齿槽(cao)扭(niu)矩测(ce)试系(xi)统

   整(zheng)套(tao)设备能够(gou)满足(zu)1mNm-100mNm电机(ji)齿(chi)槽转(zhuan)矩(ju)和(he)转矩(ju)波动的测试(shi)，测(ce)试软(ruan)件(jian)用(yong)LABVIEW编写(xie)，具(ju)有特(te)色的测试和图形绘(hui)制功能(neng)，整套(tao)系(xi)统可(ke)以测(ce)试被测(ce)电机0.01°的(de)摩擦(ca)力矩和转矩(ju)波动(dong)

电(dian)机测试要(yao)求(qiu)

工作原(yuan)理(li)

牵引(yin)转(zhuan)矩或制(zhi)动(dong)转(zhuan)矩是(shi)永(yong)磁(ci)电机(ji)的一个(ge)重要参数(shu)，特别(bie) 是(shi)在永磁(ci)伺(ci)服(fu)电机系统中(zhong)。永磁电机(ji)的制(zhi)动转矩由齿(chi)槽(cao) 转矩(ju)和(he)摩擦转矩组成。齿槽(cao)转(zhuan)矩是(shi)由未通电(dian)时(shi)电机内(nei)磁 极对齿槽(钢结构)的(de)吸(xi)引(yin)力(li)/相(xiang)互作(zuo)用(yong)力产生(sheng)的。它(ta)是(shi) 永磁电机的重要参(can)数(shu)之(zhi)一，也(ye)是引(yin)发(fa)电(dian)机转矩(ju)脉动、振动和(he)噪(zao)音的原(yuan)因(yin). 一般(ban)来说，齿槽(cao)转矩随(sui)转子位置(zhi)的变 化而(er)变(bian)化， 由其(qi)峰(feng)对峰(feng)(p-p)值来定(ding)义(yi)。摩(mo)擦(ca)转(zhuan)矩(ju)则(ze)归(gui) 因于机械装配(pei)问题(ti)，如轴承阻(zu)力，装配(pei)公差(cha)， 或(huo)永(yong)磁 直(zhi)流(liu)电(dian)机(ji)(PMDC)的(de)碳刷(shua)摩擦(ca)。摩擦转(zhuan)矩(ju)通常用(yong)其(qi)平(ping)均 值(zhi)来(lai)测量(liang)表(biao)示。

图(tu)一 典型(xing)齿槽转矩曲线(xian)示例(li)。摩擦(ca)转矩(ju)是相(xiang)对(dui)于(yu)0转矩(ju)计算(suan)出(chu)的(de)齿 槽转(zhuan)矩(ju)平均(jun)值(zhi)。齿槽(cao)转矩(ju)是(shi)根(gen)据(ju)峰(feng)值转(zhuan)矩值计算的(de)。

   图(tu)二(er):  当(dang)磁体N极S极(ji)面(mian)对面时(shi)(左上(shang)图) ，吸(xi)引力(li)是(shi)最(zui)大(da)的(de)。 当电机(ji) 转(zhuan)子转(zhuan)动(dong)时（右(you)上图(tu)），在进(jin)行下(xia)一(yi)步(bu)移(yi)动之前(qian)， 移动(dong)的(de)磁(ci)性(xing)元(yuan) 件(jian)必(bi)须先从(cong)残留(liu)的(de)磁性(xing)中解(jie)脱出来(lai)。这(zhe)种对(dui)前进(jin)移(yi)动(dong)的磁(ci)阻现象 被称(cheng)为(wei)齿槽(cao)效应(ying)。

    3.3.3 齿(chi)槽(cao)转(zhuan)矩测试台(tai)转矩波(bo)动(dong)测试原理(li)与(yu)概(gai)述(shu)

    根(gen)据(ju)国标GB/T 30549-2014 明(ming)确(que)定义了电机(ji)的转矩波(bo)动(dong)测试方(fang)法(fa)，电(dian)机(ji)在最低(di)速(su)下的(de)转矩波动(dong)系数(shu)推(tui)荐(jian)按(an)照(zhao)下(xia)列值规定(ding)：3%；5%，7%，10%，15%。（注(zhu)：电机(ji)的(de)转(zhuan)矩波(bo)动(dong)是(shi)电机(ji)和配套驱(qu)动器(qi)所组成的(de)系(xi)统(tong)的(de)综(zong)合反映(ying)，必要(yao)时制造(zao)商应(ying)和用(yong)户(hu)协(xie)商(shang)一致(zhi)，明(ming)确(que)测(ce)量条件）。在(zai)稳定(ding)工(gong)作(zuo)温(wen)度(du)下，电机(ji)施(shi)加(jia)额(e)定转(zhuan)矩(ju)，并在产(chan)品(pin)专用(yong)技(ji)术条(tiao)件(jian)规(gui)定的最低(di)转速(su)下运行(xing)，用(yong)转矩(ju)测试仪(yi)测(ce)量并记录电(dian)机在(zai)一转中(zhong)的(de)输出转矩，找出最大转矩(ju)和最(zui)小(xiao)转(zhuan)矩，按(an)公式(shi)计算电(dian)机的转矩波动系数，结果(guo)应(ying)符合技术要求(qiu)。

   测试方法(fa)：（被(bei)测电机(ji)处(chu)于(yu)开环(huan)控制(zhi)下（如果(guo)其(qi)他定义下(xia)单前(qian)需要(yao)明(ming)确(que)定(ding)义(yi)））

   将(jiang)被测电(dian)机(ji)固(gu)定在(zai)试验台(tai)架上(shang)，试验(yan)环(huan)境(jing)应(ying)不(bu)受外(wai)界(jie)辐(fu)射(she)及气(qi)流(liu)影响(xiang)。利用(yong)开(kai)环(huan)控(kong)制方式(shi)将(jiang)被(bei)测电机通电，控制系(xi)统将对(dui)拖(tuo)电机(ji)以(yi)一(yi)定(ding)转速（0.1~30rpm 设(she)定）稳速(su)旋(xuan)转，被测(ce)电机(ji)为(wei)了(le)摆(bai)脱托(tuo)控，会(hui)使(shi)用全部(bu)的转矩(ju)力(li)争摆脱(tuo)，从(cong)而(er)测试(shi)电机在(zai)这(zhe)样(yang)运(yun)行(xing)下的(de)扭矩(ju)波(bo)动。由于(yu)扭(niu)矩传(chuan)感器(qi)分辨率和(he)仪器(qi)仪表(biao)采(cai)样(yang)率(lv)的特性(xing)建议测(ce)试(shi)转(zhuan)矩波(bo)动(dong)时高速(su)扭(niu)矩(ju)波动测(ce)试(shi)。

   测(ce)量参数(shu)：扭矩，时间(jian)，角度(du)等(deng)。

产(chan)品(pin)描述(shu)：

图(tu)三(san)  角度-扭矩图例(li)  

图四(si)FFT频(pin)谱分(fen)析图(tu)

    图五(wu) 极(ji)坐标(biao)图

图(tu)六(liu)参考测(ce)试界面(mian)，可根(gen)据实(shi)际需(xu)求(qiu)订(ding)制(zhi)格式(shi)。 

图(tu)七 空载转矩(ju)波(bo)动测试(shi)界(jie)面

图(tu)八 空(kong)载(zai)转矩波动测试(shi)界(jie)面

张力(li)测控的(de)齿槽(cao)转(zhuan)矩(ju)测试系(xi)统是(shi)一(yi)个独(du)立(li)的(de)测(ce)试(shi)系(xi) 统(tong)，用于(yu)控制(zhi)和测量齿(chi)槽转矩(ju)和摩擦转(zhuan)矩。该测(ce)试系(xi) 统包(bao)括(kuo)一(yi)个精(jing)密(mi)电机，一(yi)个(ge)集成(cheng)了(le)脉冲编(bian)码(ma)器(qi)的(de) 微型(xing)扭(niu)矩传(chuan)感(gan)器(qi)。 有一个内(nei)置(zhi)的安 全(quan)离合器(qi)， 以避(bi)免(mian)当系(xi)统(tong)不(bu)使用(yong)时(shi)的(de)过载误(wu)操作(zuo)。减 速(su)电(dian)机驱(qu)动(dong)被(bei)测电机(ji)在(zai)低(di)速(su)下运(yun)行(xing)，转(zhuan)速(su)从1到20rpm 可选(xuan)， 同时获(huo)取(qu)与角度(du)位置相(xiang)关(guan)的(de)齿(chi)槽转(zhuan)矩(ju)。扭矩测(ce) 量(liang)范围(wei)最(zui)大(da)为(wei)100mN∙m （取(qu)决于选用(yong)的扭矩(ju)传感(gan)器量程(cheng)）， 精(jing)度(du)为0.01mN. m。

    Windows 可执行软(ruan)件(jian)控(kong)制 系统并显(xian)示获得 的数 据(ju)。它(ta)提(ti)供(gong)精确(que)的齿槽转矩(ju)峰值测(ce)量(liang)，并显示(shi)角(jiao)度-扭 矩图或(huo)极坐(zuo)标(biao)图以及FFT分(fen)析(xi)。该软(ruan)件允许存储(chu)测(ce)量数 据(ju)，并提供性能(neng)数(shu)据的(de)比较，对(dui)比(bi)多(duo)达5个(ge)图(tu)形(xing)。软件 可以(yi)载入历(li)史数据生(sheng)成齿(chi)槽转矩(ju)曲(qu)线， 并(bing)自(zi)定义(yi)开始 角(jiao)度(du)和(he)结(jie)束角(jiao)度(du)。测试(shi)过程数(shu)据(ju)可(ke)保(bao)存(cun)为EXCEL文(wen)件(jian) 或(huo)TXT文本文(wen)件(jian)。为了更(geng)好的精(jing)度(du)和功能控(kong)制，该(gai)软件 包括一(yi)个电机(ji)位置调整(zheng)程(cheng)序， 以便校(xiao)正（测试(shi)样机(ji)必(bi) 须不连接(jie)到(dao)系统(tong)）。

    作(zuo)为一个独(du)立的系(xi)统， CTTS只需要(yao)220-240伏(fu)交(jiao) 流供电。USB接(jie)口可(ke)以直接(jie)连(lian)接设(she)备(bei)到安(an)装软件(jian)的PC 机。它(ta)安(an)装(zhuang)在一个带定(ding)位(wei)孔的底(di)板(ban)上(shang)， 电(dian)机夹(jia)具(ju)可以(yi) 安(an)装(zhuang)在这个(ge)底(di)板上。垂(chui)直(zhi)安(an)装支(zhi)架(jia)可(ke)供选(xuan)择， 允许(xu)在 垂直(zhi)位(wei)置安装系(xi)统(tong)，特别(bie)推荐(jian)用于(yu)非(fei)常低(di)的(de)测(ce)量(liang)值(zhi)。

 张力(li)测控的齿槽(cao)转(zhuan)矩(ju)系统软(ruan)件(jian)可(ke)以(yi)自(zi)定(ding)义测(ce)试的转向， 无(wu)论(lun)是CW还(hai)是CCW还(hai)是(shi)双向(xiang)检测， 都(dou)可(ke)以(yi)通(tong)过软(ruan)件  自动(dong)完(wan)成(cheng)测试(shi)。并根(gen)据(ju)设定的上(shang)下限(xian)来判(pan)定(ding)电机(ji)合格(ge)  或(huo)不(bu)合格(ge)。