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齿槽转矩的丈量步骤简介

  • 浏览次数:12198次
  • 颁布功夫:2017/3/13 17:18:21
  • 作者:ly_yinhe

  齿槽转矩是指永磁同步电动机绕组开路时,,,, ,,,电机回转一周内,,,, ,,,由于电枢铁心开槽,,,, ,,,有趋于最幼磁阻地位的偏差而产生的周期性转矩。。。。。。。。永磁同步电机的三相绕组在不通电且绕组开路的情况下,,,, ,,,用手轻轻动弹转子,,,, ,,,你会感触到转子上面有一个力在与你较劲。。。。。。。。这个力在一圈的领域内大幼不均匀,,,, ,,,并且会发现转子拥有若干个定位点。。。。。。。。在天然的状态下转子维持在这些定位点,,,, ,,,只有表界施加肯定的力,,,, ,,,能力扭转转子的地位,,,, ,,,正由于这样齿槽转矩也被称为定位转矩。。。。。。。。

  齿槽转矩的产生重要是由于定子齿槽的存在,,,, ,,,齿槽转矩的产生会造成电机运行中的振动、噪声、启动和调速节造难题。。。。。。。。若何抑造或解除齿槽转矩一向是永磁电机钻研的沉要方向,,,, ,,,正确丈量齿槽转矩可以为永磁电机设计和节造提供援手,,,, ,,,下面本文对几种齿槽转矩测试步骤进行对比介绍。。。。。。。。

传感器的动态丈量步骤丈量齿槽转矩

使用传感器的动态丈量步骤示意图

图示1:使用传感器的动态丈量步骤示意图

  如图1所示,,,, ,,,被测电动机通过转矩传感器与造动器(例如磁粉造动器)相连,,,, ,,,造动器加载,,,, ,,,被测电动机稳速运行,,,, ,,,从转矩测试仪直接丈量转矩瞬时价(图2),,,, ,,,在测得的转矩值中求得齿槽转矩值。。。。。。。。

转矩测试仪测得的转矩瞬时价

图示2:转矩测试仪测得的转矩瞬时价

  这种丈量步骤测得的转矩蕴含了被测电动机自身的齿槽转矩、节造器节造引起的脉动转矩(关环节造运行前提下情况更为复杂)和负载引起的脉动转矩。。。。。。。。

  所以为了能得到最靠近真实的齿槽转矩,,,, ,,,测试时需把稳几点:

  1) 要求负载自身的脉动转矩要幼(建议选取磁粉造动器);;;;;

  2) 要求传感器系统的采样速度要高(建议3K以上),,,, ,,,能实现动态转矩丈量;;;;;

  3) 要求转矩检测仪器可能进行数据处置。。。。。。。。

步进电机的静态丈量步骤丈量齿槽转矩

使用步进电动机的静态丈量步骤示意图

图示3:使用步进电动机的静态丈量步骤示意图

  如图3所示,,,, ,,,将步进电动机、转矩传感器和被测电动机固连载统一轴线上,,,, ,,,通过节造脉冲数使步进电动机精确地将被试电机转子旋转肯定角度后,,,, ,,,步进电动机利用自身的维持转矩作为转矩传感器的一个固定端,,,, ,,,这样齿槽转矩就作用在转矩传感器上,,,, ,,,从测试仪能够直接独处齿槽转矩。。。。。。。。

  丈量过程中还该把稳几点:

  1) 由于大无数电动机的齿槽转矩都比力。。。。。。。。,,, ,,,为了提高转矩传感器的测试精度,,,, ,,,能够在被测电动机侧增长一偏置沉物,,,, ,,,提高测试质量;;;;;

  2) 针对齿槽较多的被测电动机,,,, ,,,步进电动机的步数应该足够多;;;;;

  3) 为预防引入步进电动机运行的颠簸,,,, ,,,步数之间的距离功夫应该足够长。。。。。。。。

测电压法丈量齿槽转矩

测电压法示意图

图示4:测电压法示意图

  测试系统示意图如图4所示,,,, ,,,它重要由步进电机、机械分度头及电参量丈量仪组成。。。。。。。。步进电机和被测电机转子轴作刚性衔接,,,, ,,,机械分度头爪夹住步进电动机的表壳,,,, ,,,节造步进电机转过角度。。。。。。。。在步进电机中若是给其中一相绕组通直流电,,,, ,,,其他两相绕组加以互换电压,,,, ,,,由于步进电机中三相绕组间的耦合关系,,,, ,,,就会在通直流电的绕组上产生感应电势,,,, ,,,感应电势的大幼取决于步进电机中的气隙磁通。。。。。。。。凭据步进电机的矩角个性,,,, ,,,静态时表加力矩的大幼跟失调角有关,,,, ,,,而失调角决定转子地位,,,, ,,,直接影响气隙磁通。。。。。。。。利用这一道理,,,, ,,,可通过检测步进电机通直流电绕组上的感应电势得出被测电机的齿槽转矩。。。。。。。。

  该步骤首先测得步进电机感应电势随力矩变动的曲线,,,, ,,,而后衔接被测电机,,,, ,,,动弹分度头,,,, ,,,拔取采样点,,,, ,,,从电压表上读取步进电机通直流电绕组上的电压,,,, ,,,推算出感应电势,,,, ,,,凭据感应电势,,,, ,,,查步进电机感应电势-力矩曲线,,,, ,,,得到该采样点的齿槽转矩。。。。。。。。

  使用该步骤能够在齿槽转矩的一个周期内进行多采样点丈量,,,, ,,,但试验步骤复杂,,,, ,,,操作麻烦,,,, ,,,步进电机感应电势与力矩的曲线精度不高,,,, ,,,丈量误差较大。。。。。。。。

杠杆丈量法丈量齿槽转矩

杠杆丈量法示意图

图示5:杠杆丈量法示意图

  如图5所示,,,, ,,,被测电动机不通电,,,, ,,,手动拉动数字测力仪,,,, ,,,拉到杠杆滑动前瞬间的力的显示值Fmax,,,, ,,,乘以力臂长L,,,, ,,,就是齿槽转矩幅值(单峰幅值)。。。。。。。。

  杠杆丈量法是一种极度单一、直管、易于实现的丈量步骤,,,, ,,,但是精度很难保障,,,, ,,,所以常在丈量要求精度不高或者前提受限时选取。。。。。。。。丈量时需把稳几点:

  1) 杠杆垂直向下肇始丈量(杠杆尽量轻;;;;;

  2) 手拉时,,,, ,,,要尽量维持力F与力臂F垂直;;;;;

  3) 手拉要维持缓慢、安稳。。。。。。。。

电子秤法丈量齿槽转矩

电子秤法示意图

图示6:电子秤法示意图

  图6所示是利用电子秤丈量齿槽转矩的道理图,,,, ,,,被测电机的定子用能够精确节造动弹角度的装置(如车床,,,, ,,,步进电机等)夹紧。。。。。。。。在被测电机轴伸端加以平衡杆,,,, ,,,在平衡杆两端加装以支杆。。。。。。。。

  测试时,,,, ,,,支杆压在电子秤上,,,, ,,,在平衡杆上加一配沉物,,,, ,,,确保不论电机正回转,,,, ,,,支杆始终与电子秤接触。。。。。。。。调节电子秤的高度,,,, ,,,使平衡杆水平,,,, ,,,纪录电子秤示数M,,,, ,,,维吃旖衡杆水平,,,, ,,,动弹电机,,,, ,,,每转过一个角度纪录一次电子秤示数F。。。。。。。。齿槽转矩为:

  用电子秤丈量,,,, ,,,必要时刻维吃旖衡杆的水平,,,, ,,,试验过程比力繁琐。。。。。。。。

砝码法丈量齿槽转矩

  上述的步骤大多存在的问题是丈量时必要一个高精度的能节造被测电机转角的装置,,,, ,,,试验必要的夹装工具较多,,,, ,,,且必要针对具体电机设计。。。。。。。。为了简化丈量步骤,,,, ,,,降低试验成本,,,, ,,,下

  面选取一种新的丈量步骤——砝码法,,,, ,,,测试道理图如图7所示,,,, ,,,在转轴上装悬挂砝码的支杆,,,, ,,,在定子上装置带角度刻度的圆盘,,,, ,,,以方便测出悬挂砝码的力臂以及确定转子转过角度。。。。。。。。

砝码法测试示意图

图示7:砝码法测试示意图

  丈量时吓酌水平仪调节圆盘的0刻度线水平,,,, ,,,将加工的支杆装置在电机轴伸端。。。。。。。。在砝码上缠上肯定强度较轻的绳索,,,, ,,,动弹支杆到被测点的刻度,,,, ,,,在支杆上轻轻加挂砝码,,,, ,,,纪录支杆起头动弹时的砝码质量M。。。。。。。。用下式推算测得的转矩T:

  式中:

  g:沉力加快度;;;;;

  θ为被测点的角度。。。。。。。。

  测得的转矩蕴含电机的齿槽转矩和摩擦转矩,,,, ,,,对于被试电机来说分歧地位的摩擦转矩根基不变,,,, ,,,齿槽转矩凭据理论分析是周期性变动的,,,, ,,,可通过求测得转矩最大值和最幼值的均致反得到摩擦转矩,,,, ,,,最后测得的转矩就能得到齿槽转矩。。。。。。。。

  丈量时要把稳以下几点:

  1) 凭据被测电机齿槽转矩的大。。。。。。。。,,, ,,,选择相宜长度的支杆和砝码。。。。。。。。

  2) 砝码要轻轻的挂在支架上。。。。。。。。


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