對永磁直流力矩電動機粘性阻尼系數的認識
張文海，譚宏松
(成都精密電機廠，四川成都610500)
0引言
在力矩機工作系統中，阻尼系數是保證系統穩定工作的重要條件。國家軍用標準GJB一971A一99《永磁式直流力矩電動機通用規范》規定，永磁直流力矩電動機粘性阻尼系數F0用式(1)計算：
式中：F0——粘性阻尼系數(N·m／r·min-1)；Ke——反電勢系數(V／r·min-1)；mi——轉矩靈敏度 (N·m／A)；Ra——電樞電阻(Ω)。式(1)的物理意義如何?它怎樣在影響系統的工作?本文則是對這一問題的認識。
1國家標準對粘性阻尼系數、阻尼系數的解釋
國標GB／T2900·26—94《電工術語·控制電機》分別對直流伺服電機的粘性阻尼系數和阻尼系數作了如下解釋：粘性阻尼系數F0，是電機轉速增加△w引起轉矩F降△，的度量，它可表示為：
阻尼系數F1，表示電機阻尼效應的程度，對于直流伺服電動機，可表示為：
以上解釋，很難讓人準確把握什么是粘性阻尼系數?什么是阻尼系數?而美國公司對永磁直流力矩電機的阻尼系數是作如F闡述的：
永磁直流力矩電機的總阻尼系數為F
F= F0 + F1
其中：F0為電機反電勢引起的轉矩下降，
當Rs→o即電流內阻Rs為零時，
Fl為旋轉損耗，即渦流損耗所損失的力矩，它正比于轉速，F1約為F0的百分之三～百分之五，故總阻尼系數，表示電機單位轉速損失的力矩。
對照兩種解釋，顯然后者準確。所謂粘性阻尼系數F0，就是永磁直流力矩電機單位轉速反電勢所損失的力矩；而阻尼系數F，則是F0= F1，其中F1為旋轉損耗所損失的力矩。《電工術語》的解釋經此對照就比較明確了。
2對粘性阻尼系數的理解
一個動態系統對阻尼非常重要，否則系統很不穩定。永磁直流力矩電機因其自身有阻尼作用，在不外加阻尼條件下，系統工作也較穩定(當自身阻尼不夠時，也須外加測速機阻尼等)。那么，粘性阻尼怎樣在影響系統工作的?從直流電動機理論知道，當直流電動機通電旋轉時，它既是一臺電動機，也是一臺發電機。電動機，電流產生的是驅動力矩，發電機，電流產生的是阻滯力矩，但它與電動機的驅動力矩方向始終相反，所以具有阻尼作用。例如，當電動機因通電起動增速時，發出的反電勢隨之增高，電源電壓與反電勢之差減小，電流減小，電機驅動力矩減小，峰值加速度減小，電機減速，由此達到阻尼目的，使電機很快穩定在某一轉速下。當電動機因某種原因發生擾動時，從電勢的阻滯力矩因和攏動方向始終相反，攏動便可很快抑止下來，由此達到阻尼目的。這就是《電工術語·控制電機》中解釋的直流伺服電機的阻尼效應。
那么，為什么稱它為粘性阻尼?粘性阻尼系數和粘性阻尼有何差別?所謂粘性阻尼，它應是與轉速有關的阻尼。這樣，由反電勢阻滯力矩阻尼F 0，和由旋轉損耗力矩阻尼下，都是粘性阻尼，它們都和轉速有關。F 0前面已經談了，這里再談談旋轉損耗力矩阻尼F 1。我們知道，直流電機的鐵耗是和轉速平方成正比的，電機轉速越高，電樞鐵心的磁化頻率也越高，渦流損耗和磁滯損耗也就越大，因損耗產生的阻滯力矩也越大。網這個阻滯力矩始終和驅動力矩方向相反，所以也有阻尼作用，且和轉速有關，故也是粘性阻尼。因F 1一般很小，它只占F 0的百分之三～百分之五，故測試中只測F 0 |
