电机脉动转矩和永磁电机齿槽转矩的测试方法讨论

Edwin_Sun

enjoyingzk 发表于 2012-9-27 12:57
关于转矩波动，我还是没太明白楼上各位朋友说的方法。

我曾经用测功机尝试过，测功机设为速度控，电机转 ...

转速测试仪的量程太大以至于误差较大？或者转矩传感器的精度不够？用的是静态的转矩测试仪？转动惯量相对较大平滑掉了？

要么你电机制作的太好了，转矩脉动相当小，哈哈~

Edwin_Sun

enjoyingzk 发表于 2012-9-27 12:53
有意思啊，朋友们各抒己见，各种方法，各种因素都考虑了。我再接着说两句

“转矩转速仪为什么会有20mNm的 ...

你的这个大比例减速机的减速比大约是多少？100+三级齿轮箱？这个我看过一些datasheet，也没有转矩脉动的说明，他们做这个也都不知道这个的转矩脉动是多少，需要再查一查

你说的弹性轴不可避免的有个预应力，我还是不大明白，如果两边都没有阻力矩的话，怎么会有这个预应力呢？但是倘若两边电机的齿槽转矩倒是有可能会在中间产生这样一个变形

我们这边电机也是几个kW，但是一般转矩脉动都蛮小的，峰值20mNm左右吧，有一款pp34mNm.当然用途不一样，对齿槽转矩的要求也是不一样的～

Edwin_Sun

enjoyingzk 发表于 2012-9-27 12:57
关于转矩波动，我还是没太明白楼上各位朋友说的方法。

我曾经用测功机尝试过，测功机设为速度控，电机转 ...

测功机设为速度控，我接触的东西比较少，我见到的磁滞磁粉测功机一般是可以调节转矩，但是转速是被动调节的，你的这个测功机是什么类型的？

我想小很多的原因应该是与你的控制和测试平台有点关系，以至于没有测试出来～

我一般认为对于电机而言，电机的转矩脉动是带电阻发电状态之下测试的转矩脉动，而不是加了控制之后的转矩脉动，这个还是有点差别的，对不对？当然这个也要看个人的定义了～

zdone

这个可以在软件上计算出来的，

沙漠之城

日本小野计测器可以把转矩波形测出来，很简单，要数据有数据，要波形有波形。以前还是带软驱的，现在估计改成U盘接口了。

Edwin_Sun

zdone 发表于 2012-10-8 13:15
这个可以在软件上计算出来的，

在什么软件上？你是指仿真么？

我们这个讨论的主题是如何实验测试哈～

Edwin_Sun

沙漠之城 发表于 2012-10-8 17:22
日本小野计测器可以把转矩波形测出来，很简单，要数据有数据，要波形有波形。以前还是带软驱的，现在估计改 ...

可以提供一些产品的型号和指标么？提供一个网站让我们看看也可以哇～

如果你之前用过这款产品，给我介绍下，最好能贴一些实验波形呢，奖励多多～

zdone

ANSOFT12里就可以呀，有齿槽转矩这个曲线呀

zdone

cogging Torque in Two Teeth

沙漠之城

这是我在网上找的图片，和我以前用的差不多。测试的曲线我当时用手机拍了一张，现在没有数据线发不了，今天下班后发上来。测出来的定位力矩是一条曲线，可以明显看出次数，也可以把数据拷出来自己做分析。这台设备比较贵，以前要30万左右，现在不知道了。可以在网上找到。拿砝码之类的东西吊出来的毕竟太粗放了。

xianquan2009

基本上有三种方法：
1、力矩扳手，此方法简易可行，结果可靠性高。
2、两台电机对拖，中间带一减速机和一高精度的转矩转速传感器，此方法依懒于传动机的齿槽转矩要小，传感器精度要很高。成本高。
3、吊法码自由落体带动被测电机转动，用转感器测齿槽转矩。设备简单，但同样受传感器精度影响，但操作困难。

hhzai

enjoyingzk 发表于 2012-9-26 09:48
这个题目不错，我也来说两句。
关于齿槽转矩的测试，《JB/T 10183-2000 永磁交流伺服电动机通用技术条件》 ...

静摩擦转矩与齿槽转矩一样吧？ 静摩擦转矩中除了齿槽转矩，应该还有轴承等的摩擦造成的阻转矩吧  
我用吊砝码的方法测过力矩电机，电机是小电机，10Nm之内，感觉误差太大，测试时电机很难准确的稳定在一点让你测试
也用测功机测试过，当然是找电机厂给测试，不过由于量程太大，也没成功，不过这种方法应该精度很高，因为测功机可以闭环
目前在用扭矩传感器和磁粉制动器在做，不知道行不行

enjoyingzk

用扭矩传感器没有问题，大多数都这么测的。
磁粉制动器，没用过，不了解了，能说说你准备怎么测嘛

agfxu

个人认为可以这么做：
用精密的蜗轮蜗杆蜗杆制做一套减速装置，要求间隙尽量小，然后在它和被测电机中间在保证同心的前提下，安装一个转速转矩传感器（具体的量程应该预先估计被测值后再选择合适的型号，尽量让测量值落在量程范围的30%~95%之间），将传感器的信号经过示波器或专用的显示仪器与电脑连接；用手均匀地转动蜗杆，经过减速后的蜗轮将更加匀速，当蜗轮经过传感器将被测电机驱动（带动）时，必然有力的发生，那么传感器就会把这个力矩（包括齿槽转矩、轴承摩擦力矩等）测量并记录下来，至于后面具体的分析应该很容易了。

agfxu

enjoyingzk 发表于 2012-9-26 09:48
这个题目不错，我也来说两句。
关于齿槽转矩的测试，《JB/T 10183-2000 永磁交流伺服电动机通用技术条件》 ...

20mN.m左右的初始值应该是可以消除的，一是在测试开始前即把初始值清零；二是如果是将电机连接后才产生的20mN.m数值，应该考虑连接器的问题，第一是连接器不能是硬连接，第二是考虑是否为同心度特别好。
个人之见，仅供参考。

paopaoff

齿槽转矩测量还是相对容易一些的，国内也已经有厂家生产齿槽转矩测试仪，各位百度一下就有照片和性能指标。原理就是一台伺服电机通过扭矩传感器和被测电机同轴连接，伺服电机拖动被测电机缓慢旋转，在不同角度记录轴上的扭矩，就可以绘制出旋转一周的齿槽转矩波形。测试仪也不贵，好像就4～5万。
还有一种方法是在诸自强的文章中看到的，整个测试设备很简单，电机定子固定在分度盘上，转子轴固定连接一个平衡杆，杆的一端是常用的电子秤，下图显示的就是文章中的实物图：

测量时转动分度盘，记录电子秤的读数就可以了，测量精度也不低，也能测量齿槽转矩的波形。如果有旧机床，改造一下就可以的。
至于吊砝码的方法，倒是在电机厂中见过，感觉还是粗糙些，也只能得到齿槽转矩最大值。

paopaoff

如果想测量转矩波动的话，应该就比较麻烦了，现在市面上也没有成熟的产品，除了楼上提到的小野测器，去年也咨询过，鬼子开价大概要40～50万。感觉不值这个价。他的测试仪里面也是一个电机，产生负载力矩，把被测电机控制在很低的一个转速，然后进行测量。应该就是所谓的直接式测量方法。
还有一种平衡式测量方法，就是要求被测电机两端出轴，一端通过大幅值扭矩传感器连接测功机，另一端通过小幅值高精度扭矩传感器连接一个惯量轮，整个轴系通过惯量轮稳定转速，大幅值扭矩传感器测量到的是测功机加载的平均扭矩，小幅值高精度扭矩传感器测量的就是波动转矩了。

Edwin_Sun

paopaoff 发表于 2012-10-19 19:03
齿槽转矩测量还是相对容易一些的，国内也已经有厂家生产齿槽转矩测试仪，各位百度一下就有照片和性能指标。 ...

首先这个电子秤的精度如何呢？我们的转矩脉动大约只有20mN的样子，我不知道这个怎么测出来，我还没仔细看，不知道是否可以直接上传文章或者给出文章的名称？

pat

个人认为，如果忽略加工和装配误差，一般的软件计算的齿槽转矩还是很准确的，如果有了一定的经验和实验数据，可以就用仿真值作为该电机的实际齿槽转矩。

paopaoff

Edwin_Sun 发表于 2012-10-19 20:39
首先这个电子秤的精度如何呢？我们的转矩脉动大约只有20mN的样子，我不知道这个怎么测出来，我还没仔细看 ...

那个文章的名字是A simple method for measuring cogging torque in permanent magnet machines