日期:2022-06-20 10:15 瀏覽次數:0
轉子的轉動慣量直接影響電機的啟動和制動性能,必要時應進行測量。轉子轉動慣量的大小在國家標準中沒有規定,一般由用戶根據實際需求與廠家商定。
轉動慣量用符號J表示,單位為kg.m2,是我國和國際標準中的標準物理量。但是在工程上,用GD2來表示。它們之間的關系如公式(1)所示。
確定轉子轉動慣量的方法有兩種:計算法和實測法。測量方法包括單鋼絲法、雙鋼絲法、輔助擺動法和慣性旋轉法。今天張女士簡單分析一下如何用計算法和單線法測量轉子的轉動慣量。其他方法都差不多,可以類比、推導、演繹。
用計算法測量轉子的轉動慣量
雖然電機轉子是一個近乎規則的圓柱體,但由于它至少由三種不同的材料制成,并且相互交叉,因此很難精確計算。當要求不高時,轉子可視為密度均勻的圓柱體。稱量其質量m后,通過計算圓柱體慣性矩的公式(2)計算。
在公式(2)中:
j-轉動慣量(kg m2);
m-轉子質量(千克);
R——轉子半徑(m)。
單鋼絲轉子的轉動慣量
單根鋼絲測量有兩種不同的方法,即借助虛擬轉子的單根鋼絲測量和借助附加輔助扭擺的單根鋼絲測量。
假轉子輔助的單根鋼絲測量方法
該方法適用于轉子質量小于50kg的小型電機。因為需要制作虛擬轉子,成本高,測試費時。
假轉子制作要求
(1)材料密度均勻,最好使用軋制圓鋼。
(2)外圓為圓形,端面為平面。
(3)盡量使其質量和形狀與被測轉子相同。
制作完成后,精確測量其外形尺寸,用公式(2)計算其轉動慣量JA (kg m2)。
測試步驟
(1)將虛擬轉子可靠地懸掛在鋼絲下。鋼絲的另一端牢牢系在支架上。需要注意的是,鋼絲必須綁在虛擬轉子的直徑中心,這樣當它自然下垂時,軸線是垂直的。鋼絲的長度約為2m,其截面直徑取決于虛設轉子的質量,即虛設轉子懸空時,不應有明顯的伸長變形,但不宜過粗,否則會影響試驗擺動和鋼絲本身的直線度,造成較大誤差。
(2)試驗時,將虛擬轉子旋轉30-45,然后松開,通過鋼絲的扭轉使其自由地前后旋轉。用秒表記錄假人轉子旋轉一個周期所用的時間(從原始靜止位置到左側最大角度,返回到原始靜止位置,然后參考右側最大角度位置,然后返回到原始靜止位置,這是一個擺動周期。)。為了正確計時,第1-2周期不計時,然后記錄幾個周期的時間,取平均值作為虛擬轉子一個旋轉周期的時間Ta。計時的起點和終點應在揮桿速度最高的位置,即揮桿中心位置。
(3)用動平衡調整后的被測轉子代替虛擬轉子,用同樣的方法計算被測真實轉子。
的擺動周期T(s)。(4)用式(3)計算求出被試轉子的轉動慣量)(kg·m2)。
附加輔助扭轉擺的單鋼絲實測法
● 附加輔助扭轉擺的加工要求
輔助扭轉擺為圓柱體,中心軸向打一個直徑略大于鋼絲的通孔,其外圓直徑應與被試轉子大體相同,質量為被試轉子的10%~15%。材料密度均勻,最好采用軋制圓鋼。
制作完成后,精確測量出它的外形尺寸并用式(2)計算出它的轉動慣量Ja(kg·m2)。
● 測試步驟
(1)將被試轉子可靠地懸掛在鋼絲下。鋼絲的另一端牢固地系于一個支架上。用與假轉子輔助的單鋼絲實測法中同樣的方法求得被試轉子的旋轉擺動周期T(s)。
(2)將輔助扭轉擺套在懸掛被試轉子的鋼絲繩上。然后,用上述同樣的方法進行試驗并計算求出此時的旋轉擺動周期Tf(s)。
(3)用式(4)計算求出被試轉子的轉動慣量J(kg·m2)。
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