稀土永磁同步電機之永磁同步電動機轉矩、轉速曲線的測試

永磁同步電動機試驗時既需要測量其堵轉轉矩、最大轉矩、最小轉矩、失步轉矩和牽入轉矩等性能指標；又需要測出其轉矩、轉速在起動、制動、調速過程中和在某一平均轉速下隨時間的瞬態變化曲線T一f ( t）和，= f（目，以考核其快速響應性能和轉矩、轉速的平穩性．還要求測出其整條轉矩一轉速特性曲線T -f（的，以判斷其總的起動和運行性能。而且水磁同步電動機在堵轉時振動較劇烈，各個轉矩分量都是變化很快的瞬態量．這些都使永磁同步電動機轉矩、轉速的測試較電勵磁電動機困難。

2 . 1轉矩、轉通測試系統簡介

測取轉矩和轉速的方法很多，目前大多采用速度響應快的相位差式轉矩傳感器和數字式轉矩轉速儀，配合微型計算機組成轉矩轉速測試系統來進行檢測。這種測試系統具有操作方便、測量速度快、準確度高、并可實現自動測試等優點。其原理框圖如圖11-16所示。相位差式轉矩傳感器是利用彈性軸在彈性限度內受外加轉矩作用時，其偏轉角△ 6與外加轉矩T成正比的原理工作的。轉矩儀則將轉矩轉速傳感器的信號進行整形、放大處理后．輸出轉矩轉速的數字量和模擬量，既可以在儀器的顯示窗口直接用數字顯示出轉矩和轉速值，又可以通過繪圖儀繪制出轉矩轉速曲線，還可以通過微機鍺存瞬態信息后再用打印機或繪圖儀輸出結果。由于永磁同步電動機的動態響應過程很快，要求測試系統具有較高的靈敏度及動態響應指標。圖11-16中的“瞬態轉矩儀”內部晶振頻率可達40 . 48MH :，最快響應時間可達” s級。

    為了提高測試系統的抗干擾能力，測試系統要可靠接地被試電機與傳感器通過聯軸器連接。被試電機、傳感器和負載應安裝在同一個穩固的基礎上，盡量采用撓性聯軸器（如使用尼龍繩進行連接），并保證良好的同心度。負載則根據測試需要分別選用直流發電機或磁粉制動器直流發電機只有在轉動起來以后才能加上載，而磁粉制動器則可以施加靜態負載。

磁粉制動器是根據電磁原理利用磁粉傳遞力矩的制動器件，其結構原理如圖11一17所示。磁粉制動器在使用過程中應注意冷卻，較大的磁粉制動器一般采用水冷。當由于過熱而使磁粉燒結時，會出現力矩不穩或在額定勵磁電流下得不到額定制動力矩等現象。燒結嚴重時，會出現轉子轉動不靈活甚至“卡死”，這時需要更換新磁粉．

2 . 2轉矩、轉速變化曲線的測試

運用圖11 , 16所示的轉矩轉速測試系統．可得出轉矩、轉速隨時間的瞬態變化曲線。圖11一18示出某臺永磁同步電動機在起動過程中的轉矩和轉速隨時間的變化曲線從中可以判斷該臺電動機的動態響應性能。圖11玲為某臺永磁同步電動機在低速（）時轉矩和轉速隨時間的瞬態變化曲線，從中可以判斷該臺電動機轉矩和轉速的平穩性。

2 . 3轉矩一轉速特性曲線和轉矩值的測試

轉矩轉速特性曲線了～f（動的測試過程經歷起動加載減載三個階段：將被試電動機起動并牽人同步后，逐漸加載，加到一定值后電動機開始失步，直到接近堵轉。由于永磁同步電動機在堵轉及接近堵轉時振動較劇烈，一般負載加到接近堵轉時即開始減載。這時電動機轉為加速，直到再次牽入同步。圖11一2 。為某臺水磁同步電動機實測的轉矩轉速特性曲線。從中可以看到曲線在轉速下降階段和轉速上升階段并不重合最小轉矩和最大轉矩應在兩條曲線之間取其平均值，而失步轉矩應在轉速下降階段讀取。永磁同步電動機在堵轉時振動較劇烈，用傳統的方法測堵轉轉矩較困難這時就需測取從反轉到正轉起動過程中的轉矩一轉速特性曲線T- f ( n）。先使永磁同步電動機反轉，然后改變三相永磁同步電動機電源的相序，使電動機減速至零，再正轉起動．所得轉矩轉速特性曲線與縱軸的交點即為堵轉轉矩值。圖11-21示出某臺永磁同步電動機的轉矩一轉速曲線。在起動過程中，電動機的端電壓如有變化，必須進行電壓值修正，因此在圖11一21中同時示出電壓變化曲線．