電動(dòng)機(jī)飛輪慣量的測(cè)量方法及誤差分析
張?jiān)戚x 沈 瀅（沈陽(yáng)工業(yè)學(xué)院110015）
1引 言
電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件在控制系統(tǒng)及各類(lèi)隨動(dòng)系統(tǒng)中起著十分重要的作用，其性能優(yōu)良與否對(duì)系統(tǒng)有很大影響。在建立電動(dòng)機(jī)的教學(xué)模型時(shí)，有一個(gè)重要參數(shù)需進(jìn)行精確測(cè)量，即電樞的飛輪慣量gd2。若該參數(shù)誤差較大，則將影響系統(tǒng)的分析與校正，從而影響系統(tǒng)的運(yùn)行指標(biāo)。為此，本文討論幾種測(cè)試gd2的方法，并以本溪微電機(jī)廠生產(chǎn)的s521-d電機(jī)為樣機(jī)進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。
2垂重法測(cè)gd2fi
將電機(jī)固定在工作臺(tái)上，如圖1所示，在電機(jī)軸上安裝并固定一半徑為r的塑料滑輪（其慣量忽略不計(jì)），用光滑的細(xì)線將一重量為研的砝碼吊在滑輪上，讓砝碼從距地面h的高度自由下落，測(cè)量其下落時(shí)間為f，設(shè)電機(jī)的靜摩擦阻轉(zhuǎn)矩為mo，忽略線與滑輪之圖1垂重法實(shí)驗(yàn)示意圖間的摩擦。
則有：
為了保證測(cè)量精度，討論各參數(shù)對(duì)gdz的影響。
2.1滑輪半徑尺的影響
可知，r的精度對(duì)gd2的影響很大(r變化百分之一，gd2約變化百分之二)，且應(yīng)取較小值。
2.2砝碼質(zhì)量m的影響
可知，優(yōu)的精度對(duì)gd2的影響較大，但可任意取值。
2.3下落高度h對(duì)gdz的影響
可知，日的精度對(duì)gdz影響較大，且h應(yīng)取較大值。
2.4下落時(shí)間￡對(duì)gdz的影響
可知，精度對(duì)gd2影響很大，且應(yīng)使測(cè)試時(shí)間f不要過(guò)大，但這就和日應(yīng)取較大值矛盾，故應(yīng)綜合考慮。
2.5實(shí)測(cè)結(jié)果
滑輪半徑r-0. 020 5m，砝碼質(zhì)量m=o．31kg，下落高度=0. 756m。垂重實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行5次，求出下落時(shí)間平均值0.725s。
根據(jù)式(4)求得：
3飛升曲線測(cè)量法
3.1原理
被測(cè)電機(jī)加額定電壓空載運(yùn)行，如圖2所示，則右圖2 電樞電路及飛升曲線
由于f=tm時(shí)，z=0.632。故只需測(cè)出n=f(t)曲線，即可求出丁m，從而測(cè)得：
3.2測(cè)量結(jié)果及誤差
為了測(cè)得，z=f(t)曲線，選用低慣量高精度空心杯式交流測(cè)速發(fā)電機(jī)20ck01（忽略其gdz及mo），其輸出斜率為0.2v/(kr/min)，輸出的正弦交流電壓經(jīng)放大、整流及濾波后（變換系數(shù)k -6. 25，利用8051數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中的輸出電壓進(jìn)行采樣，采樣時(shí)間t- 5ms，共采集100點(diǎn)（此時(shí)已達(dá)到穩(wěn)態(tài)），從而得到穩(wěn)態(tài)電壓y=4. 7v，于是：
與該轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電壓y =2. 97v，從采樣數(shù) |
