一種他勵直流電機轉動慣量的測量方法
2023-05-11 15:52:36
專利名稱：一種他勵直流電機轉動慣量的測量方法
技術領域：
本發明屬於電機參數測量技術，涉及對他勵直流電機轉動慣量測量方法的改進。
背景技術：
在直流電氣傳動控制系統中，直流電動機以及齒輪箱的轉動慣量對系統動態響應時間影響很大，在快速響應系統中要求轉動慣量越小越好。直流電機生產廠家由於沒有測試轉動慣量的專用設備，往往給不出實際轉動慣量的數據，只能提供理論設計數據。有些廠家甚至連理論數據也提供不了。直流電傳系統調試過程中，需要知道電機及齒輪箱的實際慣量是否在設計要求範圍之內，如果過大，需要在控制環節中加入轉動慣量補償。GB1311 《直流電機試驗方法》提供了電機轉動慣量J的三種測定方法自減速法、扭擺法和輔助擺錘法。1)自減速法即自由停車法，首先要測定電機在額定轉速時的空載鐵耗和機械損耗，在額定勵磁電流和高於額定轉速nN下作空載運行，待電機運行平穩後迅速切斷電樞電源，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算J。2)扭擺法是將被試電機轉子的轉動慣量與圓柱形標準轉子的轉動慣量進行比較的方法。需將電機轉子取出懸掛於支架上，測出擺動周期，還要製作一個質量、直徑與真轉子相近的可直徑計算慣量的假轉子，在相同條件下測試假轉子擺動周期，再代入計算J。3)輔助擺錘法，將一個質量已知的輔助擺錘用質量儘可能小的臂杆固定於被測電機轉軸端面中心，求擺動周期平均值，代入公式計算J。這三種方法都比較麻煩，只適合電機性能檢測單位或研究單位使用，不適合工程應用現場使用。
發明內容
本發明的目的是提出一種操作簡便、適合工程應用現場使用的他勵直流電機轉動慣量測量方法，以滿足直流電傳系統調試的需要。本發明的技術方案是一種他勵直流電機轉動慣量的測量方法，基於西門子 6RA70系列全數字直流調速裝置，其特徵在於，測量的步驟如下1、連接被測電機將被測電機固定在測量平臺上，當需要測量電機帶負載狀態下的總轉動慣量時，還需要將被測電機與負載連接；然後通過電纜將電機的電樞、勵磁接線端與西門子6RA70系列全數字直流調速裝置的電樞、勵磁輸出端連接；2、測量加速時間Ta 給西門子6RA70系列全數字直流調速裝置通電，將運行方式設置為「磨擦和轉動慣量補償優化」運行方式，測出被測電機以額定電流和額定勵磁電流從零速加速到額定轉速的加速時間Ta ；3、計算轉動慣量J 根據下式計算被測電機的轉動慣量J
Γ r 9l35UPTamJ =-,——*-------------------.....-.....-----------------------------------LlJ
N2
式中，P為直流電機額定功率，單位為kW ；Ta單位為s ；N為電機額定轉速，單位為 r/min ；k為修正係數，係數k的確定方法是k = — -........................................-.....-.....-......-.....-.....— [2]
Ia式中，Λ為西門子6RA70系列全數字直流調速裝置的實際額定輸出電流，Ia為被測電機銘牌標註的電樞額定電流，單位均為A。本發明的優點是操作簡便，適合工程應用現場使用，工程實用性強，滿足了直流電傳系統調試的需要。
圖1本發明的測量示意圖。
具體實施例方式下面對本發明做進一步詳細說明。參見圖1，一種他勵直流電機轉動慣量的測量方法，基於西門子6RA70系列全數字直流調速裝置(以下簡稱調速裝置)，其特徵在於，測量的具體步驟如下1、連接被測電機將被測電機固定在測量平臺上，當需要測量電機帶負載狀態下的總轉動慣量時，還需要將被測電機與負載連接；然後通過電纜將電機的電樞、勵磁接線端與調速裝置的電樞、勵磁輸出端連接；2、測量加速時間Ta 給調速裝置通電，將運行方式設置為「磨擦和轉動慣量補償優化」運行方式，測出被測電機以額定電流和額定勵磁電流從零速加速到額定轉速的加速時間Ta，Ta對應值為調速裝置內部參數P540顯示數據，單位為s ；3、計算轉動慣量J 根據下式計算被測電機的轉動慣量J
Γ r 9\35%kPTamJ =-5——......................-......-............-.....-........LlJ
N式中，P為直流電機額定功率，單位為kW ；Ta單位為s ；N為電機額定轉速，單位為 r/min ；k為修正係數，係數k的確定方法是k=~-……-……-...........-……-...........-..................-------[2]
Ia式中，Ib為調速裝置的實際額定輸出電流，Ia為被測電機銘牌標註的電樞額定電流，單位均為A。本發明的工作原理是計算公式的推導過程如下加速時間Ta Ta = ^L…---...........-……-............---…-…---…-------[3]
375ΔΜ式中，g為常數9. 8 J為轉動慣量，單位為kg ·πι2 ； △ N為加速範圍，單位為r/min ； Δ M為電機加速轉矩，單位為N · m。電機額定轉矩M
Γ ,, 9550PΓ,ηM =-—-.....-.................................-.....-......-......L4J
式中，P為電機額定功率，單位為kW ；N為電機額定轉速，單位為r/min。引入修正係數k，由[3]式、[4]式推導出轉動慣量J的計算式
權利要求
1. 一種他勵直流電機轉動慣量的測量方法，基於西門子6RA70系列全數字直流調速裝置，其特徵在於，測量的步驟如下1.1、連接被測電機將被測電機固定在測量平臺上，當需要測量電機帶負載狀態下的總轉動慣量時，還需要將被測電機與負載連接；然後通過電纜將電機的電樞、勵磁接線端與西門子6RA70系列全數字直流調速裝置的電樞、勵磁輸出端連接；1. 2、測量加速時間Ta 給西門子6RA70系列全數字直流調速裝置通電，將運行方式設置為「磨擦和轉動慣量補償優化」運行方式，測出被測電機以額定電流和額定勵磁電流從零速加速到額定轉速的加速時間Ta ；1. 3、計算轉動慣量J 根據下式計算被測電機的轉動慣量J j _ 91358沙7 .........................................................⑴式中，P為直流電機額定功率，單位為kW ；Ta單位為s ；N為電機額定轉速，單位為r/ min ；k為修正係數，係數k的確定方法是k = 1^--............-...........................................-.........--[2]Ia式中，Ib為西門子6RA70系列全數字直流調速裝置的實際額定輸出電流，Ia為被測電機銘牌標註的電樞額定電流，單位均為A。
全文摘要
本發明屬於電機參數測量技術，涉及對他勵直流電機轉動慣量測量方法的改進。基於西門子6RA70系列全數字直流調速裝置，其特徵在於，測量的步驟如下連接被測電機；測量加速時間Ta；計算轉動慣量J。本發明的操作簡便，適合工程應用現場使用，工程實用性強，滿足了直流電傳系統調試的需要。
文檔編號G01M1/10GK102374924SQ201010262318
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月23日 優先權日2010年8月23日
發明者閆小衛 申請人:中國航空工業集團公司航空動力控制系統研究所