轉(zhuǎn)動慣量是指剛體繞軸轉(zhuǎn)動時慣性(回轉(zhuǎn)物體保持其勻速圓周運動或靜止的特性)的量度，是衡量電機響應(yīng)能力和靈活性的指標(biāo)之一。其量值取決于物體的形狀、質(zhì)量分布及轉(zhuǎn)軸的位置。可說是一個物體對于旋轉(zhuǎn)運動的慣性。轉(zhuǎn)動慣量在旋轉(zhuǎn)動力學(xué)中的角色相當(dāng)于線性動力學(xué)中的質(zhì)量，描述角動量、角速度、力矩和角加速度等數(shù)個量之間的關(guān)系。

　　變頻電機轉(zhuǎn)動慣量測定包括懸掛轉(zhuǎn)子擺動法、空載減速法、輔助擺錘法，本文根據(jù)相關(guān)電機試驗標(biāo)準(zhǔn)介紹變頻電機這三種轉(zhuǎn)動慣量測試方法的測試內(nèi)容。

一懸掛轉(zhuǎn)子擺動法測定轉(zhuǎn)動慣量

01單鋼絲法測定轉(zhuǎn)動慣量

　　采用單鋼絲扭轉(zhuǎn)擺動比較法測定電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量。

　　選擇密度均勻的金屬制成假轉(zhuǎn)子，假轉(zhuǎn)子形狀應(yīng)為簡單的圓柱體，以便能用式(1)較精確計算出假轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量。假轉(zhuǎn)子的質(zhì)量應(yīng)能將所選用的鋼絲拉直且鋼絲不變形。把假轉(zhuǎn)子可靠地懸掛在長度l≥0.5m的鋼絲一端，鋼絲的另一端固定在支架上，鋼絲軸線應(yīng)與假轉(zhuǎn)子軸線同心且垂直地面。

　　將假轉(zhuǎn)子繞心軸扭轉(zhuǎn)一個適當(dāng)?shù)慕嵌?，仔細測量往復(fù)擺動次數(shù)N及所需時間t(s)，求得擺動周期平均值T’(T’=N/t)。被試電機轉(zhuǎn)子在相同的條件下，重復(fù)上述試驗，按上方法求得其擺動周期的平均值T，按式(2)計算被試電機的轉(zhuǎn)動慣量J。

　　假轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量J’(kg*㎡)由式(1)計算：

       ——(1)

　　式中：

　　m——直徑D部分的圓柱體質(zhì)量，單位為千克(kg)；

　　D——圓柱體直徑，單位為米(m)。

　　被試電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量J(kg*㎡)按式(2)計算：

      ——(2)

　　式中：

　　T——被試電機轉(zhuǎn)子的擺動周期平均值，單位為秒(s)；

　　T’——假轉(zhuǎn)子的擺動周期平均值，單位為秒(s)。

02雙鋼絲法測定轉(zhuǎn)動慣量

　　用兩根平行的鋼絲將被試電機轉(zhuǎn)子懸掛起來，使其轉(zhuǎn)軸中心線與地面垂直。扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子使其產(chǎn)生以軸線為中心的擺動。距轉(zhuǎn)軸中心線的扭角應(yīng)不大于10°。仔細測取若干次擺動所需的時間，求出擺動周期的平均值T。轉(zhuǎn)動慣量J(kg*㎡)按式(3)求取：

      ——(3)

　　式中：

　　l——鋼絲的長度，單位為米(m)；

　　m——被試電機轉(zhuǎn)子的質(zhì)量，單位為千克(kg)；

　　g——重力加速度，單位為米每二次方秒(m/2^s)；

　　a——兩鋼絲之間的距離，單位為米(m)。

二空載減速法測定轉(zhuǎn)動慣量

　　此法用于測定功率為100kW以上上機的轉(zhuǎn)動慣量。

　　試驗時，使被試電機的轉(zhuǎn)速升高并超過同步轉(zhuǎn)速，然后，切斷電源或脫開驅(qū)動機械，在1.1倍~0.9倍同步轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，測定轉(zhuǎn)速變化n(r/nin)所需的時間t(s)。轉(zhuǎn)動慣量J(kg*㎡)按式(4)計算：

      ——(4)

三輔助擺錘法測定轉(zhuǎn)動慣量

　　此法用于測定具有滾動軸承電機的轉(zhuǎn)動慣量。

　　將一個質(zhì)量已知的輔助擺錘用質(zhì)量盡可能小的臂桿固定于被試電機轉(zhuǎn)軸端面中心上，擺錘臂桿應(yīng)與軸線成直角。當(dāng)轉(zhuǎn)軸上帶有皮帶輪或半個聯(lián)軸器時，也可用它們固定擺錘。

　　試驗時，擺錘的初始位置與靜止位置的偏移應(yīng)不大于15°，在開始擺動后，測量2~3次擺動所需的時間，求出擺動周期的平均值。以擺錘通過靜止位置的瞬間作為測量擺動周期的起始點。轉(zhuǎn)動慣量J(kg*㎡)按式(5)計算：

      ——(5)

　　式中：

　　m——輔助擺錘的質(zhì)量，單位為千克(kg)；

　　r——輔助擺錘的重心到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，單位為米(m)；

　　T——輔助擺錘擺動周期的平均值，單位為秒(s)。

　　對功率為10kw~1000kW的電機，選用輔助擺錘時，應(yīng)使擺動周期3s~8s。為了校核，建議在擺錘質(zhì)量略有不同的情況下重復(fù)進行測定。

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