單軸陀螺儀運轉(zhuǎn)示意圖

　　陀螺儀，是一種用來感測與維持方向的裝置，基於角動量不滅的理論設(shè)計出來的。陀螺儀主要是由一個位于軸心可以旋轉(zhuǎn)的輪子構(gòu)成。陀螺儀一旦開始旋轉(zhuǎn)，由於輪子的角動量，陀螺儀有抗拒方向改變的趨向。

　　注：1850年法國的物理學(xué)家福柯(J.Foucault)為了研究地球自轉(zhuǎn)，首先發(fā)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)動中的轉(zhuǎn)子(rotor)，由于慣性作用它的旋轉(zhuǎn)軸永遠指向一固定方向，他用希臘字gyro(旋轉(zhuǎn))和skopein(看)兩字合為gyro scopei一字來命名。

　一種機械陀螺儀轉(zhuǎn)子組成示意圖

　　陀螺儀電機是陀螺儀高速旋轉(zhuǎn)角動量的來源，主要是拖動位于軸心可旋轉(zhuǎn)的陀螺轉(zhuǎn)子做高速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)陀螺轉(zhuǎn)子以高速旋轉(zhuǎn)時，在沒有任何外力矩作用在陀螺儀上時，陀螺儀的自轉(zhuǎn)軸在慣性空間中的指向保持穩(wěn)定不變，同時反抗任何改變轉(zhuǎn)子軸向的力量。

　　陀螺儀電機是保持陀螺轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力來源，其輸出的穩(wěn)定性直接決定著陀螺的穩(wěn)定性。陀螺儀電機的運行穩(wěn)定性，體現(xiàn)在輸出機械特性的變化上，而輸出機械特性的變化，必然會以各種形式反映在輸入電參數(shù)上。因此，對輸入電壓、電流、瞬時功率進行分析，得到輸入電參量、尤其是輸入功率的變化規(guī)律，有助于對電機性能進行全面的了解。

　　本陀螺儀電機測試方案采用湖南銀河電氣有限公司研制的WP4000變頻功率分析儀，該分析儀是目前國家變頻電量測量儀器計量站的測量基準，測試數(shù)據(jù)具有較高的精度和最高的權(quán)威性。每臺WP4000最多可連接6個功率單元，每個DT 數(shù)字變送器可連接一路電壓和一路功率。由于電機未引出中性線，一般采用二瓦計法測量三相功率，為了更加準確直接的反映三相電流，每相電流均采甠一個DT數(shù)字變送器進行測量。當(dāng)采用三瓦計法測量三相功率時，每相均采用一個DT數(shù)字變送器進行測量，由于該電機的中性線未引出，可以利用同型號的DT數(shù)字變送器電壓通道輸入阻抗相等的原理，構(gòu)建虛擬中性點。

圖示：2V3A法測量三相功率線路圖

　　由于二瓦計法的單個功率讀數(shù)沒有明確的物理意義，當(dāng)三相功率不相同時，不便于分析功率波動的原因，因此，利用同型號的DT數(shù)字變送器電壓通道輸入阻抗相等的原理，構(gòu)建虛擬中性點，并在此基礎(chǔ)上采用三瓦計法進行測量。下圖為3V3A法測量線路圖。

　圖示：3V3A法測量三相功率線路圖

　　本測試方案對陀螺儀電機的啟動時間、惰轉(zhuǎn)時間、啟動電流、啟動功耗、電壓諧波、電流諧波、瞬時功率諧波進行全面測試，可較為全面了解電機的機械特性，并對電機的穩(wěn)定性進行定量分析。試驗電源的諧波、三相不平衡度等可調(diào)，可全面研究工作電源對電機運行性能的影響。