如何測試電機轉子的轉動慣量

轉子轉動慣量對電機的起動和制動性能有直接影響，必要時應進行測量。轉子轉動慣量的大小國家標準沒有規定，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，是中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。實際測量方法有單線法、雙線法、輔助擺擺法和慣性旋轉法。今天，參考文獻女士簡要分析了如何使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，可以用這個類比，演繹，演繹。

用計算法確定轉子轉動慣量

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，可由計算圓柱體轉動慣量的公式(2)計算。

在公式(2)中：

j-轉動慣量(kg m2)；

m-轉子質量(kg)；

R——轉子半徑(m)。

單鋼絲轉子的轉動慣量

單線測量法分為兩種不同的方法，即假轉子輔助單線測量法和附加輔助扭擺的單線測量法。

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。由于需要制作虛擬轉子，成本高，測試費時。

低假轉子生產要求

(1)材料密度均勻，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。

制造完成后，精確測量外部尺寸，并通過公式(2)計算慣性矩JA (kg m2)。

低測試步驟

(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，鋼絲必須系在虛擬轉子的直徑中心，這樣當它自然下垂時，軸是垂直的。鋼絲的長度約為2m，其橫截面直徑取決于虛擬轉子的質量，即虛擬轉子懸掛時，不應有明顯的伸長變形，但不應過粗，否則會影響試驗擺動，鋼絲本身不直，造成較大誤差。

(2)試驗過程中，將虛擬轉子旋轉30-45，然后放開，通過鋼絲的扭轉使其自由地前后旋轉。用秒表記錄假人旋翼旋轉一個周期所需的時間(從原始靜止位置到左側角度，回到原始靜止位置，然后在提到右側角度位置后回到原始靜止位置，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(s)。計時的起點和終點應在擺動速度的位置，即擺動中心位置。

(3)用動平衡已調整好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)用公式(3)計算被測轉子的轉動慣量(kg m2)。

附加輔助扭擺的單線測量方法

附加輔助扭擺的加工要求

輔助扭擺為圓柱體，中心軸向鉆有直徑略大于鋼絲的通孔，其外圓直徑應與被測轉子大致相同，質量為被測轉子的10%~15%。材料密度均勻，好用軋制圓鋼。

制造完成后，外部尺寸是準確的

(1)被測轉子可靠地懸掛在鋼絲下。鋼絲的另一端牢牢系在支架上。測試轉子的旋轉擺動周期T(s)通過與虛擬轉子輔助的單鋼絲測量方法相同的方法獲得。

(2)在懸掛被測轉子的鋼絲繩上設置輔助扭擺。然后，以與上述相同的方式進行實驗，并計算此時的旋轉擺動周期Tf(s)。

(3)用公式(4)計算被測轉子的轉動慣量J (kg m2)。

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