微電機(jī)應(yīng)急驅(qū)動(dòng)的一種方法
張文海
(成都精密電機(jī)廠，成都610500)
中圖分類號(hào)：TM33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：E
文章編號(hào)：1004—7018(2008)12—0063—01
微電機(jī)實(shí)驗(yàn)中，有時(shí)需對(duì)某臺(tái)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以觀察其特殊性能。這時(shí)可以用一臺(tái)原動(dòng)機(jī)對(duì)這臺(tái)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由于是臨時(shí)性的，常常不會(huì)有完整的對(duì)拖工裝夾具及連軸器等，故要實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)驅(qū)動(dòng)較困難。下面介紹一種力矩盤——棉線傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)法，這是一種簡(jiǎn)單的應(yīng)急驅(qū)動(dòng)法，實(shí)現(xiàn)方便。
1應(yīng)急驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)
若想證明一臺(tái)微型永磁直流電動(dòng)機(jī)是否有匝間短路，可用一臺(tái)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)這臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，然后測(cè)試這臺(tái)電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的比電勢(shì)。無匝間短路，不同轉(zhuǎn)速F的比電勢(shì)相等；有匝間短路，不同轉(zhuǎn)速下的比電勢(shì)不等，轉(zhuǎn)速越高，比電勢(shì)越小。要實(shí)現(xiàn)這種驅(qū)動(dòng)，可以用力矩盤——棉線傳動(dòng)法可快速做到。具體方法是：
(1)任意找一臺(tái)高速永磁贏流電動(dòng)機(jī)作原動(dòng)機(jī)，調(diào)節(jié)電源電壓可以方便調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速。(2)制作兩個(gè)R≥1 cm的力矩盤，套緊在兩臺(tái)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上，兩電機(jī)機(jī)殼分別固定在工裝上，工裝可以專制，也可以臨時(shí)湊合。例如將電機(jī)放在一V型塊上，上壓重物，也可固定。(3)將兩裝好的電機(jī)平行放置，間距靠攏，然后用一根粗棉線閉合成傳送帶交叉套在兩力矩盤槽中，棉線交叉的目的是增大線與力矩盤的摩擦力，以免傳動(dòng)打滑。(4)通電起動(dòng)原電動(dòng)機(jī)，一般棉線會(huì)打滑，發(fā)電機(jī)不會(huì)一下被驅(qū)動(dòng)發(fā)電，這時(shí)應(yīng)移開兩機(jī)距離，繃緊拉線，增大摩擦力，發(fā)電機(jī)就會(huì)被驅(qū)動(dòng)發(fā)電。為了保證拉線始終繃緊，可用塞塊塞在中縫中，或用其它方法緊固，以使驅(qū)動(dòng)平穩(wěn)。(5)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速測(cè)試。驅(qū)動(dòng)中有可能會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速不能在原動(dòng)機(jī)軸上測(cè)試，而應(yīng)在被驅(qū)動(dòng)電機(jī)即發(fā)電機(jī)軸上測(cè)試，這樣測(cè)出的轉(zhuǎn)速真實(shí)。
2實(shí)際驅(qū)動(dòng)
下面對(duì)一種45#機(jī)座小型永磁直流力矩電動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。原動(dòng)機(jī)是一臺(tái)小型直流高速電動(dòng)機(jī)，需要驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速10 OOO r／mm，為r便于驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)方式選為增速驅(qū)動(dòng)，即原動(dòng)機(jī)傳動(dòng)輪用R=1 cm的力矩盤，發(fā)電機(jī)傳動(dòng)輪則直接用電機(jī)軸代替，軸半徑R=O.4 cm，則傳動(dòng)增速可達(dá)2.5倍。原動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)分別裝夾在一種小型電磁測(cè)功器可動(dòng)夾具上，因夾具自重，移動(dòng)兩夾具距離，可以自動(dòng)將拉線繃緊，由此實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)傳動(dòng)，簡(jiǎn)單方便。表1是這種電機(jī)被驅(qū)動(dòng)成發(fā)電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下比電勢(shì)變化情況的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
從表1可以看出，這種驅(qū)動(dòng)只要在被驅(qū)動(dòng)軸上測(cè)試轉(zhuǎn)速，這種驅(qū)動(dòng)是可行的。例如，這臺(tái)電機(jī)原結(jié)構(gòu)寬磁鋼時(shí)，不同的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速下比電勢(shì)是變化的，發(fā)電機(jī)的比電勢(shì)即為電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)系數(shù)。理論上不同轉(zhuǎn)速的比電勢(shì)是不變的，而該電機(jī)作發(fā)電機(jī)時(shí)的比電勢(shì)發(fā)生變化，說明該電機(jī)存在以下問題：一是可能電樞有匝間短路匝間短路后，短路環(huán)短路電流有很強(qiáng)的去磁作用，轉(zhuǎn)速越高，短路電流越大，去磁作用越朋顯，所以當(dāng)不同轉(zhuǎn)速的比電勢(shì)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)速越高，比電勢(shì)越小。二是該電機(jī)極弧系數(shù)較大，在高速下運(yùn)行，換向附加電流也有很強(qiáng)的去磁作用，轉(zhuǎn)速越高，附加電流去磁越厲害，由此造成不同轉(zhuǎn)速下比電勢(shì)不等，轉(zhuǎn)速越高，比電勢(shì)越小。
為了鑒別該電機(jī)究竟是哪種因素引起比電勢(shì)變化，我們將該電機(jī)的磁鋼由12 mm切短到9mm，再做驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)。該電機(jī)的比電勢(shì)不再發(fā)生變化，各種驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速下的比電勢(shì)均近似等于O.001 22 v／(r·min-1)。由此證明，該電機(jī)的比電勢(shì)發(fā)生變化，不是由電樞匝間短路引起，而是由換向去磁引起，驅(qū)動(dòng)法方便地找出問題。
3信號(hào)電機(jī)壽命試驗(yàn)驅(qū)動(dòng)
力矩盤棉線傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)法不但適合于一些應(yīng)及驅(qū)動(dòng)，也可給信號(hào)電機(jī)的壽命試驗(yàn)驅(qū)動(dòng)帶來方便。例如，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，旋轉(zhuǎn)變壓器壽命試驗(yàn)電機(jī)3臺(tái)，電機(jī)以360 r／min轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，歷時(shí)500 h，每8 h更換一次方向。這是一種長(zhǎng)時(shí)間平穩(wěn)驅(qū)動(dòng)工作，一般的辦法多采用渦輪滑桿驅(qū)動(dòng)，一臺(tái)原動(dòng)機(jī)可以同時(shí)對(duì)多臺(tái)信號(hào)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)作壽命試驗(yàn)。這種方法不但煩瑣、驅(qū)動(dòng)噪聲大，且驅(qū)動(dòng)工裝制造、使用的隨意性都受到限制，靈活性不強(qiáng)。而采用力矩盤一棉線傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)法則可容易地實(shí)現(xiàn)信號(hào)電機(jī)壽命試驗(yàn)的多臺(tái)驅(qū)動(dòng)，只須多次更換傳動(dòng)拉線，便可完成幾百小時(shí)的壽命試驗(yàn)。試驗(yàn)方法為：選一臺(tái)低壓小機(jī)座號(hào)永磁直流力矩電動(dòng)機(jī)作原動(dòng)機(jī)，電機(jī)單獨(dú)裝夾在一個(gè)自重較重的夾具上，調(diào)節(jié)電源電壓，電機(jī)可以由零開始調(diào)速。軸上套緊一力矩盤作驅(qū)動(dòng)用，力矩盤R≥1 cm。被試信號(hào)電機(jī)三臺(tái)平行等距安裝在一自重較重的另一工裝上，每臺(tái)電機(jī)軸上套緊一力矩盤，作被驅(qū)動(dòng)用。將兩 |
