DB32／T 4487-2023 制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試方法

ICS29.160.99

CCSK26

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DB32/T4487—2023

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試方法

Testmethodfordynamictorqueofbrakemotor

2023-05-13發(fā)布2023-06-13實(shí)施

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制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試方法

1范圍

本文件描述了采用加速度法測(cè)量制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩的測(cè)試方法。

本文件適用于錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)、帶電磁圓盤式制動(dòng)器的制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試。

2規(guī)范性引用文件

本文件沒有規(guī)范性引用文件。

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

制動(dòng)器brake

具有使運(yùn)動(dòng)部件或運(yùn)動(dòng)機(jī)械減速、停止或保持停止?fàn)顟B(tài)等功能的裝置。

[來源：GB/T26665—2011，2.1]

3.2

制動(dòng)力矩brakingtorque

制動(dòng)部件與運(yùn)動(dòng)部件（或運(yùn)動(dòng)機(jī)械）間產(chǎn)生的直接迫使運(yùn)動(dòng)機(jī)械減速、停止的力矩。

[來源：GB/T26665—2011，4.2，有修改]

3.3

轉(zhuǎn)動(dòng)慣量momentofinertia

物體的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量與質(zhì)點(diǎn)到規(guī)定軸線的距離（半徑）平方乘積的總和（積分）。

[來源：GB/T755—2019，3.24]

3.4

制動(dòng)轉(zhuǎn)速brakingrotationalspeed

開始制動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件（或運(yùn)動(dòng)機(jī)械）的轉(zhuǎn)速。

[來源：GB/T18276—2017，3.1]

3.5

錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)conicalrotormotor

轉(zhuǎn)子呈圓錐臺(tái)形的電動(dòng)機(jī)。

[來源：GB/T2900.25—2008，411?33?29]

3.6

電磁圓盤式制動(dòng)器diskelectromagneticbrake

借助電磁力的作用，用圓盤的端面作為摩擦副接觸面，產(chǎn)生或消除制動(dòng)功能的制動(dòng)器。

3.7

制動(dòng)電機(jī)brakemotor

具有附加圓盤式制動(dòng)器的三相異步電動(dòng)機(jī)。

1

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4儀器裝置

4.1光電編碼器

通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，通過計(jì)算每秒光電編碼

器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。其性能應(yīng)能夠保證可以對(duì)測(cè)試裝置的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)采

集，其數(shù)據(jù)采集頻率不低于50Hz。

4.2測(cè)試裝置

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試裝置見圖1，其構(gòu)成至少應(yīng)包括底座，軸器，軸承支撐座，慣量盤，光電編碼

器，電機(jī)控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速采集、計(jì)算和顯示系統(tǒng)。

標(biāo)引序號(hào)說明：

1——被試制動(dòng)電機(jī)；

2——制動(dòng)電機(jī)安裝底座；

3——聯(lián)軸器；

4——軸承支撐座；

5——慣量盤（已配置）；

6——測(cè)試裝置底座；

7——慣量盤（未配置）；

8——光電編碼器。

圖1制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試裝置

5測(cè)試條件

5.1環(huán)境要求

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試環(huán)境符合以下要求：

a）溫度：-20℃~+40℃；

b）海拔不應(yīng)超過1000m；

c）環(huán)境中不應(yīng)有易燃、易爆的氣體和介質(zhì)。

5.2安全要求

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試過程中相關(guān)操作符合以下安全要求：

2

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a）測(cè)試作業(yè)場(chǎng)地應(yīng)干燥，并設(shè)置警示隔離區(qū)和警示牌；

b）電磁鐵勵(lì)磁線圈絕緣電阻在冷態(tài)下不應(yīng)小于20MΩ；

c）電磁鐵勵(lì)磁線圈應(yīng)能承受歷時(shí)1min的耐電壓試驗(yàn)而不發(fā)生擊穿，試驗(yàn)電壓的頻率為50Hz，并

盡可能為正弦波形，電壓有效值參照表1，此時(shí)，整流元件應(yīng)脫開進(jìn)行。

表1介電試驗(yàn)電壓

額定勵(lì)磁電壓（U1）介電試驗(yàn)電壓（交流、有效值）（U2）

VV

≤601000

U1

60<≤3002000

U1

300<≤6602500

U1

6測(cè)試程序

6.1測(cè)試安裝

制動(dòng)電機(jī)通過聯(lián)軸器安裝在測(cè)試裝置上，安裝水平度要求為0.05mm/m~0.1mm/m。

6.2單次制動(dòng)功計(jì)算

根據(jù)被試制動(dòng)電機(jī)規(guī)格選擇制動(dòng)初轉(zhuǎn)速，計(jì)算許用單次制動(dòng)功，按式（1）計(jì)算：

πnM

=0d……（1）

W60

式中：

W——許用單次制動(dòng)功，單位為焦耳（J）；

——r/min

n0制動(dòng)初轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分（）；

——Nm

Md額定制動(dòng)力矩，單位為牛米（·）。

6.3擬配置慣量計(jì)算

根據(jù)計(jì)算所得許用單次制動(dòng)功，計(jì)算擬配置慣量大小，按式（2）計(jì)算：

W

∑J=182……（2）

12

n0

式中：

∑——kgm2

J1制動(dòng)軸上擬配置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位為千克平方米（·）。

6.4實(shí)際配置慣量計(jì)算

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試實(shí)際配置慣量按照以下方式計(jì)算。

a∑∑

）實(shí)際配置轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，依據(jù)J1的大小、測(cè)試裝置自身慣量J2和測(cè)試裝置實(shí)際慣量盤的設(shè)計(jì)

∑

要求，配置實(shí)際增加慣量J3。

b）測(cè)試裝置總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量∑J，按式（3）計(jì)算：

∑=∑+∑……3

JJ2J3（）

式中：

∑——kgm2

J2測(cè)試裝置自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位為千克平方米（·）；

3

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∑——kgm2

J3制動(dòng)軸上實(shí)際配置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位為千克平方米（·）。

c）實(shí)際配置總轉(zhuǎn)動(dòng)慣∑J滿足式（4）的要求：

|∑J-∑J|

|1|×100%≤5%……（4）

|∑J|

6.5動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試

6.5.1跑合試驗(yàn)

6.4∑20

依據(jù)的計(jì)算，將慣量J3配置到測(cè)試裝置中，進(jìn)行不超過次的跑合試驗(yàn)，使制動(dòng)器摩擦片受

力均勻。

6.5.2數(shù)據(jù)采集

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試數(shù)據(jù)采集按照如下要求：

a

）根據(jù)制動(dòng)電機(jī)性能，將制動(dòng)電機(jī)加速到額定轉(zhuǎn)速n1；

b）制動(dòng)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速并保持穩(wěn)定后，斷電制動(dòng)，光電編碼器同時(shí)采集制動(dòng)電機(jī)速度變化，一直

到速度降為0，數(shù)據(jù)采集完成。

6.5.3數(shù)據(jù)計(jì)算

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算按照如下要求：

a）動(dòng)態(tài)力矩采用加速度法計(jì)算；

b

）整個(gè)測(cè)試過程中的轉(zhuǎn)速由編碼器測(cè)試并由計(jì)算機(jī)等間隔不斷采集轉(zhuǎn)速信號(hào)n0，n1，n2，n3，…，

n，n；計(jì)算機(jī)運(yùn)算模型如下：

n-1n

∑J(n-n)

M=01η………（5）

bd19.55t

∑J(n-n)

M=12η………（6）

bd29.55t

∑J(n-n)

M=23η………（7）

bd39.55t

∑J(n-n)

M=n-1nη………（8）

bdn9.55t

式中：

M，M，M，…，M——第1段，第2段，第3段，……，第n段平均制動(dòng)力矩，單位為牛米

bd1bd2bd3bdn

（N·m）；

——r/min

n0制動(dòng)初轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分（）；

n，n，n，…，n——第一段，第二段，第三段，……，第n段末轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分（r/min）；

123n

t——第一段，第二段，第三段，……，第n段時(shí)間取值，采樣頻率為f時(shí)t=

1/f，單位為秒（s）；

η——試驗(yàn)臺(tái)總軸承效率，取0.98。

c）進(jìn)行三次動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試，取平均值作為測(cè)試結(jié)果。

6.5.4結(jié)果驗(yàn)算

驗(yàn)算每次試驗(yàn)的實(shí)際平均制動(dòng)力矩，按式（6）計(jì)算：

n∑J

M=0η…………（9）

d09.55t

s

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式中：

——Nm

Md0動(dòng)態(tài)制動(dòng)力矩，單位為牛米（·）；

——s

ts有效制動(dòng)時(shí)間，單位為秒（）。

6.5.5力矩曲線生成

依據(jù)6.5.3的數(shù)據(jù)，由計(jì)算機(jī)生成動(dòng)態(tài)力矩曲線。僅供參考的力矩曲線樣式見附錄A。

7測(cè)試報(bào)告

測(cè)試報(bào)告至少應(yīng)給出以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

a）被測(cè)試制動(dòng)電機(jī)型號(hào)規(guī)格；

b）測(cè)試時(shí)間；

c）制動(dòng)電機(jī)額定力矩；

d）測(cè)試結(jié)果。

僅供參考的測(cè)試報(bào)告樣式見附錄B。

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附錄A

（資料性）

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩曲線

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩曲線見圖A.1。

圖A.1制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩曲線

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附錄B

（資料性）

制動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)力矩測(cè)試記錄表

制