電機轉動慣量計算(用恒力矩轉動法測轉動慣量實驗報告)

測量電機轉動慣量的方法有很多。不同的方法適用于不同的電機，測量精度也有一定的差異。在之前的推文中，我們介紹了測量轉動慣量的計算方法和單線法。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、精度高的優點，因此有很多實際應用，但安裝較為復雜。

轉子懸掛要求

用兩根相同長度的鋼絲將被測轉子垂直懸掛在支架下，并保持被測轉子的軸線垂直。鋼絲長度一般不超過2m，旨在減少扭轉擺動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。

試驗步驟

(1)將轉子從靜止狀態旋轉到小于10度的角度后，松開手并使其為鋼制。

線的扭轉可以自由地前后擺動。使用與單鋼絲法相同的方法，測定了幾個樣品。

擺動周期平均值t。

(2)通過公式(1)計算被測轉子的轉動慣量j (kg m2)。

在公式(1)中：

T——一個周期的擺動時間;

M——轉子質量(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)。

輔助擺動測量方法

對于已經安裝到整機中的電機轉子或較大的轉子，可以用輔助擺幅測量法測量轉動慣量。這種方法操作簡單，但準確度差。為了檢驗試驗的準確性，可以用不同質量的擺錘反復測量轉子的轉動慣量，取一個比較穩定的值作為試驗結果。

對電機的要求

轉子以正常方式安裝在電機中。為了保證電機轉子的靈活轉動，必須使用滾動軸承，并進行必要的潤滑。如果電機是滑動軸承，轉子必須單獨安裝在平衡機上。對于裝有電刷的電機，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，在能克服被測電機轉子轉動慣量的前提下，其質量應盡可能輕，其轉動慣量一般設計為不超過被測電機轉子轉動慣量的10%。

連桿的質量應該盡可能輕，最好是木制的。長度根據電機大小選擇，10kW以上電機擺動周期控制在3-8s內;對于1~10kW的電機，擺動周期控制在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。

實際測量步驟

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

(2)計算轉子的轉動慣量J(kg.m2)。我們假設連桿的質量很小，可以忽略不計，用公式(2)計算轉子的轉動慣量。

" alt="如何進行電機轉動慣量測定試驗之二" inline="0">

式(2)中

Ma——擺錘的質量(kg);

a——擺錘重心到電機軸線的距離(m);

T—— 一個周期的平均值(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。其優點是不需要任何的輔助裝置，且無論電機采用何種軸承，都可以進行測定，所以更適用于較大的電機;缺點是事先需測出被試電機的機械損耗，為此，需要一定的儀器設備和試驗能力。

●試驗前的準備工作

試驗前，要將被試電機空轉一定時間，使其機械損耗達到穩定狀態，并測出電機的機械損耗Pm。

●試驗步驟和注意事項

(1)用提高電源頻率(對交流電機)、提高電壓或減少勵磁(對直流電機)或其他機械拖動等方法，使被試電機的轉速超過其額定值的1.1倍，然后，切斷電源或脫離原動機，讓電機自行減速停轉。

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

為了能準確地讀取電機的轉速，最好采用能直接觀看到轉速連續下降過程的轉速表，如離心指針式轉速表。

(3)用上選測得的數據，通過式(3)求取被試電機轉子的轉動慣量J(kg·m2)。

式(3)中:

Pm——被試電機的機械損耗(W);

ns——被試電機的同步轉速(r/min)。

(4)當被試電機不能超過額定轉速時，可在1一0.8倍額定轉速之間測定。這時的Pm應為0.9倍額定轉速時的機械損耗值。

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