齿槽扭矩测试系统

   整套设备能够满足1mNm-100mNm电机齿槽转矩和转矩波动的测试，测试软件用LABVIEW编写，具有特色的测试和图形绘制功能，整套系统可以测试被测电机0.01°的摩擦力矩和转矩波动

电机测试要求

工作原理

牵引转矩或制动转矩是永磁电机的一个重要参数，特别 是在永磁伺服电机系统中。永磁电机的制动转矩由齿槽 转矩和摩擦转矩组成。齿槽转矩是由未通电时电机内磁 极对齿槽(钢结构)的吸引力/相互作用力产生的。它是 永磁电机的重要参数之一，也是引发电机转矩脉动、振动和噪音的原因. 一般来说，齿槽转矩随转子位置的变 化而变化， 由其峰对峰(p-p)值来定义。摩擦转矩则归 因于机械装配问题，如轴承阻力，装配公差， 或永磁 直流电机(PMDC)的碳刷摩擦。摩擦转矩通常用其平均 值来测量表示。

图一 典型齿槽转矩曲线示例。摩擦转矩是相对于0转矩计算出的齿 槽转矩平均值。齿槽转矩是根据峰值转矩值计算的。

   图二:  当磁体N极S极面对面时(左上图) ，吸引力是最大的。 当电机 转子转动时（右上图），在进行下一步移动之前， 移动的磁性元 件必须先从残留的磁性中解脱出来。这种对前进移动的磁阻现象 被称为齿槽效应。

    3.3.3 齿槽转矩测试台转矩波动测试原理与概述

    根据国标GB/T 30549-2014 明确定义了电机的转矩波动测试方法，电机在最低速下的转矩波动系数推荐按照下列值规定：3%；5%，7%，10%，15%。（注：电机的转矩波动是电机和配套驱动器所组成的系统的综合反映，必要时制造商应和用户协商一致，明确测量条件）。在稳定工作温度下，电机施加额定转矩，并在产品专用技术条件规定的最低转速下运行，用转矩测试仪测量并记录电机在一转中的输出转矩，找出最大转矩和最小转矩，按公式计算电机的转矩波动系数，结果应符合技术要求。

   测试方法：（被测电机处于开环控制下（如果其他定义下单前需要明确定义））

   将被测电机固定在试验台架上，试验环境应不受外界辐射及气流影响。利用开环控制方式将被测电机通电，控制系统将对拖电机以一定转速（0.1~30rpm 设定）稳速旋转，被测电机为了摆脱托控，会使用全部的转矩力争摆脱，从而测试电机在这样运行下的扭矩波动。由于扭矩传感器分辨率和仪器仪表采样率的特性建议测试转矩波动时高速扭矩波动测试。

   测量参数：扭矩，时间，角度等。

产品描述：

图三  角度-扭矩图例  

图四FFT频谱分析图

    图五 极坐标图

图六参考测试界面，可根据实际需求订制格式。 

图七 空载转矩波动测试界面

图八 空载转矩波动测试界面

张力测控的齿槽转矩测试系统是一个独立的测试系 统，用于控制和测量齿槽转矩和摩擦转矩。该测试系 统包括一个精密电机，一个集成了脉冲编码器的 微型扭矩传感器。 有一个内置的安 全离合器， 以避免当系统不使用时的过载误操作。减 速电机驱动被测电机在低速下运行，转速从1到20rpm 可选， 同时获取与角度位置相关的齿槽转矩。扭矩测 量范围最大为100mN∙m （取决于选用的扭矩传感器量程）， 精度为0.01mN. m。

    Windows 可执行软件控制 系统并显示获得 的数 据。它提供精确的齿槽转矩峰值测量，并显示角度-扭 矩图或极坐标图以及FFT分析。该软件允许存储测量数 据，并提供性能数据的比较，对比多达5个图形。软件 可以载入历史数据生成齿槽转矩曲线， 并自定义开始 角度和结束角度。测试过程数据可保存为EXCEL文件 或TXT文本文件。为了更好的精度和功能控制，该软件 包括一个电机位置调整程序， 以便校正（测试样机必 须不连接到系统）。

    作为一个独立的系统， CTTS只需要220-240伏交 流供电。USB接口可以直接连接设备到安装软件的PC 机。它安装在一个带定位孔的底板上， 电机夹具可以 安装在这个底板上。垂直安装支架可供选择， 允许在 垂直位置安装系统，特别推荐用于非常低的测量值。

 张力测控的齿槽转矩系统软件可以自定义测试的转向， 无论是CW还是CCW还是双向检测， 都可以通过软件  自动完成测试。并根据设定的上下限来判定电机合格  或不合格。