陀螺儀電機

　　單軸陀螺儀運轉示意圖

　　陀螺儀，是一種用來感測與維持方向的裝置，基於角動量不滅的理論設計出來的。陀螺儀主要是由一個位于軸心可以旋轉的輪子構成。陀螺儀一旦開始旋轉，由於輪子的角動量，陀螺儀有抗拒方向改變的趨向。

　　注：1850年法國的物理學家福柯(J.Foucault)為了研究地球自轉，首先發現高速轉動中的轉子(rotor)，由于慣性作用它的旋轉軸永遠指向一固定方向，他用希臘字gyro(旋轉)和skopein(看)兩字合為gyro scopei一字來命名。

　一種機械陀螺儀轉子組成示意圖

　　陀螺儀電機是陀螺儀高速旋轉角動量的來源，主要是拖動位于軸心可旋轉的陀螺轉子做高速旋轉，當陀螺轉子以高速旋轉時，在沒有任何外力矩作用在陀螺儀上時，陀螺儀的自轉軸在慣性空間中的指向保持穩定不變，同時反抗任何改變轉子軸向的力量。

　　陀螺儀電機是保持陀螺轉子高速轉動的驅動力來源，其輸出的穩定性直接決定著陀螺的穩定性。陀螺儀電機的運行穩定性，體現在輸出機械特性的變化上，而輸出機械特性的變化，必然會以各種形式反映在輸入電參數上。因此，對輸入電壓、電流、瞬時功率進行分析，得到輸入電參量、尤其是輸入功率的變化規律，有助于對電機性能進行全面的了解。

　　本陀螺儀電機測試方案采用湖南銀河電氣有限公司研制的WP4000變頻功率分析儀，該分析儀是目前國家變頻電量測量儀器計量站的測量基準，測試數據具有較高的精度和最高的權威性。每臺WP4000最多可連接6個功率單元，每個DT 數字變送器可連接一路電壓和一路功率。由于電機未引出中性線，一般采用二瓦計法測量三相功率，為了更加準確直接的反映三相電流，每相電流均采甠一個DT數字變送器進行測量。當采用三瓦計法測量三相功率時，每相均采用一個DT數字變送器進行測量，由于該電機的中性線未引出，可以利用同型號的DT數字變送器電壓通道輸入阻抗相等的原理，構建虛擬中性點。

圖示：2V3A法測量三相功率線路圖

　　由于二瓦計法的單個功率讀數沒有明確的物理意義，當三相功率不相同時，不便于分析功率波動的原因，因此，利用同型號的DT數字變送器電壓通道輸入阻抗相等的原理，構建虛擬中性點，并在此基礎上采用三瓦計法進行測量。下圖為3V3A法測量線路圖。

　圖示：3V3A法測量三相功率線路圖

　　本測試方案對陀螺儀電機的啟動時間、惰轉時間、啟動電流、啟動功耗、電壓諧波、電流諧波、瞬時功率諧波進行全面測試，可較為全面了解電機的機械特性，并對電機的穩定性進行定量分析。試驗電源的諧波、三相不平衡度等可調，可全面研究工作電源對電機運行性能的影響。