如何测试电机转子的转动惯量

转子转动惯量对电机的起动和制动性能有直接影响，必要时应进行测量。转子转动惯量的大小国家标准没有规定，一般由用户根据实际需求与厂家商定。

转动惯量用符号J表示，单位为kg.m2，是中国和国际标准中的标准物理量。但是在工程上，用GD2来表示。它们之间的关系如公式(1)所示

确定转子转动惯量的方法有两种：计算法和实测法。实际测量方法有单线法、双线法、辅助摆摆法和惯性旋转法。今天，参考文献女士简要分析了如何使用计算法和单线法测量转子的转动惯量。其他方法都差不多，可以用这个类比，演绎，演绎。

用计算法确定转子转动惯量

虽然电机转子是一个近乎规则的圆柱体，但由于它至少由三种不同的材料制成，并且相互交叉，因此很难精确计算。当要求不高时，转子可视为密度均匀的圆柱体。称量其质量m后，可由计算圆柱体转动惯量的公式(2)计算。

在公式(2)中：

j-转动惯量(kg m2)；

m-转子质量(kg)；

R——转子半径(m)。

单钢丝转子的转动惯量

单线测量法分为两种不同的方法，即假转子辅助单线测量法和附加辅助扭摆的单线测量法。

假转子辅助的单根钢丝测量方法

该方法适用于转子质量小于50kg的小型电机。由于需要制作虚拟转子，成本高，测试费时。

低假转子生产要求

(1)材料密度均匀，好使用轧制圆钢。

(2)外圆为圆形，端面为平面。

(3)尽量使其质量和形状与被测转子相同。

制造完成后，精确测量外部尺寸，并通过公式(2)计算惯性矩JA (kg m2)。

低测试步骤

(1)将虚拟转子可靠地悬挂在钢丝下。钢丝的另一端牢牢系在支架上。需要注意的是，钢丝必须系在虚拟转子的直径中心，这样当它自然下垂时，轴是垂直的。钢丝的长度约为2m，其横截面直径取决于虚拟转子的质量，即虚拟转子悬挂时，不应有明显的伸长变形，但不应过粗，否则会影响试验摆动，钢丝本身不直，造成较大误差。

(2)试验过程中，将虚拟转子旋转30-45，然后放开，通过钢丝的扭转使其自由地前后旋转。用秒表记录假人旋翼旋转一个周期所需的时间(从原始静止位置到左侧角度，回到原始静止位置，然后在提到右侧角度位置后回到原始静止位置，这是一个摆动周期。)。为了正确计时，第1-2周期不计时，然后记录几个周期的时间，取平均值作为虚拟转子一个旋转周期的时间Ta(s)。计时的起点和终点应在摆动速度的位置，即摆动中心位置。

(3)用动平衡已调整好的被测转子代替虚拟转子，用同样的方法计算被测真实转子的摆动周期T(s)。

(4)用公式(3)计算被测转子的转动惯量(kg m2)。

附加辅助扭摆的单线测量方法

附加辅助扭摆的加工要求

辅助扭摆为圆柱体，中心轴向钻有直径略大于钢丝的通孔，其外圆直径应与被测转子大致相同，质量为被测转子的10%~15%。材料密度均匀，好用轧制圆钢。

制造完成后，外部尺寸是准确的

(1)被测转子可靠地悬挂在钢丝下。钢丝的另一端牢牢系在支架上。测试转子的旋转摆动周期T(s)通过与虚拟转子辅助的单钢丝测量方法相同的方法获得。

(2)在悬挂被测转子的钢丝绳上设置辅助扭摆。然后，以与上述相同的方式进行实验，并计算此时的旋转摆动周期Tf(s)。

(3)用公式(4)计算被测转子的转动惯量J (kg m2)。

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