如何對(duì)變頻電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行測(cè)定

瀏覽次數(shù)：6574次
發(fā)布時(shí)間：2016/7/12 16:30:23
作者：ly_yinhe

　　轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是指剛體繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)慣性(回轉(zhuǎn)物體保持其勻速圓周運(yùn)動(dòng)或靜止的特性)的量度，是衡量電機(jī)響應(yīng)能力和靈活性的指標(biāo)之一。其量值取決于物體的形狀、質(zhì)量分布及轉(zhuǎn)軸的位置。可說(shuō)是一個(gè)物體對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的慣性。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)中的角色相當(dāng)于線性動(dòng)力學(xué)中的質(zhì)量，描述角動(dòng)量、角速度、力矩和角加速度等數(shù)個(gè)量之間的關(guān)系。

　　變頻電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)定包括懸掛轉(zhuǎn)子擺動(dòng)法、空載減速法、輔助擺錘法，本文根據(jù)相關(guān)電機(jī)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)介紹變頻電機(jī)這三種轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)試方法的測(cè)試內(nèi)容。

一懸掛轉(zhuǎn)子擺動(dòng)法測(cè)定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

01單鋼絲法測(cè)定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

　　采用單鋼絲扭轉(zhuǎn)擺動(dòng)比較法測(cè)定電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

　　選擇密度均勻的金屬制成假轉(zhuǎn)子，假轉(zhuǎn)子形狀應(yīng)為簡(jiǎn)單的圓柱體，以便能用式(1)較精確計(jì)算出假轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。假轉(zhuǎn)子的質(zhì)量應(yīng)能將所選用的鋼絲拉直且鋼絲不變形。把假轉(zhuǎn)子可靠地懸掛在長(zhǎng)度l≥0.5m的鋼絲一端，鋼絲的另一端固定在支架上，鋼絲軸線應(yīng)與假轉(zhuǎn)子軸線同心且垂直地面。

　　將假轉(zhuǎn)子繞心軸扭轉(zhuǎn)一個(gè)適當(dāng)?shù)慕嵌龋屑?xì)測(cè)量往復(fù)擺動(dòng)次數(shù)N及所需時(shí)間t(s)，求得擺動(dòng)周期平均值T’(T’=N/t)。被試電機(jī)轉(zhuǎn)子在相同的條件下，重復(fù)上述試驗(yàn)，按上方法求得其擺動(dòng)周期的平均值T，按式(2)計(jì)算被試電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。

　　假轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J’(kg*㎡)由式(1)計(jì)算：

——(1)

　　式中：

　　m——直徑D部分的圓柱體質(zhì)量，單位為千克(kg)；

　　D——圓柱體直徑，單位為米(m)。

　　被試電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J(kg*㎡)按式(2)計(jì)算：

——(2)

　　式中：

　　T——被試電機(jī)轉(zhuǎn)子的擺動(dòng)周期平均值，單位為秒(s)；

　　T’——假轉(zhuǎn)子的擺動(dòng)周期平均值，單位為秒(s)。

02雙鋼絲法測(cè)定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

　　用兩根平行的鋼絲將被試電機(jī)轉(zhuǎn)子懸掛起來(lái)，使其轉(zhuǎn)軸中心線與地面垂直。扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子使其產(chǎn)生以軸線為中心的擺動(dòng)。距轉(zhuǎn)軸中心線的扭角應(yīng)不大于10°。仔細(xì)測(cè)取若干次擺動(dòng)所需的時(shí)間，求出擺動(dòng)周期的平均值T。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J(kg*㎡)按式(3)求取：

——(3)

　　式中：

　　l——鋼絲的長(zhǎng)度，單位為米(m)；

　　m——被試電機(jī)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量，單位為千克(kg)；

　　g——重力加速度，單位為米每二次方秒(m/2^s)；

　　a——兩鋼絲之間的距離，單位為米(m)。

二空載減速法測(cè)定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

　　此法用于測(cè)定功率為100kW以上上機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

　　試驗(yàn)時(shí)，使被試電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高并超過(guò)同步轉(zhuǎn)速，然后，切斷電源或脫開(kāi)驅(qū)動(dòng)機(jī)械，在1.1倍~0.9倍同步轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，測(cè)定轉(zhuǎn)速變化n(r/nin)所需的時(shí)間t(s)。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J(kg*㎡)按式(4)計(jì)算：

——(4)

三輔助擺錘法測(cè)定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

　　此法用于測(cè)定具有滾動(dòng)軸承電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

　　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試電機(jī)轉(zhuǎn)軸端面中心上，擺錘臂桿應(yīng)與軸線成直角。當(dāng)轉(zhuǎn)軸上帶有皮帶輪或半個(gè)聯(lián)軸器時(shí)，也可用它們固定擺錘。

　　試驗(yàn)時(shí)，擺錘的初始位置與靜止位置的偏移應(yīng)不大于15°，在開(kāi)始擺動(dòng)后，測(cè)量2~3次擺動(dòng)所需的時(shí)間，求出擺動(dòng)周期的平均值。以擺錘通過(guò)靜止位置的瞬間作為測(cè)量擺動(dòng)周期的起始點(diǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J(kg*㎡)按式(5)計(jì)算：

——(5)