測(cè)電機(jī)與負(fù)載連接；然后通過(guò)電纜將電機(jī)的電樞、勵(lì)磁接線端與西門子6RA70系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置的電樞、勵(lì)磁輸出端連接；1. 2、測(cè)量加速時(shí)間Ta 給西門子6RA70系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置通電，將運(yùn)行方式設(shè)置為“磨擦和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量補(bǔ)償優(yōu)化”運(yùn)行方式，測(cè)出被測(cè)電機(jī)以額定電流和額定勵(lì)磁電流從零速加速到額定轉(zhuǎn)速的加速時(shí)間Ta ；1. 3、計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J 根據(jù)下式計(jì)算被測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J j _ 91358沙7 .........................................................⑴式中，P為直流電機(jī)額定功率，單位為kW ；Ta單位為s ；N為電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，單位為r/ min ；k為修正系數(shù)，系數(shù)k的確定方法是k = 1^--............-...........................................-.........--[2]Ia式中，Ib為西門子6RA70系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置的實(shí)際額定輸出電流，Ia為被測(cè)電機(jī)銘牌標(biāo)注的電樞額定電流，單位均為A。
全文摘要
本發(fā)明屬于電機(jī)參數(shù)測(cè)量技術(shù)，涉及對(duì)他勵(lì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量方法的改進(jìn)?；谖鏖T子6RA70系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置，其特征在于，測(cè)量的步驟如下連接被測(cè)電機(jī)；測(cè)量加速時(shí)間Ta；計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。本發(fā)明的操作簡(jiǎn)便，適合工程應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)使用，工程實(shí)用性強(qiáng)，滿足了直流電傳系統(tǒng)調(diào)試的需要。
文檔編號(hào)G01M1/10GK102374924SQ201010262318
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者閆小衛(wèi) 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研究所