[发明专利]电机力矩波动系数的测量系统及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量电机转矩波动系数的系统及方法，具体涉及电机力矩波动系数的测量系统及其测量方法。

背景技术

随着现代科技的进步与发展，力矩电机在机械制造、自动控制、航空航天以及国防等众多领域得到广泛应用。力矩电机应具有较高的可靠、稳定性以及可控性。在运转平稳性方面，要求电机转矩波动越小越好。在电机转矩波动情况的检测过程中，如何提高检测方法的合理性是非常关键的。

目前，我国仍广泛应用传统的测功机对力矩电机进行性能检测，其测定方式是在规定的工作电压条件下，通过给电机施加额定力矩来测量电机的转速、电流。基于此原理，现在常用的测量波动转矩的方法有三种：传递法、能量转换法和平衡力法。但其基本原理都存在自身的问题，无法实现直接精确测量。

在生产检测一线，使用传统测功机的方法在操作上需要大量人力来进行安装拆卸以及数据的手动记录，效率极低。并且取点个数较少，无法准确测出转矩波动的每个峰谷点数据，偶然性极大，不能全面地反映电机转矩波动情况。随着力矩电机产量和产品性能要求的提高，急需一种结构合理、操作简便、可精确测量和输出的电机转矩波动系数自动化检测仪。这就对检测方法提出了更高的要求。

最近，出现了可以用砝码法手动测量多个点位的力矩波动测试方法，其原理同样存在偶然性较大的问题。至于现有的装有多个压力传感器，通过固定定子，测量定子给传感器的力再进行计算机解算而得到力矩大小的测试仪，由于其测量过程中定子本身重力等干扰的存在，故其原理的合理性及检测结果的可靠性都大打折扣。

综上所述现有技术存在力矩电机的结构复杂、精确度差以及无法实现电机转矩波动系数自动化检测的问题。

发明内容

本发明为了解决现有电机存在精确度差以及无法实现电机转矩波动系数自动化检测的问题，从而提出了电机力矩波动系数的测量系统及其测量方法。

电机力矩波动系数的测量系统，该系统通过测量被测电机的力矩实现的，它包括单片机、步进电机、稳压源、测功机和上位机，

所述的稳压源为被测电机和测功机提供电能，

单片机的控制数据输出端与步进电机控制数据输入端连接，

步进电机用于驱动被测电机的定子转动一周，

被测电机的力矩输出端与测功机的测量力矩端连接，

测功机的力矩数据输出端与单片机的力矩数据输入端连接，

单片机的力矩数据输出端与上位机的力矩数据输入端连接，

上位机用于将力矩数据与时间数据进行拟合获得力矩数据与时间数据的关系，采用非线性补偿的方法对力矩数据进行补偿获得补偿后的力矩数据，通过计算获得力矩数据的波动系数，并显示该系数。

电机力矩波动系数的测量系统的测量方法为：

步骤一、稳压源为被测电机和测功机提供电能，加在被测电机两端的电压为U，测功机给被测电机提供反相力矩，使被测电机处于连续堵转的状态；

在连续堵转的状态，测量获得所述的被测电机的磁感应强度为B，被测电机中导体中切割磁感线的长度为L，被测电机中电枢的半径为L₁，被测电机的比热容为c，被测电机的质量为m，被测电机4在0℃时的电阻值为R₀，

步骤二、单片机控制步进电机使被测电机的定子转动一周，在转动过程中，通过测功机测量被测电机的力矩数据，并将该力矩数据发送至单片机，单片机将接收到的力矩数据进行A/D转换，并将经过A/D转换后的力矩数据发送至上位机；

步骤三、上位机将力矩数据与时间数据进行拟合获得，力矩与时间的关系：

X=at+b---(1)]]>

其中，X表示被测电机的力矩数据序列，X是一个一维含有24941个元素的序列；a、b均为常数，