永磁直流力矩電機反電勢系數(shù)的測試
張文海 （成都電機廠610051）
1引言
永磁直流力矩電機反電勢系數(shù)是一項重要指標，國標規(guī)定用圖1發(fā)電機方法測試。
圖中，被試永磁直流力矩電機作發(fā)電機，穩(wěn)速驅動轉臺驅動力矩機發(fā)電，輸出電壓通過函數(shù)記錄儀記錄在紙上，然后讀出電壓波動的****值和最小值，取平均值后再除以此時的轉速，即為反電勢系數(shù)，其計算公式為：
但是，要進行這種測試，穩(wěn)速驅動轉臺是一項難題。因函數(shù)記錄的頻率響應很差，只能進行低速記錄，隨之要求穩(wěn)速驅動轉臺必須要能實現(xiàn)低速瞬時穩(wěn)速。例如，標準規(guī)定，按上述試驗時，驅動轉速n應小于60/k，k為換向片數(shù)，對于一些換向片多于60的電機，穩(wěn)速驅動轉臺此時應在小于lr/min的條件下穩(wěn)速。要制造這種低速瞬時穩(wěn)速轉臺，往往付出的代價是很昂貴的，一般條件下也不易實現(xiàn)。為此，本文提出不用穩(wěn)速轉臺，直接用電動機法，電機不帶任何負載空載運行，便可方便地進行反電勢系數(shù)測試。
2電動機法原理
直流電動機無論空載或負載運行時，它的電樞電壓平衡方程式為： v=e反 +ir
式中v-外施電樞電壓
i一電樞電流
r——電樞電阻
e反 -反電勢
可見，當直流電動機運轉時，無論它空載或負載，只要知道它的電樞電阻、電樞電壓、電樞電流、轉速，就可計算出它的反電勢系數(shù)，其計算公式為： ke= (v-ir)/n
式中ke-反電勢系數(shù)
ir-電樞電阻壓降
n-轉速
3測試方法
要實現(xiàn)這種測試也并非那么簡單，它有兩個問題必須解決。一是電動機是非穩(wěn)速的，即使外施電壓由穩(wěn)壓電源提供，電機的摩擦、磁阻變化等也會影響轉速，這就不能和發(fā)電機法的穩(wěn)速轉臺等效了。二是電刷接觸電阻的影響，由于它的存在，進行反電勢計算時將引起誤差。為了解決這兩個問題，筆者提出用光線示波器拍攝電流波形的方法，從電流波形上讀出電流大小值和瞬時速度，就可準確地計算出反電勢系數(shù)。其根據(jù)是，直流電機在換向時，電刷每經過一個換向片，都要將繞組元件短路一次，從而產生換向脈沖，根據(jù)電流波形上的換向脈沖周期，便可算出任何電流下的對應瞬時轉速，亦即算出任何反電勢下的對應瞬時轉速。這樣，雖不穩(wěn)速，但只要知道反電勢波動下的對應瞬時轉速，也等效于發(fā)電機法的穩(wěn)速轉臺了。另外，由于這種方法不用函數(shù)記錄儀，而用光線示波器拍照，電動機的電壓可以提高，轉速提高，這樣電刷接觸壓降，在高反電勢中占的比例很小，對測試精度影響通常在百分之5以下，其測試電路如圖2所示。
若不用光線示波器進行真實拍照，也可用高內阻數(shù)字電壓表、普通電流表、轉速表，用電動機法，對160lyri-m永磁直流力矩電機作反電勢系數(shù)試驗。雖然試驗很粗糙，但所得結果亦符合上述結論，且高低電壓、轉速下的反電勢系數(shù)也很接近。所測數(shù)據(jù)如附表所示。
標準規(guī)定，160lyri-m力矩電機，其反電勢系數(shù)應大于0. 375v/(r/min)，從60，27，1. 02，1.3v四種條件下測得表中的反電勢系數(shù)符合技術要求。由此可見，此方法是可行的。具體計算實例如下：如在1. 02v條件下，測得的電機轉速為0. 86r/min，電樞電流在0. 094～0. 08a之間波動，則可取平均值為0. 087a，冷態(tài)用伏安法測電樞電阻（包括電刷接觸電阻）在8. 7～7. 19ω之間變化，取平均值為7. 95ω。這樣算出電樞電阻壓降ir=0. 087×7.95=0.69v，反電勢e反=v-ir=1. 02-0. 69=0. 33v，而反電勢系數(shù)貝9為0. 383v/(r/min)。
4結話
用電動機法測試力矩機反電勢系數(shù)，無論是高電壓高轉速，低電壓低轉速，還是有負載、無負載，只要正確測出此時對應的電壓、電流、轉速、電樞電阻，算出的反 |
