一种估计电机机电时间常数的方法与流程

本发明属于电机特性测试领域，具体涉及一种估计电机机电时间常数的方法。

背景技术：

电机机电时间常数是电机的一项重要参数指标。在装配使用之前，往往需单独对电机机电时间常数进行测试，以确保满足系统指标要求。

通常，机电时间常数测试方法为电流法，即给电机电枢施加额定电压后测试电流从0升至最高值后再降至电流值为it时所需的时间。该方法依赖高精度的电流测试设备，且测得的电流数据往往噪声较大，特别是针对微小型电机，测量误差较大。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提出一种估计电机机电时间常数的方法。

本发明是这样实现的：一种估计电机机电时间常数的方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一：测试与记录

给电机电枢施加额定电压，通过电磁打点计时器获取电机转动角度和时间，共进行四次记录，分别记录ψ总1、ψ总2、ψ总3、ψ总4、t总1、t总2、t总3、t总4，

步骤二：建立关系式

vm1＝(ψ总1-ψ启动-ψ制动)/(t总1-t启动-t制动)≈

vm2＝(ψ总2-ψ启动-ψ制动)/(t总2-t启动-t制动)≈

vm3＝(ψ总3-ψ启动-ψ制动)/(t总3-t启动-t制动)≈

vm4＝(ψ总4-ψ启动-ψ制动)/(t总4-t启动-t制动)

步骤三：求解与计算

以方差为最优目标求解t启动，其中，

步骤四：计算机电时间常数τ

根据公式τ＝0.7t启动，得到机电时间常数。

本发明的有益效果是：通过电机转角和时间估计电机机电时间常数，无需高精度的电流测试设备，无需记录电机运动过程，操作简单，对电机机电时间常数的简单估计具有较好的指导意义。

附图说明

图1为电机运动过程曲线。

具体实施方式

一种估计电机机电时间常数的方法，包括下述步骤：

1)测试与记录，获取转角和所需时间，重复多次；

2)分析与简化，联立建立关系式；

3)求解与计算，求解电机启动过程时间；

4)根据经验公式计算机电时间常数τ。

所述步骤1)中，给电机电枢施加额定电压一段时间，通过电磁打点计时器获取电机转动角度和时间，重复多次测试，记录ψ总1、ψ总2、ψ总3、ψ总4、t总1、t总2、t总3、t总4。

所述步骤2)，电机运动过程均可分为启动过程、稳态过程和制动过程，在假定每次电机启动过程的角度ψ启动和时间t启动、制动过程的角度ψ制动和时间t制动的前提下，根据施加电压恒定，电机稳态速度vm基本相等，可列出：

vm1＝(ψ总1-ψ启动-ψ制动)/(t总1-t启动-t制动)≈

vm2＝(ψ总2-ψ启动-ψ制动)/(t总2-t启动-t制动)≈

vm3＝(ψ总3-ψ启动-ψ制动)/(t总3-t启动-t制动)≈

vm4＝(ψ总4-ψ启动-ψ制动)/(t总4-t启动-t制动)

所述步骤3)中，由于存在控制、测量等误差，实际每次测试得到的电机稳态速度vm存在一定偏差，因此，以方差为最优目标求解t启动，其中，

所述步骤4)中，根据经验公式τ＝0.7t启动，得到机电时间常数。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

如图1所示，以超声电机为例，每次电机运动过程均可分为启动过程、稳态过程和制动过程，以某次测试为例，记录数据如表1。

表1实验记录表

则可得：vm＝(0.918-ψ启动-ψ制动)/(3.267-t启动-t制动)

≈(1.782-ψ启动-ψ制动)/(6.500t启动-t制动)

≈(3.618-ψ启动-ψ制动)/(13.433-t启动-t制动)

≈(7.231-ψ启动-ψ制动)/(28.524-t启动-t制动)

以方差为最优目标，解得t启动＝1.2ms。

根据经验公式，得到机电时间常数τ＝0.87ms。

另外，由系统辨识曲线拟合得到的机电时间常数为0.95ms，对比可知，本发明提出的机电时间常数估计方法可靠，操作简单。