永磁直流力矩电机反电势系数的测试
张文海 （成都电机厂610051）
1引言
永磁直流力矩电机反电势系数是一项重要指标，国标规定用图1发电机方法测试。
图中，被试永磁直流力矩电机作发电机，稳速驱动转台驱动力矩机发电，输出电压通过函数记录仪记录在纸上，然后读出电压波动的****值和最小值，取平均值后再除以此时的转速，即为反电势系数，其计算公式为：
但是，要进行这种测试，稳速驱动转台是一项难题。因函数记录的频率响应很差，只能进行低速记录，随之要求稳速驱动转台必须要能实现低速瞬时稳速。例如，标准规定，按上述试验时，驱动转速n应小于60/k，k为换向片数，对于一些换向片多于60的电机，稳速驱动转台此时应在小于lr/min的条件下稳速。要制造这种低速瞬时稳速转台，往往付出的代价是很昂贵的，一般条件下也不易实现。为此，本文提出不用稳速转台，直接用电动机法，电机不带任何负载空载运行，便可方便地进行反电势系数测试。
2电动机法原理
直流电动机无论空载或负载运行时，它的电枢电压平衡方程式为： v=e反 +ir
式中v-外施电枢电压
i一电枢电流
r——电枢电阻
e反 -反电势
可见，当直流电动机运转时，无论它空载或负载，只要知道它的电枢电阻、电枢电压、电枢电流、转速，就可计算出它的反电势系数，其计算公式为： ke= (v-ir)/n
式中ke-反电势系数
ir-电枢电阻压降
n-转速
3测试方法
要实现这种测试也并非那么简单，它有两个问题必须解决。一是电动机是非稳速的，即使外施电压由稳压电源提供，电机的摩擦、磁阻变化等也会影响转速，这就不能和发电机法的稳速转台等效了。二是电刷接触电阻的影响，由于它的存在，进行反电势计算时将引起误差。为了解决这两个问题，笔者提出用光线示波器拍摄电流波形的方法，从电流波形上读出电流大小值和瞬时速度，就可准确地计算出反电势系数。其根据是，直流电机在换向时，电刷每经过一个换向片，都要将绕组元件短路一次，从而产生换向脉冲，根据电流波形上的换向脉冲周期，便可算出任何电流下的对应瞬时转速，亦即算出任何反电势下的对应瞬时转速。这样，虽不稳速，但只要知道反电势波动下的对应瞬时转速，也等效于发电机法的稳速转台了。另外，由于这种方法不用函数记录仪，而用光线示波器拍照，电动机的电压可以提高，转速提高，这样电刷接触压降，在高反电势中占的比例很小，对测试精度影响通常在百分之5以下，其测试电路如图2所示。
若不用光线示波器进行真实拍照，也可用高内阻数字电压表、普通电流表、转速表，用电动机法，对160lyri-m永磁直流力矩电机作反电势系数试验。虽然试验很粗糙，但所得结果亦符合上述结论，且高低电压、转速下的反电势系数也很接近。所测数据如附表所示。
标准规定，160lyri-m力矩电机，其反电势系数应大于0. 375v/(r/min)，从60，27，1. 02，1.3v四种条件下测得表中的反电势系数符合技术要求。由此可见，此方法是可行的。具体计算实例如下：如在1. 02v条件下，测得的电机转速为0. 86r/min，电枢电流在0. 094～0. 08a之间波动，则可取平均值为0. 087a，冷态用伏安法测电枢电阻（包括电刷接触电阻）在8. 7～7. 19ω之间变化，取平均值为7. 95ω。这样算出电枢电阻压降ir=0. 087×7.95=0.69v，反电势e反=v-ir=1. 02-0. 69=0. 33v，而反电势系数贝9为0. 383v/(r/min)。
4结话
用电动机法测试力矩机反电势系数，无论是高电压高转速，低电压低转速，还是有负载、无负载，只要正确测出此时对应的电压、电流、转速、电枢电阻，算出的反 |
