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直线电机测试项目说明

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  • 发布时间:2017/4/25 16:40:25
  • 作者:ly_yinhe

  直线电机测试是利用仪器、仪表以及相关设备,按照相关标准的规定,对直线电机制造过程中的半成品和成品,或以电机为主题的配套产品的电气性能、力学性能、安全性能及可靠性能等指标进行检验。通过检测试验,可以获得电机相关性能数据,利用这些数据就可以知道被试直线电机是否符合设计要求、品质的优劣以及改进的目标和方向。

  直线电机测试主要是对电机的各种特性及参数进行检测,包括电机的工作特性、机械特性、热、磁场、电量及电参数的测试,误差分析和试验数据处理。下面本文根据相关标准对直线电机测试参数及测项目进行介绍。

直线电机测试测量参数

  直线电机测试系统主要测量直线电机输入U、输入电流I、输入功率P、输入功率因数λ、输出推力Τ、转速v、温度T、冷却水温度t、冷却水流量Q、冷却水压p等参数。

  根据国标要求一个较为完整的直线电机检测测试平台需要完成以下基本特征参数的检测测试:

  直流电阻R、直轴电感Ld及交轴电感Lq,电气时间常数τ=Lq/R;

  静摩擦力fo;

  空载加速度a;

  额定状态下:反电动势e及反电动势常数Ke;

  额定电流IN,额定推力FN;

  额定状态下:冷却水温升t、流量Q、水压p;

  堵转状态:连续堵转电流I0、连续堵转动力F0、峰值电流Imax、峰值推力Fmax、推力波动系数KTb;

直线电机测试项目及原理

  推重比、推力波动、电气时间常数、推力线性度、速度一出力线等均为直线电机的重要检测试验项目,下面对这几项测试项目及其原理进行简要介绍。

01推重比

  推重比是指电机质量(惯量)与电机的峰值推力的比值(次级质量:峰值推力),它表示单位质量(惯量)的最大出力。在某些特殊的领域,如军事领域,推重比是衡量飞机综合性能的重要指标之一,推重比越大越好。不同的推重比的电机会有不同的应用场合。

  试验原理:被测直线电机处于堵动状态,首先被测电机在额定条件(额定电流)下工作,随后不断的增大电流,测电机的出力情况,一直到电机的出力在电流不断变大时保持一个固定的值(峰值出力),这个力就是电机的峰值出力。

02推力波动

  直线电机对外输出的量主要是推力,这也是直线电机和旋转电机的重要的不同点之一。直线电机的很大一个特点是它的推力具有波动性,力的波动性远比选转电机的力矩的波动性大。由于直线电机的理论、设计、制造和负载及干扰等诸多方面的原因,直线电机必然存在推力波动。推力波动对直线电机的运行平稳性有很大的影响。

  试验原理:被测直线电机的工作模式为电流模式。在行程周期内,电机带负载状态下运行,测试在不同位置(位移)时电机的出力情况,最后得出电机的推力波动曲线。由此得到堵动状态下推力波动,也可在被测电机由负载电机拖动匀速运动时测量出力,得到动态推力波动。

03电气时间常数

  时间常数是表征电机动态性能的重要指标。在电机输入额定电压后,由于其电机的电阻、电感、电容和机械方面的缘故,电机内部不可能瞬时就达到了额定状态(稳定状态),而是经过一段时问后才能达到,这个就是时间常数。时间常数根据所反映机电系统动态性能固有特性的不同方面而分为电气时间常数一c e、机电时间常数T me。电气时间常数就是电阻和电感的比值,它反映的是作为电系统变化快慢的指标。

  试验原理:电机在堵动状态下,输入额定电压,观察电流随时间的变化关系,记录电流达到额定电流时所花的时间,通常可以用这个时间来间接的反映电气时问常数。亦可使其(在堵动状态)工作于电流模式下,记录电流跟随阶越指令的过程得到电气时间常数。

04推力线性度

  由于直线电机有推力波动,电机波动较大时往往是不能工作的;推力线性度试验是为了描述电机的有效工作区间,也就是波动相对较小的区间一线性区间。事实上,在线圈磁通饱和之前推力一电流的比值近似恒定,称为推力系数或转矩系数。此试验关注的主要是这一系数随电流上升开始下降的曲线拐点即磁通趋近饱和的地方,这也是试验的重点;同时也是为了描述在不同的电流工作条件下,绕组的发热情况以及温度对电机推力的影响。

  试验原理:(1)电机工作在电流模式下堵动,先输入适当电流(小于或接近额定值),记录电机出力和绕组温度的数值;然后电流适当的增加,记录推力和温度的数值,依次类推,一直达到电机可承受的最大电流(超过额定电流或最大堵动电流后,每点测量通电时间在读数稳定前提下越短越好,避免线圈过热损坏)。(2)电流维持在某一固定值,电机在一个行程周期运行,记录推力与温度的值;然后再调节电流,依次类推,记录数据,用以描述推力与温度的关系。

05速度-出力线

  电机在不同使用场合有不同的速度要求。速度一出力线就是为了了解电机在不同速度时的推力情况(额定、峰值)。从原理上来说,速度和推力呈反比关系(其两项乘积为定值即电机工作在恒功率区),即随着电机运行速度的增大,电机的出力会变小。

  试验原理:被测直线电机带负载电机拖动(运行在速度模式)在电流模式运行。被测电机通电瞬时堵动,记录此时电机的推力,这个力理论上是电机的最大推力;然后速度增大某一数值,测试电机运行在一个行程周期,测试其额定推力和峰值推力;然后再增大速度,依次类推,记录电机的推力数值(对于已知峰值电流的电机通以峰值电流,否则根据散热情况由试验决定峰值电流)。绘制速度一出力包线。