測量電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法有很多。不同的方法適用于不同的電機(jī)，測量精度也有一定的差異。在之前的推文中，我們介紹了測量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算方法和單線法。今天，女士參加了大家講的另外三種常用方法：雙線法、輔助擺動(dòng)法和空載減速法。

雙鋼絲測量方法

與單鋼絲測量法相比，雙鋼絲測量法具有測試成本低、精度高的優(yōu)點(diǎn)，因此有很多實(shí)際應(yīng)用，但安裝較為復(fù)雜。

轉(zhuǎn)子懸掛要求

用兩根相同長度的鋼絲將被測轉(zhuǎn)子垂直懸掛在支架下，并保持被測轉(zhuǎn)子的軸線垂直。鋼絲長度一般不超過2m，旨在減少扭轉(zhuǎn)擺動(dòng)引起的鋼絲長度變化。為了安裝方便，鋼絲上下兩端的距離可以不等。鋼絲直徑的選擇原則與單鋼絲法相同。

試驗(yàn)步驟

(1)將轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)旋轉(zhuǎn)到小于10度的角度后，松開手并使其為鋼制。

線的扭轉(zhuǎn)可以自由地前后擺動(dòng)。使用與單鋼絲法相同的方法，測定了幾個(gè)樣品。

擺動(dòng)周期平均值t。

(2)通過公式(1)計(jì)算被測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量j (kg m2)。

在公式(1)中：

T——一個(gè)周期的擺動(dòng)時(shí)間;

M——轉(zhuǎn)子質(zhì)量(千克);

G——重力加速度，g=9.8m/S2;

A——兩根鋼絲上端距離的一半(m);

B——兩根鋼絲下端距離的一半(m);

L——鋼絲兩端的垂直距離(m)。

輔助擺動(dòng)測量方法

對(duì)于已經(jīng)安裝到整機(jī)中的電機(jī)轉(zhuǎn)子或較大的轉(zhuǎn)子，可以用輔助擺幅測量法測量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這種方法操作簡單，但準(zhǔn)確度差。為了檢驗(yàn)試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，可以用不同質(zhì)量的擺錘反復(fù)測量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，取一個(gè)比較穩(wěn)定的值作為試驗(yàn)結(jié)果。

對(duì)電機(jī)的要求

轉(zhuǎn)子以正常方式安裝在電機(jī)中。為了保證電機(jī)轉(zhuǎn)子的靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，必須使用滾動(dòng)軸承，并進(jìn)行必要的潤滑。如果電機(jī)是滑動(dòng)軸承，轉(zhuǎn)子必須單獨(dú)安裝在平衡機(jī)上。對(duì)于裝有電刷的電機(jī)，在測試過程中必須提起所有電刷。

輔助擺的制造和安裝要求

輔助擺由擺和連桿組成。鐘擺為圓柱形，在能克服被測電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的前提下，其質(zhì)量應(yīng)盡可能輕，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量一般設(shè)計(jì)為不超過被測電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的10%。

連桿的質(zhì)量應(yīng)該盡可能輕，最好是木制的。長度根據(jù)電機(jī)大小選擇，10kW以上電機(jī)擺動(dòng)周期控制在3-8s內(nèi);對(duì)于1~10kW的電機(jī)，擺動(dòng)周期控制在1~3s。

將副擺牢固地安裝在軸伸上，使副擺能自然垂下，其軸線與垂直線重合。

實(shí)際測量步驟

(1)擺動(dòng)擺錘，使其抬起后與垂直線的角度在15以內(nèi)。放開鐘擺，讓它像鐘擺一樣自由擺動(dòng)。記錄2~3個(gè)擺動(dòng)周期的時(shí)間，求一個(gè)周期的平均值T(s)。

(2)計(jì)算轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J(kg.m2)。我們假設(shè)連桿的質(zhì)量很小，可以忽略不計(jì)，用公式(2)計(jì)算轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

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式(2)中

Ma——擺錘的質(zhì)量(kg);

a——擺錘重心到電機(jī)軸線的距離(m);

T—— 一個(gè)周期的平均值(s);

g—重力加速度，g=9.8m/s2。

空載減速法

本方法適用于組裝后的100kW及以上的電機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)是不需要任何的輔助裝置，且無論電機(jī)采用何種軸承，都可以進(jìn)行測定，所以更適用于較大的電機(jī);缺點(diǎn)是事先需測出被試電機(jī)的機(jī)械損耗，為此，需要一定的儀器設(shè)備和試驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

●試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作

試驗(yàn)前，要將被試電機(jī)空轉(zhuǎn)一定時(shí)間，使其機(jī)械損耗達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，并測出電機(jī)的機(jī)械損耗Pm。

●試驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)

(1)用提高電源頻率(對(duì)交流電機(jī))、提高電壓或減少勵(lì)磁(對(duì)直流電機(jī))或其他機(jī)械拖動(dòng)等方法，使被試電機(jī)的轉(zhuǎn)速超過其額定值的1.1倍，然后，切斷電源或脫離原動(dòng)機(jī)，讓電機(jī)自行減速停轉(zhuǎn)。

(2)在電機(jī)轉(zhuǎn)速從1.1倍下降到0.98倍額定轉(zhuǎn)速，或從1.05倍下降到0.9倍額定轉(zhuǎn)速的過程中，精確測量下降的轉(zhuǎn)速差Δn(r/nin)及Δn變化所用的時(shí)間Δt(s)。

為了能準(zhǔn)確地讀取電機(jī)的轉(zhuǎn)速，最好采用能直接觀看到轉(zhuǎn)速連續(xù)下降過程的轉(zhuǎn)速表，如離心指針式轉(zhuǎn)速表。

(3)用上選測得的數(shù)據(jù)，通過式(3)求取被試電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J(kg·m2)。

式(3)中:

Pm——被試電機(jī)的機(jī)械損耗(W);

ns——被試電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速(r/min)。

(4)當(dāng)被試電機(jī)不能超過額定轉(zhuǎn)速時(shí)，可在1一0.8倍額定轉(zhuǎn)速之間測定。這時(shí)的Pm應(yīng)為0.9倍額定轉(zhuǎn)速時(shí)的機(jī)械損耗值。

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