[發明專利]電機力矩波動系數的測量系統及其測量方法

有效

• 申請號: 201310161057.5
• 申請日: 2013-05-03
• 公開（公告）號: CN103245914A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 關宇東;仲小挺;提純利;杜克;李爾佳;戴翊軒;滕藝丹;徐迪;于博良;丁焱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及測量電機轉矩波動系數的系統及方法，具體涉及電機力矩波動系數的測量系統及其測量方法。

背景技術

隨著現代科技的進步與發展，力矩電機在機械制造、自動控制、航空航天以及國防等眾多領域得到廣泛應用。力矩電機應具有較高的可靠、穩定性以及可控性。在運轉平穩性方面，要求電機轉矩波動越小越好。在電機轉矩波動情況的檢測過程中，如何提高檢測方法的合理性是非常關鍵的。

目前，我國仍廣泛應用傳統的測功機對力矩電機進行性能檢測，其測定方式是在規定的工作電壓條件下，通過給電機施加額定力矩來測量電機的轉速、電流。基于此原理，現在常用的測量波動轉矩的方法有三種：傳遞法、能量轉換法和平衡力法。但其基本原理都存在自身的問題，無法實現直接精確測量。

在生產檢測一線，使用傳統測功機的方法在操作上需要大量人力來進行安裝拆卸以及數據的手動記錄，效率極低。并且取點個數較少，無法準確測出轉矩波動的每個峰谷點數據，偶然性極大，不能全面地反映電機轉矩波動情況。隨著力矩電機產量和產品性能要求的提高，急需一種結構合理、操作簡便、可精確測量和輸出的電機轉矩波動系數自動化檢測儀。這就對檢測方法提出了更高的要求。

最近，出現了可以用砝碼法手動測量多個點位的力矩波動測試方法，其原理同樣存在偶然性較大的問題。至于現有的裝有多個壓力傳感器，通過固定定子，測量定子給傳感器的力再進行計算機解算而得到力矩大小的測試儀，由于其測量過程中定子本身重力等干擾的存在，故其原理的合理性及檢測結果的可靠性都大打折扣。

綜上所述現有技術存在力矩電機的結構復雜、精確度差以及無法實現電機轉矩波動系數自動化檢測的問題。

發明內容

本發明為了解決現有電機存在精確度差以及無法實現電機轉矩波動系數自動化檢測的問題，從而提出了電機力矩波動系數的測量系統及其測量方法。

電機力矩波動系數的測量系統，該系統通過測量被測電機的力矩實現的，它包括單片機、步進電機、穩壓源、測功機和上位機，

所述的穩壓源為被測電機和測功機提供電能，

單片機的控制數據輸出端與步進電機控制數據輸入端連接，

步進電機用于驅動被測電機的定子轉動一周，

被測電機的力矩輸出端與測功機的測量力矩端連接，

測功機的力矩數據輸出端與單片機的力矩數據輸入端連接，

單片機的力矩數據輸出端與上位機的力矩數據輸入端連接，

上位機用于將力矩數據與時間數據進行擬合獲得力矩數據與時間數據的關系，采用非線性補償的方法對力矩數據進行補償獲得補償后的力矩數據，通過計算獲得力矩數據的波動系數，并顯示該系數。

電機力矩波動系數的測量系統的測量方法為：

步驟一、穩壓源為被測電機和測功機提供電能，加在被測電機兩端的電壓為U，測功機給被測電機提供反相力矩，使被測電機處于連續堵轉的狀態；

在連續堵轉的狀態，測量獲得所述的被測電機的磁感應強度為B，被測電機中導體中切割磁感線的長度為L，被測電機中電樞的半徑為L₁，被測電機的比熱容為c，被測電機的質量為m，被測電機4在0℃時的電阻值為R₀，

步驟二、單片機控制步進電機使被測電機的定子轉動一周，在轉動過程中，通過測功機測量被測電機的力矩數據，并將該力矩數據發送至單片機，單片機將接收到的力矩數據進行A/D轉換，并將經過A/D轉換后的力矩數據發送至上位機；

步驟三、上位機將力矩數據與時間數據進行擬合獲得，力矩與時間的關系：

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

其中，X表示被測電機的力矩數據序列，X是一個一維含有24941個元素的序列；a、b均為常數，