電機分析的“三種圖”

ID:117761 · 發表于 2016-5-17 04:48

平常我們在做電機試驗時，往往會通過測試設備獲取電機的曲線圖表來進行分析。但這曲線圖表也有不同的種類，分別適用于不同的場合，本文將一一介紹。

根據電機試驗項目的不同，一般會獲得不同的測試結果圖表。這些圖表可以根據涉及的電機參數變量，簡單劃分為三種：“一維”/“二維”/“三維”圖。

“一維”的數據實時顯示曲線圖

在電機測試中使用比較常見的，就是數據實時顯示曲線圖。該圖顯示的，是電機的某一參數量（常見的是轉速、扭矩或電流），與時間軸之間的關系，代表隨著時間變化，電機參數的變化情況。過去主要用在電機在測試過程中的監控及數據記錄。

電機轉速、扭矩與時間之間的關系曲線

但隨著對電機試驗的要求越來越高，測試過程中實時性的要求也越來越高。過去的測試只關注單一參數與時間之間的關系，而當下用戶往往更關注在同一時間點下，多個電機參數之間的關系或變化。像轉速、扭矩的控制響應，波動情況等，都是屬于電機數據實時顯示曲線的拓展應用，對電機的測試設備提出了高采樣率、實時同步性高的要求。

電機扭矩波動曲線

“二維”的電機特性曲線圖

電機特性曲線圖是最經典的電機性能分析工具，它是由任意兩個電機參數變量之間關系所勾勒出的函數曲線圖表。一般電機的“五軸圖”就是指這電機特性曲線圖，工程師可以通過電機轉速與轉矩、電流、功率、效率、轉差率之間的這五根函數曲線，分析電機的性能。

電機特性曲線

“三維”的電機特性分布圖

過去的電機大部分是異步電機或直流電機，其性能差異主要取決于負載的大小，即負載扭矩的大小。但隨著技術發展，像現在非常常用的變頻電機、無刷電機等，其運行工況不但取決于負載扭矩的大小，還取決于其自身控制的轉速。故對于支持主動控制的電機，像電動汽車電機、伺服電機、變頻風機等，在分析其性能時，要同時考慮負載和轉速控制的情況，往往需要繪制三維的坐標分布圖。例如效率測試，就要做效率MAP圖的繪制，實現對電機轉速、扭矩、效率之間的三元函數關系分析，獲取電機在不同轉速控制下，加載不同負載扭矩時的高效區分布情況。同類型的圖表還有像電機轉矩常數與電機溫度、輸出電流之間的變化圖等。

電機效率特性MAP圖

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