[发明专利]一种电机动态转矩波动的测试方法及测试系统

说明书

本发明属于机械测试技术领域，公开了一种电机动态转矩波动的测试方法及测试系统，将负载、转矩传感器、被测电机同轴连接，被测电机通过转矩传感器连接负载，被测电机通电并匀速运行，转矩传感器将所有测得的电机转矩值传递给测试机，测试机采集转矩值并记录，将转矩值汇总并表达为波动图形，对波动图形滤波处理，计算分析后得到电机转矩波动系数。本发明的方法和系统可以动态测量电机转矩波动的真实情况，所得到的测试结果更加全面，可以为用户整机调试和提高控制精度提供依据；同时根据测试结果可以优化电机的设计及制造，提高电机的性能和精度。

技术领域

本发明属于机械测试技术领域，涉及一种电机转动中运动系数测试方法和测试系统，具体涉及一种电机动态转矩波动的测试方法及测试系统，可用在如永磁直流电机、伺服电机、步进电机等旋转电机的测试中。

背景技术

旋转电机在转动的过程中，由于其定子和转子的结构原因，其转动力矩即转矩会发生波动，为了描述电机的转矩波动，通常使用转矩波动系数来说明，这个系数也是旋转类电机的一个重要参数，直接说明了其质量的好坏。就永磁直流电机而言，永磁无刷直流电机由于电磁因素、定子电枢绕组的换相等原因，会造成电机输出转动力矩脉动，简称转矩脉动或转矩波动，转矩波动的大小是电机工作性能好坏的关键表现，如转矩波动会影响电机的运行平稳性和系统的控制精度。

因此，需要对旋转电机的转矩波动系数进行测试，来判定这些产品是否合格，是否能够用于其工作的环境，目前的测试方法一般为堵转法。

GJB971A-99永磁式直流力矩电机通用规范中对电机的测试要求就是堵转法。该堵转法是在被测电机电枢绕组通上恒定电流，给电机施加一定的堵转转矩，将被测电机转速降为零，即为堵转；然后在电机一周均匀取8个点，分别测试这几个点的堵转转矩，确定最大转矩值和最小转矩值，然后再利用最大转矩值和最小转矩值计算得到转矩波动系数。堵转法属于静态测试法由于测试点数限制，测试结果不能准确的表示测试电机的实际工作中的动态转矩波动。

学术上也提到过其他一些动态测试方法，但是只是理论状态，并没有实际的成果产生，因此导致目前主流还是采用堵转法对产品进行测试。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种电机动态转矩波动的测试方法及测试系统，采用直接测试法对电机动态转矩波动系数进行测试，并且测试得到的系数更加精准，测试过程中产生的数据更加能够反映真实的电机运动工况。

一种电机动态转矩波动的测试方法，其特征在于，将负载、转矩传感器、被测电机同轴连接，被测电机通过转矩传感器连接负载，然后被测电机通电并匀速运行，转矩传感器将所有测得的被测电机转矩值传递给测试机，测试机采集转矩值并记录，将转矩值汇总并表达为波动图形，对波动图形滤波处理，计算分析后得到电机转矩波动系数。。

进一步的，具体包括以下步骤：

步骤一、将负载、转矩传感器、被测电机组装，转矩传感器连接测试机；

步骤二、被测电机通电并匀速运行；

步骤三、控制负载输出恒定负载转矩；

步骤四、转矩传感器测量被测电机动态变化的转矩波动，并传输给测试机，测试机记录所有动态转矩波动；

步骤五、测试机对动态转矩波动进行滤波，然后分析计算出每转的最大转矩和最小转矩，据此计算得到被测电机的转矩波动系数。

进一步的，步骤四具体为：转矩传感器动态测量被测电机转动一周或一个周期下转矩值，并实时传送给测试机，测试机将动态转矩值以时间为坐标实时汇总编辑形成动态转矩波动图形。转矩传感器的作用是测量电机的转矩值，并且每秒可以测量非常多次，这些转矩值以时间为横坐标分布在波动图形中，将形成锯齿形状的波动图形，这也反映了电机转矩波动的全面真实情况。