一種測量直流無刷電機參數的方法
2023-04-29 21:31:06
專利名稱：一種測量直流無刷電機參數的方法
技術領域：
本發明涉及電機測試方法，具體地說，是一種測量直流無刷電機參數的方法。
背景技術：
無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成，是一種集成了無刷電動機、驅動器、傳感器、控制器、微處理器的典型機電一體化產品。直流無刷電動機與一般直流電動機具有相同的工作原理和應用特性，而其組成是不一樣的。除了電機本身外，前者還多一個換向電路，電機本身和換向電路緊密結合在一起。換向電路代替了碳刷、滑環結構的物理換向結構，通過控制電路實現電子換向。與普通的直流電機相比，直流無刷電機具有傳統直流電機的所有優點，同時又取消了碳刷、滑環結構，可以低速大功率運行，可以省去減速機直接驅動大的負載，是直驅型電機的最佳選擇。直流無刷電機的轉矩特性優異，中、低速轉矩性能好，尤其低速和超低速狀態性能遠遠超過普通電機，啟動轉矩大，啟動電流小，無級調速，調速範圍廣，過載能力強。直流無刷電機廣泛應用於汽車、工具、工業工控、自動化以及航空航天等領域。因此，精確的測定直流無刷電機的系統參數就在此類電機的設計和應用中顯得尤為重要。雖然可以用常規的電機測試手段和電機測試設備來進行直流無刷電機的參數測定，但採用傳統手段所需要的設備較多，過程較複雜，耗費的人力物力較大。基於直流無刷電機本身的特點，本發明提出了 一種簡單快捷測量直流無刷電機參數的方法。
發明內容
針對現有技術中的缺陷，本發明解決的技術問題是提供一種簡單快捷的測量直流無刷電機參數的方法，從而可以方便快速地得到被測直流無刷電機的相電阻、摩擦轉矩係數、轉動慣量和轉速-轉矩曲線等關鍵參數。為了解決上述問題，本發明採用的技術方案是一種測量直流無刷電機參數的方法，包括相電阻的測量，通過對拖電機測試方法進行的摩擦轉矩係數、轉動慣量測量和通過對拖電機測試方法進行的轉速-轉矩曲線測量。根據本發明的一個方面，提供一種測量直流無刷電機參數的方法，包括如下步驟步驟1:搭建設備，具體為用直流電機2作為拖動電機與被測直流無刷電機4通過力矩傳感器3連軸；步驟2 :採用伏安法測量所述被測直流無刷電機4的相電阻阻值r ;步驟3 :測量所述直流無刷電機4的相電阻的摩擦轉矩係數Bn、以及轉動慣量J ;步驟4 :測量所述直流無刷電機4的相電阻的轉速-轉矩曲線；其中步驟3包括如下步驟
步驟3.1 :給所述直流電機2供電，讓所述直流電機2拖動所述被測直流無刷電機4，並保持所述被測直流無刷電機4空載；測量並記錄所述直流電機2的電樞電流la、轉速n和相電壓Ui ；步驟3. 2 :斷開所述直流電機2的電源，測量並記錄所述被測直流無刷電機4的反電動勢變化情況，從斷電到反電動勢降為零的時間記為t ；步驟3. 3 :給所述直流電機2供電，直接讓所述直流電機2空載運行，測量並記錄所述直流電機2的電樞電流Ia1、轉速Ii1、以及相電壓Ui1 ；步驟3. 4 :斷開所述直流電機2的電源，並記錄從斷電到反電動勢降為零的時間ti ;步驟3.5 :計算得出直流無刷電機的摩擦轉矩係數Bn、以及轉動慣量J，具體為
摩擦轉矩係數Bn為
權利要求
1.一種測量直流無刷電機參數的方法，其特徵在於，包括如下步驟步驟1:搭建設備，具體為用直流電機(2)作為拖動電機與被測直流無刷電機(4)通過力矩傳感器(3)連軸；步驟2 :採用伏安法測量所述被測直流無刷電機(4)的相電阻阻值r ;步驟3 :測量所述直流無刷電機(4)的相電阻的摩擦轉矩係數Bn、以及轉動慣量J ; 步驟4 :測量所述直流無刷電機(4)的相電阻的轉速-轉矩曲線；其中步驟3包括如下步驟步驟3.1 :給所述直流電機(2)供電，讓所述直流電機(2)拖動所述被測直流無刷電機(4)，並保持所述被測直流無刷電機(4)空載；測量並記錄所述直流電機(2)的電樞電流la、轉速η和相電壓Ui ；步驟3.2 :斷開所述直流電機(2)的電源，測量並記錄所述被測直流無刷電機(4)的反電動勢變化情況，從斷電到反電動勢降為零的時間記為t ；步驟3. 3:給所述直流電機(2)供電，直接讓所述直流電機(2)空載運行，測量並記錄所述直流電機⑵的電樞電流Ia1、轉速Ii1、以及相電壓Ui1 ；步驟3. 4 :斷開所述直流電機(2)的電源，並記錄從斷電到反電動勢降為零的時間h ；步驟3. 5 :計算得出直流無刷電機的摩擦轉矩係數Bn、以及轉動慣量J，具體為摩擦轉矩係數Bn為
2.根據權利要求1所述的測量直流無刷電機參數的方法，其特徵在於，所述設定轉速為額定轉速的130%或者最大轉速。
3.根據權利要求1所述的測量直流無刷電機參數的方法，其特徵在於，所取的轉速範圍應從被測直流無刷電機(4)能達到的最低轉速開始至設定轉速區間內均勻的分為10 12組。
4.根據權利要求1所述的測量直流無刷電機參數的方法，其特徵在於，所述步驟2具體為若所述被測直流無刷電機(4)的相電阻阻值大於200歐，則先將電流表和相電阻串聯後再與電壓表並聯；若所述被測直流無刷電機⑷的相電阻阻值小於等於200歐，則先將電壓表和相電阻並聯後再與電壓表串聯。
5.根據權利要求1所述的測量直流無刷電機參數的方法，其特徵在於，所述設備，包括底座(I)、設置於所述底座上的電氣模塊(5)，還包括依次連接的被測直流無刷電機(4)、力矩傳感器(3)、直流電機(2)，所述被測直流無刷電機(4)和直流電機(2)設置於所述底座上。
全文摘要
本發明提供一種測量直流無刷電機參數的方法，可以簡單用伏安法測定直流無刷電機的相電阻，利用直流電機參數測量的簡易性和可操作性，分別計算出直流電機拖動被測直流無刷電機時和直流電機單獨運轉時，系統的轉動慣量和摩擦轉矩係數，即可計算出被測電機的轉動慣量和摩擦轉矩係數。用一臺功率合適的直流電機2作為被拖電機與被測電機4通過力矩傳感器3連接，給被測直流無刷電機4供電，讓其拖動直流電機2，並在被拖的直流電機三相串接阻值合理的滑動變阻器。設定直流無刷電機4以恆定的轉速轉動，調整滑動變阻器阻值，記錄轉速和力矩觸感其讀數，在合理的轉速和力矩範圍內多次操作後，可得出合理的被測電機4的轉速—轉矩曲線。
文檔編號G01R31/34GK103048620SQ20121058105
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者張波, 劉品寬, 奚靜思, 李玉潔 申請人:上海交通大學