稀土永磁同步電機(jī)之永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速曲線的測試

永磁同步電動機(jī)試驗時既需要測量其堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、最小轉(zhuǎn)矩、失步轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩等性能指標(biāo)；又需要測出其轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速在起動、制動、調(diào)速過程中和在某一平均轉(zhuǎn)速下隨時間的瞬態(tài)變化曲線T一f ( t）和，= f（目，以考核其快速響應(yīng)性能和轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)性．還要求測出其整條轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速特性曲線T -f（的，以判斷其總的起動和運行性能。而且水磁同步電動機(jī)在堵轉(zhuǎn)時振動較劇烈，各個轉(zhuǎn)矩分量都是變化很快的瞬態(tài)量．這些都使永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的測試較電勵磁電動機(jī)困難。

2 . 1轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)通測試系統(tǒng)簡介

測取轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的方法很多，目前大多采用速度響應(yīng)快的相位差式轉(zhuǎn)矩傳感器和數(shù)字式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀，配合微型計算機(jī)組成轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測試系統(tǒng)來進(jìn)行檢測。這種測試系統(tǒng)具有操作方便、測量速度快、準(zhǔn)確度高、并可實現(xiàn)自動測試等優(yōu)點。其原理框圖如圖11-16所示。相位差式轉(zhuǎn)矩傳感器是利用彈性軸在彈性限度內(nèi)受外加轉(zhuǎn)矩作用時，其偏轉(zhuǎn)角△ 6與外加轉(zhuǎn)矩T成正比的原理工作的。轉(zhuǎn)矩儀則將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的信號進(jìn)行整形、放大處理后．輸出轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速的數(shù)字量和模擬量，既可以在儀器的顯示窗口直接用數(shù)字顯示出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速值，又可以通過繪圖儀繪制出轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線，還可以通過微機(jī)鍺存瞬態(tài)信息后再用打印機(jī)或繪圖儀輸出結(jié)果。由于永磁同步電動機(jī)的動態(tài)響應(yīng)過程很快，要求測試系統(tǒng)具有較高的靈敏度及動態(tài)響應(yīng)指標(biāo)。圖11-16中的“瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩儀”內(nèi)部晶振頻率可達(dá)40 . 48MH :，最快響應(yīng)時間可達(dá)” s級。

    為了提高測試系統(tǒng)的抗干擾能力，測試系統(tǒng)要可靠接地被試電機(jī)與傳感器通過聯(lián)軸器連接。被試電機(jī)、傳感器和負(fù)載應(yīng)安裝在同一個穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，盡量采用撓性聯(lián)軸器（如使用尼龍繩進(jìn)行連接），并保證良好的同心度。負(fù)載則根據(jù)測試需要分別選用直流發(fā)電機(jī)或磁粉制動器直流發(fā)電機(jī)只有在轉(zhuǎn)動起來以后才能加上載，而磁粉制動器則可以施加靜態(tài)負(fù)載。

磁粉制動器是根據(jù)電磁原理利用磁粉傳遞力矩的制動器件，其結(jié)構(gòu)原理如圖11一17所示。磁粉制動器在使用過程中應(yīng)注意冷卻，較大的磁粉制動器一般采用水冷。當(dāng)由于過熱而使磁粉燒結(jié)時，會出現(xiàn)力矩不穩(wěn)或在額定勵磁電流下得不到額定制動力矩等現(xiàn)象。燒結(jié)嚴(yán)重時，會出現(xiàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動不靈活甚至“卡死”，這時需要更換新磁粉．

2 . 2轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化曲線的測試

運用圖11 , 16所示的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測試系統(tǒng)．可得出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速隨時間的瞬態(tài)變化曲線。圖11一18示出某臺永磁同步電動機(jī)在起動過程中的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨時間的變化曲線從中可以判斷該臺電動機(jī)的動態(tài)響應(yīng)性能。圖11玲為某臺永磁同步電動機(jī)在低速（）時轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨時間的瞬態(tài)變化曲線，從中可以判斷該臺電動機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)性。

2 . 3轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速特性曲線和轉(zhuǎn)矩值的測試

轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性曲線了～f（動的測試過程經(jīng)歷起動加載減載三個階段：將被試電動機(jī)起動并牽人同步后，逐漸加載，加到一定值后電動機(jī)開始失步，直到接近堵轉(zhuǎn)。由于永磁同步電動機(jī)在堵轉(zhuǎn)及接近堵轉(zhuǎn)時振動較劇烈，一般負(fù)載加到接近堵轉(zhuǎn)時即開始減載。這時電動機(jī)轉(zhuǎn)為加速，直到再次牽入同步。圖11一2 。為某臺水磁同步電動機(jī)實測的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性曲線。從中可以看到曲線在轉(zhuǎn)速下降階段和轉(zhuǎn)速上升階段并不重合最小轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩應(yīng)在兩條曲線之間取其平均值，而失步轉(zhuǎn)矩應(yīng)在轉(zhuǎn)速下降階段讀取。永磁同步電動機(jī)在堵轉(zhuǎn)時振動較劇烈，用傳統(tǒng)的方法測堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩較困難這時就需測取從反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)起動過程中的轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速特性曲線T- f ( n）。先使永磁同步電動機(jī)反轉(zhuǎn)，然后改變?nèi)嘤来磐诫妱訖C(jī)電源的相序，使電動機(jī)減速至零，再正轉(zhuǎn)起動．所得轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性曲線與縱軸的交點即為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩值。圖11-21示出某臺永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速曲線。在起動過程中，電動機(jī)的端電壓如有變化，必須進(jìn)行電壓值修正，因此在圖11一21中同時示出電壓變化曲線．