怎么用单钢丝法测定转子转动惯量
转子转动惯量的大小对电机的起动和制动性能有着直接影响,必要时应该进行实测。转子转动惯量的大小,国家标准中没有具体规定,一般由用户按照实际需求与制造厂协定。
转动惯量用符号J来表示,单位kg.m2,是我国和国际标准中的标准物理量。但在工程中,习惯采用GD2来表示。
转子转动惯量的确定方法有计算法和实测法两种。实测法又有单钢丝法、双钢丝法、辅助摆摆动法和惯性回转法等。今天Ms.参简要分析如何用计算法和单钢丝法测定转子转动惯量方法,其它方法类似,诸位可以借此类比、推导、演绎。
计算法测定转子转动惯量
虽然电机转子是一个接近规整的圆柱体,但因其至少有3种不同的材料制成,并且相互交叉,所以较难进行准确的计算。在要求不高时,可将转子看成一个密度均匀的圆柱体,在秤其质量m后,用计算圆柱体转动惯量的公式(2)进行计算求得。
式(2)中:
J—转动惯量(kg·m2);
m-—转子质量(kg);
r——转子半径(m)。
单钢丝转子转动惯量
单钢丝实测法又分两种不同的方法,即用假转子辅助的单钢丝实测法和附加辅助扭转摆的单钢丝实测法。
假转子辅助的单钢丝实测法:
此方法适用于转子质量不超过50kg的小型电机。由于需制作一个假转子,所以成本较高,试验也较费时。
● 假转子制作要求
(1)材料密度均匀,最好采用轧制圆钢。
(2)外圆圆整,端面平整。
(3)尽量使其质量及形状与被试转子相同。
制作完成后,精确测量出它的外形尺寸,并用式(2)计算出它的转动惯量Ja(kg·m2)。
● 测试步骤
(1)将假转子可靠地悬挂在钢丝下。钢丝的另一端牢固地系于一个支架上。应注意钢丝必须系在假转子的直径中心,使其自然下垂时轴线竖直。钢丝长度在2m左右,其截面直径视假转子质量而定,即当假转子悬挂后应不使其有明显的伸长变形,但又不能太粗,否则会影响测试摆动及钢丝本身不直而引起较大误差。
(2)试验时,将假转子旋转30°-45°,然后松手,让其靠钢丝的扭力来回自由旋转。用秒表记录假转子旋转一个周期所用的时间(由原静止位置想到左边最大角度后,返回到原静止位置,然后提到右边最大角度位置后返回到原静止位置,为一个摆动周期。)。为了计时正确,第1-2个周期不计时,然后记录几个周期的时间,取其平均值作为假转子一个旋转周期所用的时间Ta(s)。计时起点和终点应在摆动速度最大的位置,即摆动中心位置。
(3)用已调好动平衡的被试转子换下上述假转子,用同样的方法求出被测试真转子的摆动周期T(s)。
(4)用式(3)计算求出被试转子的转动惯量)(kg·m2)。
电机输出的力,为转矩,就是力乘以力臂。
如果电机直接通过钢丝绳起重一个负载,并忽略效率及其他阻力的话,75KG,力就是750N,
如果电机转动直径为0.2M。则电机转矩为750*0.2=150N.M,如果对电机转速没有要求,市面上常见的电机以4P居多,则电机功率P=Tn/9550=150*1440/9550=22.6KW如果要求速度更快,则P=150*2880/9550=45KW,考虑效率,电机功率可相应提高1档。1440和2880分别为电机工作转速
型号对应为YX3-200L-4P-30KWYX3-225M-2P-55KWYX3为高效率电机
对于质量相同的杆,杆越长,转动惯量越大,因此,在相同的力矩作用下,越不容易转动.即人不容易侧翻
用杆是为了把重心分散到两边,杆越长越重,向下弯的越厉害,演员越容易保持平衡,同时可以借着旋转杆子得到的反作用力来调整平衡。
不管任何物体,要保持平衡,物体的重力作用线(通过重心的竖直线)必须通过支撑面(物体与支持着它的物体的接触面),或者说就是要满足重力与支持力共线的条件。如果物体重力作用线不通过支撑面,这个物体就要倒下来。
扩展资料走钢丝中的物理知识:
根据平衡的道理,走钢丝的杂技演员,始终要使自己身体重力作用线通过支撑面,这支撑面就是钢丝。钢丝很细,给人的支撑面积小、使身体重心恰巧落在钢丝绳上就很难,身体随时有倒下去的危险。
生活的经验告诉我们,当身体摇晃要倒下时,人们往往摆动两臂,使身体重新站稳。两臂的摆动,是在调整重心作用线,使之通过支撑面,以恢复平衡。
达瓦孜是维吾尔族传统的高空表演之一,距今已有两千多年的历史。它以其悠久的历史,独特的风格,精湛的技艺和惊险的表演容:杂技、歌舞、体育为一炉。令人赞叹不已历来深受人民群众的喜爱,是新疆维吾尔族人民勤劳和智慧的结晶,经久不衰成为我国灿烂民族文化宝库中的一颗璀璨的明珠。改革开放后,古老的传统维吾尔族民间杂技达瓦孜发展甚快,赢得了前所未有的荣誉。
达瓦孜表演多在露天进行,其特点是表演者手持长约6米的平衡杆,不系任何保险带,把多种多样的杂耍技艺搬到数十米高空的绳索或钢丝上去表演。达瓦孜的传统项目有蹦绳(双脚蹦起,突然跌坐在上下颤动的大绳上)、跳绳(合着音乐节奏,在上下颤动的大绳上双脚跳舞)、蒙眼走(用红布蒙双眼,手持平衡杆在绳上行走,突然骑在绳上)。
你一定看过马戏团表演吧,其中一项精彩刺激的表演就是走钢丝。 I&不知你是否注意到,走钢丝的人拿的都是由相当有分量的钢制成的长 杆,而没有拿竹竿的。这其中有着什么样的力学知识呢?当人握住几米长的钢杆的时候,这个长杆的两头就会受到重力的作用 往下垂。
走钢丝是不能用竹竿来代替钢杆的,因为竹竿的重力不足以使其 下垂。这个时候人和杆可以看成一个整体,并且整体的重心因为杆的下垂 降低了许多,更加接近钢丝了。如果人这个时候保持重心不变,就能平稳 地站在钢丝的上面了。杂技演员在走钢丝的时候需要调整人和手中的长杆,只有这样才能保 持一个整体的平衡状态。
平衡杆,当然是为了平衡。走钢丝时,因为有风等因素的影响,人会产生不平衡。为了控制这种不平衡,需要调节重心。而人自身调节重心的方式只是下蹲或者起立,这个是纵向方向上的。而风的影响却是横向方向的,所以可以伸开双臂进行调节。
但这个调整不是在改变人和杆所处的重心,而是 去改变一个转动惯量。人在有所晃动的时候,人就会充当了一个圆心,杆 相当于一个半径。这需要调整自己手中的杆来保证受力的平衡,只有平衡 掉使人倾斜的力,人才能调整好位置。这也就是我们在观看表演的时候, 发现杂技演员并不是处于一个完全稳定的状态,而是左右摇摆着向前行走 的原因。
是为了保持重心。
一方面,杂技演员若不想从高空之中掉下,就必须尽可能降低自己的重心。而长杆有较大的质量,当人在钢丝上有左右晃动时,利用长直长杆可以轻松地调整重心,使自己和长杆组成的系统重新趋于稳定。
另一方面,长杆的惯量较大,也就是说长杆更难被转动,拿上长直长杆后,当重心稍有偏移时,重力对系统产生的转动效果也没有那么明显。最后一个,拿长杆是这么多年的老传统了相信大家在拿上长杆之后在上台表演,底气也更足,胆也更大,也更有安全感了。
扩展资料:
很多人将演员保持平衡的方法理解为静力学效应,类似天平。但实际上,演员手中平衡杆的平衡作用不只是简单地调整重心,而是通过不断地转动平衡杆来达到平衡的目的。如此看来,可以将演员和平衡棒作为一个完整的系统,这个系统在动力学效应的作用下维持着平衡。
倘若演员只是静立在钢丝之上,其重心也是位于钢丝之上,这样才能维持整个系统的重力和钢丝对人体的作用力位于一个平面上。而演员在表演过程中是行走的,无法始终保持这两种力的平衡状态,因此演员需要通过自身的主动调节来维持整个系统的平衡。
正确的调节方法是小幅度地变动身体的偏向,重心偏向一侧,身体则随之偏向另一侧,如此即可在小范围的左右摆动中找到重心平衡点继而稳步向前。