稀土永磁同步电机之永磁同步电动机转矩、转速曲线的测试

永磁同步电动机试验时既需要测量其堵转转矩、最大转矩、最小转矩、失步转矩和牵入转矩等性能指标；又需要测出其转矩、转速在起动、制动、调速过程中和在某一平均转速下随时间的瞬态变化曲线T一f ( t）和，= f（目，以考核其快速响应性能和转矩、转速的平稳性．还要求测出其整条转矩一转速特性曲线T -f（的，以判断其总的起动和运行性能。而且水磁同步电动机在堵转时振动较剧烈，各个转矩分量都是变化很快的瞬态量．这些都使永磁同步电动机转矩、转速的测试较电励磁电动机困难。

2 . 1转矩、转通测试系统简介

测取转矩和转速的方法很多，目前大多采用速度响应快的相位差式转矩传感器和数字式转矩转速仪，配合微型计算机组成转矩转速测试系统来进行检测。这种测试系统具有操作方便、测量速度快、准确度高、并可实现自动测试等优点。其原理框图如图11-16所示。相位差式转矩传感器是利用弹性轴在弹性限度内受外加转矩作用时，其偏转角△ 6与外加转矩T成正比的原理工作的。转矩仪则将转矩转速传感器的信号进行整形、放大处理后．输出转矩转速的数字量和模拟量，既可以在仪器的显示窗口直接用数字显示出转矩和转速值，又可以通过绘图仪绘制出转矩转速曲线，还可以通过微机锗存瞬态信息后再用打印机或绘图仪输出结果。由于永磁同步电动机的动态响应过程很快，要求测试系统具有较高的灵敏度及动态响应指标。图11-16中的“瞬态转矩仪”内部晶振频率可达40 . 48MH :，最快响应时间可达” s级。

    为了提高测试系统的抗干扰能力，测试系统要可靠接地被试电机与传感器通过联轴器连接。被试电机、传感器和负载应安装在同一个稳固的基础上，尽量采用挠性联轴器（如使用尼龙绳进行连接），并保证良好的同心度。负载则根据测试需要分别选用直流发电机或磁粉制动器直流发电机只有在转动起来以后才能加上载，而磁粉制动器则可以施加静态负载。

磁粉制动器是根据电磁原理利用磁粉传递力矩的制动器件，其结构原理如图11一17所示。磁粉制动器在使用过程中应注意冷却，较大的磁粉制动器一般采用水冷。当由于过热而使磁粉烧结时，会出现力矩不稳或在额定励磁电流下得不到额定制动力矩等现象。烧结严重时，会出现转子转动不灵活甚至“卡死”，这时需要更换新磁粉．

2 . 2转矩、转速变化曲线的测试

运用图11 , 16所示的转矩转速测试系统．可得出转矩、转速随时间的瞬态变化曲线。图11一18示出某台永磁同步电动机在起动过程中的转矩和转速随时间的变化曲线从中可以判断该台电动机的动态响应性能。图11玲为某台永磁同步电动机在低速（）时转矩和转速随时间的瞬态变化曲线，从中可以判断该台电动机转矩和转速的平稳性。

2 . 3转矩一转速特性曲线和转矩值的测试

转矩转速特性曲线了～f（动的测试过程经历起动加载减载三个阶段：将被试电动机起动并牵人同步后，逐渐加载，加到一定值后电动机开始失步，直到接近堵转。由于永磁同步电动机在堵转及接近堵转时振动较剧烈，一般负载加到接近堵转时即开始减载。这时电动机转为加速，直到再次牵入同步。图11一2 。为某台水磁同步电动机实测的转矩转速特性曲线。从中可以看到曲线在转速下降阶段和转速上升阶段并不重合最小转矩和最大转矩应在两条曲线之间取其平均值，而失步转矩应在转速下降阶段读取。永磁同步电动机在堵转时振动较剧烈，用传统的方法测堵转转矩较困难这时就需测取从反转到正转起动过程中的转矩一转速特性曲线T- f ( n）。先使永磁同步电动机反转，然后改变三相永磁同步电动机电源的相序，使电动机减速至零，再正转起动．所得转矩转速特性曲线与纵轴的交点即为堵转转矩值。图11-21示出某台永磁同步电动机的转矩一转速曲线。在起动过程中，电动机的端电压如有变化，必须进行电压值修正，因此在图11一21中同时示出电压变化曲线．