直線(xiàn)電機(直線(xiàn)感應電機)是一種沒(méi)有從旋轉運動(dòng)到直線(xiàn)運動(dòng)的變換裝置，能將電能直接轉換成直線(xiàn)機械能的電力傳動(dòng)裝置。直線(xiàn)電動(dòng)機由于不需要任何中間轉換機構就能產(chǎn)生直線(xiàn)運動(dòng)，驅動(dòng)直線(xiàn)運動(dòng)的生產(chǎn)機械，所以使整個(gè)裝置或系統結構簡(jiǎn)單、運行可靠、精度高、效率高等，因此是近年來(lái)國內外積極研究開(kāi)發(fā)的電動(dòng)機之一。

一直線(xiàn)電機測試標準依據及項目

　　直線(xiàn)電機測試主要參考CJ/T 311城市軌道交通直線(xiàn)感應牽引電機技術(shù)條件、JB/T 7823三相扁平型直線(xiàn)異步電動(dòng)機、GB/T 1029 三相同步電機試驗方法、GB/T 1032 三相異步電動(dòng)機試驗方法、GB 755 旋轉電機定額和性能等標準進(jìn)行測試。主要測試試驗項目如下表所示：

直線(xiàn)電機檢測項目

項目	型式試驗	出廠(chǎng)試驗	備注
外觀(guān)及外形尺寸的檢查	○	○
初及繞組對鐵芯絕緣電阻的測定（冷態(tài)與熱態(tài)下）	○	○
初級繞組冷態(tài)直流電阻測定	○	○
通風(fēng)試驗（對強迫通風(fēng)冷卻）	○
溫升試驗（小時(shí)定額）	○	○
溫升試驗（連續定額）	○
靜態(tài)特性的測定	○
動(dòng)態(tài)特性試驗	◎
耐振強度試驗	◎
初級繞組匝間介電強度試驗	○	○
初級繞組對鐵芯及繞組相間的介電強度試驗	○	○
初級繞組電抗值測量	○	○
稱(chēng)重	○
浸水試驗	○	□

　　注：

　　○：應做項目;

　　◎：不具備條件，可裝車(chē)時(shí)進(jìn)行;

　　□：非必要試驗項目，具體情況參照技術(shù)要求。

二直線(xiàn)電機測試關(guān)鍵技術(shù)指標參數

　　直線(xiàn)電機測試是通過(guò)直線(xiàn)電機測試系統完成的。測試項目包含電機的輸出特性，如推力、速度和輸出功率；輸入特性電壓、電流等;過(guò)程特性，如溫升、推力波動(dòng)、控制精度等。正是通過(guò)各項參數進(jìn)行分析處理從而得出各類(lèi)特性曲線(xiàn)、特征指標參數，通過(guò)對比技術(shù)要求輸出報告完成測試工作。直線(xiàn)電機的關(guān)鍵技術(shù)指標參數主要有以下幾個(gè)：

01推重比

　　推重比是指直線(xiàn)電機次級質(zhì)量與直線(xiàn)電機峰值推力的比值。它表示單位質(zhì)量的最大出力。由牛頓第二運動(dòng)定律可以知道，推重比反映的是直線(xiàn)電機的加速度大小，是衡量直線(xiàn)電機綜合性能的重要指標之一，對于直線(xiàn)電機的使用場(chǎng)合與負載都能產(chǎn)生重要的影響，在高頻啟動(dòng)和停止時(shí)對直線(xiàn)電機的加速度有比較嚴格的要求。

02推力波動(dòng)

　　直線(xiàn)電機對外輸出的量主要是推力，這也是直線(xiàn)電機和旋轉電機的重要的不同點(diǎn)之一。直線(xiàn)電機由于本身機構方面的原因具有推力波動(dòng)性，推力的波動(dòng)性遠比旋轉電機的力矩的波動(dòng)性大。推力對于直線(xiàn)電機的重要性可以與力矩對于旋轉電機的重要性相媲美。由于直線(xiàn)電機的理論、設計、制造和負載及干擾等諸多方面的原因，直線(xiàn)電機必然存在推力波動(dòng)。推力波動(dòng)能夠反映直線(xiàn)電機的運行是否平穩。

03電氣時(shí)間常數

　　時(shí)間常數是表征電機動(dòng)態(tài)性能的重要指標。在電機輸入額定電壓后，由于其電機的繞組有電阻、電感、分布電容和機械方面的緣故電機內部不可能瞬時(shí)就達到了額定狀態(tài)(穩定狀態(tài))，而是必須經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后才能達到，這就是時(shí)間常數。時(shí)間常數根據所反映機電系統動(dòng)態(tài)性能固有特性的不同而分為電氣時(shí)間常數和機電時(shí)間常數。

　　根據國家標準中對機電時(shí)間常數的定義，機電時(shí)間常數是電機在空載條件下加階躍的額定控制電壓，轉速從零升到空載轉速63.2%所需的時(shí)間。電氣時(shí)間常數就是電感和電阻的比值，它反映的是作為電系統變化快慢的指標。

04推力線(xiàn)性度

　　由于電機有推力波動(dòng)，電機波動(dòng)較大時(shí)往往是不能工作的。推力線(xiàn)性度是用來(lái)描述電機有效工作區間的，也就是波動(dòng)相對較小的區間-線(xiàn)性區間。事實(shí)上，在線(xiàn)圈磁通飽和之前推力-電流的比值應該近似恒定，稱(chēng)為推力波動(dòng)系數。推力波動(dòng)系數反映了電機和伺服驅動(dòng)器之間的匹配性能和直線(xiàn)電機推力的平穩性。該參數主要關(guān)注的是這一系數隨電流上升開(kāi)始下降的曲線(xiàn)拐點(diǎn)即磁通趨近飽和的地方，這也是測試評價(jià)的重點(diǎn);同時(shí)也是為了描述在不同的電流工作條件下，繞組的發(fā)熱情況以及溫度對電機推力的影響。

05速度出力線(xiàn)

　　不同使用場(chǎng)合對直線(xiàn)電機有著(zhù)不同的速度要求。速度-出力線(xiàn)就是為了測試不同負載下直線(xiàn)電機的運行速度和電磁推力(額定、峰值)。從原理上來(lái)說(shuō)，速度和推力呈反比關(guān)系(其兩項乘積為定值即電機工作在恒功率區)，即隨著(zhù)電機運行速度的增大，電機的出力會(huì )變小。

三直線(xiàn)電機測試系統簡(jiǎn)介

　　直線(xiàn)電機測試系統主要包括試驗平臺、被試電機、電機控制器、陪試電機負載、陪試電機控制器、推力傳感器、電測量單元、水冷系統、上位機等部分構成。

　　◆ 試驗平臺：試驗平臺是安裝被測模塊、負載模塊和安全仿佛裝置等部分的基礎。

　　◆ 加載裝置：陪試直線(xiàn)電機負載及陪試電機控制器作為被試直線(xiàn)電機負載裝置，負責加載。也可以選擇選裝交流伺服電機帶動(dòng)絲杠螺母將轉矩轉化為推力。

　　◆ 測量元件：推力測量傳感器，位置測量裝置，溫度、壓力和流量傳感器，電量測量設備。

　　◆ 外圍設備：水冷系統、電機控制器、上位機等。

　　試驗系統由上位機控制，控制被試機及陪試機運轉，測量采集相關(guān)參量，根據試驗流程及試驗參數自動(dòng)完成測試，試驗完成輸出試驗報表。

　　測量部分是直線(xiàn)電機實(shí)驗平臺的關(guān)鍵組成，所有試驗報表參量均由測量部分測量采集數據完成。要求各項采集參量采用有效的同步手段，保障同步分析要求;并且，由于輸入被測電量在整個(gè)試驗過(guò)程中處于寬范圍動(dòng)態(tài)變化，要求電量測試系統能夠采用有效的無(wú)縫自動(dòng)換擋技術(shù)保障寬范圍高精度的測試;同時(shí)，直線(xiàn)電機采用變頻驅動(dòng)控制，使現場(chǎng)測試電磁環(huán)境更加復雜，必須采取有效手段提高電磁兼容性能。只要將這些相關(guān)關(guān)鍵注意事項考慮周全，選取合適的測量系統才能保障直線(xiàn)電機精準測試，為產(chǎn)品質(zhì)量保障及提升提高可靠的數據支撐。

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