微电机实验中的两个公式

摘要：

@@1 引言
在长期实践中，笔者总结出两个微电机实验公式，分别为：①直流电动机电枢动态电阻测试公式，Ra=(V2n1-V1n2)/(I2n1-I1n2)。②交流异步电动机(包括三相电动机和电容电动机)启动力矩和电压关系的经验公式，M1=［((V1)/(V2))2+((V1)/(V2)-1)2］M2。这两个公式在微电机测试中很有用处。
2 直流电动机电枢动态电阻测试公式
由于电刷接触关系，直流电动机电枢静态电阻与动态电阻并不一样，一般动态电阻小于静态电阻，原因有三，一是电动机静止后，换向器表面很容易产生氧化膜，电动机旋转后，氧化膜破坏，故接触电阻动态比静态小。二是电刷与换向器之间有接触膜，接触膜随电流密度的增加会产生崩溃现象，故动态电阻一般比静态电阻小。三是电刷含碳，碳具有负温度系数，随着电机工作发热，电刷自身的电阻反而减小。但是，要准确测试直流电动机电枢动态电阻并无现成办法。笔者在研究直流力矩电机反电势系数Ke的测试中得到启示：反电势系数的定义是单位转速下的反电势值。在磁场恒定的情况下，1台电机的反电势系数是不变的，无论空载或负载，高压或低压。有此不变的前提，我们便可在电机轴上加任意负载，得到两组数据V1、I1、n1；V2、I2、n2。利用这两组数据，根据反电势系数相等的原理，立出一个方程：(V1-I1Ra)/(n1)=(V2-I2Ra)/(n2)。这样，动态电阻Ra便可由解方程求得：
Ra=(V2n1-V1n2)/(I2n1-I1n2)
(1)
实践中，由于多在同一电枢电压下测取I1、n1；I2、n2。故式(1)又可简化成式(2)：
Ra=(V(n1-n2))/(I2n1-I1n2)
(2)
有了式(1)和式(2)，便可方便地求出1台直流电动机运行时的电枢动态电阻Ra。例如J130SY01永磁直流伺服电动机，在14V直流电压下，测得的空载数据为：I0=3.1A，n0=2 847r/min。400W输出的负载数据为：IH=20.8A，nH=2 688r/min。将上面两组数据代入式(2)，求得的该电机电枢动态电阻Ra为：
Ra=(V(n1-n2))/(I2n1-I1n2)=(24×(2847-2688))/(20.8×2847-3.1×2688)=0.075Ω
用数字毫欧计实测该电机电枢静态电阻为0.08～0.15Ω，二者接近、可信。这里需要说明的是，无论直流电动机的电枢静态电阻还是动态电阻，1周内都是变化的。故测试时，至少应测3组数据，立出3个方程求出3个Ra取平均值。表1是利用ED2771永磁直流自行车电动机机械特性数据，计算的各点动态电阻。

机标关键词：电机实验、动态电阻、直流电动机、静态电阻、反电势系数、电机电枢、数据、电阻测试、公式、永磁直流伺服电动机、电刷、交流异步电动机、直流力矩电机、氧化膜、微电机、换向器、负载、方程、电压、三相电动机

所属期刊栏目：34

分类号：TM306(电机)

在线出版日期：2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共3页

页码：39-40,52