CN101408585B - 一种有刷直流电机绕组匀称性的测试方法 - Google Patents

Abstract

一种有刷直流电机绕组匀称性的测试方法，首先需要用传统的测速传感器的测速方法测定转速，根据转速与电流的脉动频率的关系求得相应的电流脉动频率；然后采集脉动电流信号，将其时域信号转换成频域信号；根据脉动电流的频谱，测得脉动频率处的电流的幅值以及合成基频处的电流的幅值，求得它们之比η作为评价参数；η>10，表示绕组匀称性极好；10≥η>5，表示绕组匀称性较好；5≥η>1，表示绕组匀称性一般；1≥η>0.5，表示绕组匀称性较差；η≤0.5，表示绕组匀称性极差。

Description

一种有刷直流电机绕组匀称性的测试方法

技术领域

本发明涉及一种有刷直流电机绕组匀称性的测试方法。

背景技术

有刷直流电机倘若制造工艺较差，使其绕组不匀称，在工作时容易出现时速不稳，这就很难满足使用要求较高场合的需要。有刷直流电机一旦制作完成，其绕组匀称情况很难进行测试。目前还没有相应的测试办法。

有刷直流电机旋转时每组线圈会产生感应的交流电势，倘若绕组匀称，那么它们各自产生的感应的交流电势幅值相等，相位分布也均匀。这些交流电势会产生叠加，叠加的结果将会使交流电势的频率加倍。因此，对于已知结构的有刷直流电机，叠加后的交流电势的频率与转速的关系是一定的，这就是当前无传感器测速的基础。可是当有刷直流电机绕组制作不匀称时，随着不匀称度的增加，叠加后频率的幅值会减小，叠加前频率的幅值会增加。当有刷直流电机绕组制作不匀称程度严重时，叠加前频率的幅值会大于叠加后频率的幅值，仪表测得的转速就会比实际转速减小数倍。无传感器测速的缺陷之一是无法用于质量极差的有刷直流电机。本发明正是将无传感器测速方法的这一缺陷应用到有刷直流电机绕组质量的检测上。

发明内容

本发明的目的是提出一种有刷直流电机绕组匀称性的测试方法，以克服和弥补现有技术的缺憾和不足。

本发明提及的“有刷直流电机绕组匀称性”包括有刷直流电机每一绕组线圈匝数、线圈几何形状、线圈几何大小的一致性，有刷直流电机各绕组线圈间距和电枢线槽间距的一致性、分布的均匀性，以及其它关于有刷直流电机各绕组不一致的描述。

本发明的测试方法步骤如下：

在有刷直流电机转动时，

1)由传统的采用测速传感器的方法，如光电测速方法，测得有刷直流电机的转速。

2)按供电回路中的电流脉动频率与转速的关系求得在该转速下相应的电流脉动频率。

3)采集供电回路中的脉动电流信号，将其时域信号转换成频域信号，获得脉动电流的频谱。

4)对上述脉动电流进行频谱分析，在频域图内测得在上述转速下相应的电流脉动频率f_n的电流幅值A₁及该脉动频率合成基频

的幅值A₂，k₁为脉动电流的合成数，并求得两者之比η＝A₁/A₂。

5)电机绕组质量的评估方法：η范围在0～∞之间，η越大表示绕组匀称性越好，η越小表示绕组匀称性越差。可定义η>10，表示绕组匀称性极好；10≥η>5，表示绕组匀称性较好；5≥η>1，表示绕组匀称性一般；1≥η>0.5，表示绕组匀称性较差；η≤0.5，表示绕组匀称性极差。

本发明的有益效果是，实现了对有刷直流电机绕组匀称性的测试方法。

附图说明

图1脉动电流时域波形和频时域波形提取方法框图。

图2为实施例脉动电流的时域波形和频时域波形。

图2左为实施例脉动电流的时域波形，图2右为实施例脉动电流的频时域波形。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似方法及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

具体实施例1。

测试对象EG-530AD-98有刷直流电机，磁极对数p＝1，换向片数k＝3。在电机转轴上贴上2mm×2mm的反光标签。加上5V直流电压使其旋转。用VICTOR6234p+光电测速仪测得其转速为2400转/分。

对于二极电机，转速与电流的脉动频率的关系有下面的公式

$f_n=\frac{\mathrm{ckpn}}{60}---\left(1\right)$

式中n为电机的转速，f_n为电流脉动频率，k为换向片数，p为磁极对数，c为与换向片数k的奇偶性有关的系数，k为偶数时c＝1；k为奇数时c＝2。由公式(1)求得电流脉动频率f_n＝240Hz。

本实施例采用图1的方法，将电流互感器串接于被测电机的供电回路作为取样电路，经信号放大、采样保持，测得脉动电流波形如图2左。经时频域变换处理，得频域波形如图2右。在240Hz处找到该频率幅值为0.175。

对于实施例电机，电枢有3个绕组，脉动电流是由3个绕组的感应电流叠加而成，因此k₁＝k，分倍频

等于80Hz。在80Hz处读得该频率幅值为0.055。从而求得匀称系数η＝3.2。表示该电机绕组匀称性一般。

Claims (1)

1.一种有刷直流电机绕组匀称性的测试方法，其特征在于：

在有刷直流电机转动时，

1)由传统的采用测速传感器的方法，测得有刷直流电机的转速；

2)按供电回路中的电流脉动频率与转速的关系求得在该转速下相应的电流脉动频率；

3)采集供电回路中的脉动电流信号，将其时域信号转换成频域信号，获得脉动电流的频谱；

4)对上述脉动电流进行频谱分析，在频域图内测得在上述转速下相应的电流脉动频率f_n的电流幅值A₁及该脉动频率合成基频的幅值A₂，k₁为脉动电流的合成数，并求得两者之比η＝A₁/A₂；

5)电机绕组质量的评估方法：上述η值越大表示绕组匀称性越好，η值越小表示绕组匀称性越差，η＞10，表示绕组匀称性极好；10≥η＞5，表示绕组匀称性较好；5≥η＞1，表示绕组匀称性一般；1≥η＞0.5，表示绕组匀称性较差；η≤0.5，表示绕组匀称性极差。

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