額定轉(zhuǎn)速是如何通過實驗測量得到的?
電機的額定轉(zhuǎn)速通過實驗測量有多種方法。
一種是基于電機的機械特性和電磁特性計算。電機的機械特性如轉(zhuǎn)子慣量、阻尼系數(shù)、摩擦力矩等,電磁特性像電磁轉(zhuǎn)矩、感應(yīng)電勢等,可通過設(shè)計圖紙、材料參數(shù)、線圈參數(shù)和電磁場分析等算出,再代入轉(zhuǎn)速方程 n = 60f/p 就能得出,其中 n 是轉(zhuǎn)速,f 是輸入頻率,p 是極對數(shù)。還能用轉(zhuǎn)矩方程 T = KIΦ,通過測量電流和磁通量算出額定轉(zhuǎn)矩,進而得到額定轉(zhuǎn)速。
另一種是基于電機的實測數(shù)據(jù)計算。使用中實測電機的轉(zhuǎn)速、輸入電壓、電流、負載轉(zhuǎn)矩等參數(shù),再利用性能曲線算出額定轉(zhuǎn)速。電機的性能曲線反映不同電壓、負載下的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)變化。
影響電機額定轉(zhuǎn)速的因素有電機的設(shè)計參數(shù),像轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、線圈參數(shù)、軸承類型等。工作環(huán)境如溫度、濕度、海拔高度也會有影響,高溫、高濕、高海拔會影響電機性能和額定轉(zhuǎn)速。負載特性同樣關(guān)鍵,不同負載對電機轉(zhuǎn)矩、功率等參數(shù)有不同影響,選型和使用時要充分考慮。
測量轉(zhuǎn)速的方法還有很多。比如機械式利用離心力原理,簡單直接但精度不高,適用于接觸式測量。電磁式由電磁傳感器和齒盤組成,通過記錄脈沖個數(shù)算轉(zhuǎn)速,但受齒盤精度等限制。光電式優(yōu)點多,應(yīng)用廣泛。激光式則是通過激光測量,是發(fā)展趨勢。光電碼盤測速法在電機轉(zhuǎn)子端軸固定有光柵的光電碼盤,轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生脈沖電信號,根據(jù)脈沖數(shù)和時間算出轉(zhuǎn)速,編碼數(shù)越多精度越高。霍爾元件測速法在電機轉(zhuǎn)軸裝圓盤和小磁鋼,小磁鋼經(jīng)過霍爾開關(guān)輸出脈沖,計算脈沖數(shù)確定轉(zhuǎn)速。離心式轉(zhuǎn)速表利用離心力與轉(zhuǎn)速的換算公式,當指針平衡時指示的刻度就是轉(zhuǎn)速。測速發(fā)電機通過輸出電動勢與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系測量。閃光轉(zhuǎn)速測量法調(diào)整脈沖頻率讓黑色扇形片靜止,此時頻率與轉(zhuǎn)速同步。漏磁測速法利用異步電動機的差頻乘以 60 得到轉(zhuǎn)差,結(jié)合電網(wǎng)頻率算出轉(zhuǎn)速。
以驅(qū)動功能為主的電機,額定轉(zhuǎn)矩、額定功率試驗在電動狀態(tài)下測試,發(fā)電功能為主的在發(fā)電狀態(tài)下進行。轉(zhuǎn)速測試點如 1000r/min、2000r/min 等,轉(zhuǎn)矩初始驗證值是各轉(zhuǎn)速測試點設(shè)計額定功率對應(yīng)轉(zhuǎn)矩。確定電機溫度限值 T,按步驟設(shè)定測功機轉(zhuǎn)速和電機轉(zhuǎn)矩,持續(xù)運行記錄數(shù)據(jù),根據(jù)溫度調(diào)整轉(zhuǎn)矩重復步驟直至溫度穩(wěn)定或超過限值,記錄測量數(shù)據(jù)并計算額定功率。