理论教育 电动机转向试验-性能指标检测优化方法

电动机转向试验-性能指标检测优化方法

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:改变电动机转向重复上述试验,测量四次取平均值。试验后其性能指标应符合产品专用技术条件的规定。

电动机转向试验-性能指标检测优化方法

7.1 概述

下列试验可作为用户要求的特殊试验项目或型式试验项目。若需做下列试验项目时,制造商应提供具体参数,如果单独测试电动机,应使用双方共同认可的驱动器,反之亦然。

7.2 效率

使电动机额定运行至稳定工作温度,测量系统/驱动器/电动机在额定状态下的输入功率输出功率,输出功率对输入功率之比值即为效率。效率应符合产品专用技术条件的规定。

7.3 峰值数据

系统/电动机在稳定工作温度状态下,在规定时间内应能承受施加的峰值转矩,而不出现损坏或变形,不发生冒烟、臭味、转速突变、停转等异常情况。

峰值转矩值(过载倍数)及过载时间应符合产品专用技术条件规定,试验后系统/电动机应能正常工作。

7.4 绕组温升

电动机温升一般是通过绕组电阻的变化进行测量。电动机安装面应尽可能远离热传导表面和通风装置以及其他附加的降温装置。按适当的工作循环运行,直到电动机达到稳定工作温度。

按GB 755—2000中7.6.2的要求来确定温升。电动机的绕组温升应符合产品专用技术条件规定。

7.5 热阻和热时间常数

热阻和热时间常数应符合产品专用技术条件的规定。

热阻和热时间常数可采用附录B或其他等效方法进行测量。

7.6 正反转速差

对于速度控制方式的系统,电动机在额定转速时的正反转速差应符合产品专用技术条件的规定。

试验在电动机空载条件下进行,系统输入额定正反转速指令(改变方向但不改变量值),测量电动机的正反转速平均转速nCCWnCW,按式(3)计算正反转速差。

7.7 转速波动

空载条件下,电动机在额定转速时的转速波动应符合产品专用技术条件的规定。

系统在额定转速、空载条件下运行,测量出电动机最大瞬态转速和最低瞬态转速,并按式(1)计算转速波动。

7.8 转矩波动

电动机转矩波动应符合产品专用技术条件的规定。对于速度闭环的系统,电动机在最低转速下的转矩波动推荐按下列值规定:3%;5%;7%;10%;15%。

转矩波动在系统的最低转速D·nN下测试,对电动机施加最大连续转矩,测量并记录电动机在一转中的输出转矩,找到最大转矩和最小转矩,按式(2)计算系统的转矩波动。

7.9 转速调整率

7.9.1 要求

驱动器在规定的最低温度和最高温度下,测出电动机随温度变化的转速调整率;在供电电源由85%变化到110%,测出随电压变化的转速调整率;在负载由空载变化到额定负载,测出随负载变化的转速调整率,应符合产品专用技术条件的规定。

7.9.2 温度变化的转速调整率

系统在空载条件下放置于人工气候箱中,在20℃温度下将电动机转速调至额定转速nN,然后将温度调至最低工作温度,热平衡后测出电动机转速n1;再将温度调至最高工作温度,达到热平衡后测量此时电动机的转速n2,用(7)式计算温度变化的转速调整率(取大值):

7.9.3 电压变化的转速调整率

系统在空载条件下,调节系统的输入电源电压,在额定输入电压时将电动机转速调至额定转速nN,将系统的输入电压调到额定值的110%,记录此时的转速n1,然后将输入电压调到额定值的85%,再测出电动机转速n2。用(8)式计算电压变化的转速调整率(取大值):

7.9.4 负载变化的转速调整率

系统在空载条件下,将电动机转速调至额定转速nN,然后再加载至额定负载,记录此时的转速n1。用(9)式计算负载变化的转速调整率:

7.10 转矩变化的时间响应

系统在稳态运行条件下,突然施加负载转矩和突然卸去负载转矩,电动机转速的最大瞬态偏差和建立(恢复)时间应符合产品专用技术条件的规定。

使电动机空载运行在0.5倍额定转速下,系统由空载突然施加0.5倍最大连续转矩(负载施加用相同的电动机对拖),待系统稳定后再突然卸去该转矩负载,记录转矩变化的时间响应曲线;读出最大的瞬态偏差和建立时间(恢复时间),以读取的最大瞬态偏差的两倍作为瞬态偏差的测试结果。

也可采用其他加载设备,若加载设备的转动惯量电气时间常数对测试结果的影响不大于5%,则读取的数值可以直接作为测试结果。

7.11 转速变化的时间响应

电动机在空载零速条件下,系统(驱动器)输入速度(转速)阶跃信号,转速变化的时间响应过程中的响应时间、超调量和建立时间,应符合产品专用技术条件的规定。

试验方法如下:

使电动机处于空载零速状态下,输入对应额定转速nN的阶跃信号,记录正阶跃输入的时间响应曲线,读出响应时间、建立时间和瞬态超调并计算出超调量。在稳定的nN转速下,输入信号阶跃到零,记录负阶跃输入的时间响应曲线,读出响应时间、建立时间和瞬态超调并计算超调量。

改变电动机转向重复上述试验,测量四次取平均值。

7.12 频带宽度

速度闭环系统的频带宽度应符合产品专用技术条件的规定。

试验方法如下:系统输入正弦波转速指令,其幅值为额定转速指令值的0.01倍,频率由1Hz逐渐升高,记录电动机对应的转速曲线。随着指令信号频率的提高,电动机转速的波形曲线对指令正弦波曲线的相位滞后逐渐增大,而幅值逐渐减小。相位滞后增大至90°相移的频带宽度作为90°相移的频带宽度;幅值减小至1/2时的频率作为系统-3dB频带宽度。

7.13 静态刚度

位置控制方式下,系统的静态刚度应符合产品专用技术条件的规定。

试验方法如下:

在位置控制方式下,系统处于空载零速状态,用满足精度要求的轴角传感器检测出电动机轴角位置,选定这时的电动机轴角位置为参考零位。用砝码法、测力扳手杠杆弹簧称等方法对电动机施加正反向转矩,转矩值达到连续工作区规定的最大转矩T0后,测量电动机轴角位置对参考零位的偏移量Δθ。至少应任取三点,正向和反向共测量六次,Δθ取最大值。按式(5)计算系统的静态刚度。

7.14 低温(www.daowen.com)

当产品专用技术条件有要求时,系统/驱动器/电动机应能承受产品专用技术条件规定的极限低温试验。试验后其性能指标应符合产品专用技术条件的规定。

试验时,按GB/T 2423.1中试验方法Ad进行低温试验,试验持续时间为2h,或符合产品专用技术条件的规定。

7.15 高温

当产品专用技术条件有要求时,系统/驱动器/电动机应能承受产品专用技术条件规定的极限高温试验。试验后其性能指标应符合产品专用技术条件的规定。

试验时,按GB/T 2423.2中试验方法Bd进行高温试验,试验持续时间为2h,或符合产品专用技术条件的规定。

7.16 振动

当产品专用技术条件有要求时,电动机或驱动器应能承受表7规定振动条件的初始振动响应及耐久试验。试验后电动机或驱动器不应出现零部件松动或损坏,性能应符合产品专用技术条件的规定。

表7

①指交越频率以下的位移幅值和交越频率以上的加速度幅值。交越频率在57~62Hz之间。

产品牢固地固定在试验支架上,支架固定在试验台面上,按GB/T 2423.10中的扫频试验法进行振动响应及耐久试验。在三个垂直的方向进行。试验期间的监测项目和方法、机械负载大小及是否通电试验等,应在产品专用技术条件中规定。

7.17 冲击

当产品专用技术条件有要求时,电动机或驱动器应能承受表8规定的冲击试验。试验后电动机或驱动器不应出现零部件松动或损坏,性能应符合产品专用技术条件的规定。

表8

产品牢固地固定在试验支架上,按GB/T 2423.5的规定进行冲击试验。在三个相互垂直轴线的6个方向进行。

试验期间的监测项目、是否通电试验等,应在产品专用技术条件中规定。

7.18 恒定湿热

电动机/驱动器应能承受温度+40℃±2℃,相对湿度(93+3-2)%,历时4d的恒定湿热试验。试验后立即测量绝缘电阻,应不小于1MΩ。电动机/驱动器应无明显的外表质量变坏及影响正常工作的锈蚀现象。在正常大气条件下恢复12h后通电,系统应能正常工作。

按GB/T 2423.3规定的方法进行试验。

7.19 寿命

电动机的寿命应不低于2000h或符合产品专用技术条件规定。试验期内能应连续正常工作,试验结束后,在电动机恢复到冷态时检查空载转速,其变化与试验开始时比较不应超过10%。

7.20 噪声

电动机的声功率级噪声应符合产品专用技术条件规定。

噪声的测试按GB/T 10069.1规定进行。

7.21 电磁兼容性(EMC)

7.21.1 导则

本试验要充分考虑系统的EMC环境,建议由用户和制造厂共同协商制定每项试验的试验等级,以免付出不必要的代价。

电动机应符合GB 755—2000中第12章或产品专用技术条件的规定。驱动器试验方法和验收准则应符合下列规定。

7.21.2 低频干扰

电压波动:-15%~+10%输入额定电压。

频率波动:±2%额定频率。直流电源供电的驱动器不进行本项试验。

在上述干扰下,系统在额定转速下,带额定负载运行,试验时驱动器应能正常运行,电动机的输出转矩不应降低。

7.21.3 高频干扰

高频干扰试验要求和试验方法应符合表9的规定

表9

试验时系统在额定转速下空载运行,工作特性未有明显的变化,在规定的允差内正常工作。

7.21.4 发射

电网终端扰动电压的极限值应符合表10的规定。

表10

电磁辐射干扰的极限值应符合表11的规定。

试验时系统在额定电压、额定转速下空载运行,试验方法按GB 4824—2004的规定进行。

表11

7.22 可靠性

驱动器的可靠性指标用平均无故障时间(MTBF)衡量,具体数值应在专用技术条件中规定。

在输入额定电压、输出额定功率和25℃的环境温度下,根据GJB/Z 299B—1998,使用元器件计数可靠性预计法预测平均无故障时间。

7.23 质量

系统/驱动器/电动机质量应符合产品专用技术条件要求。

用感量不低于1%的衡器称取。

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