[發(fā)明專利]一種電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩測試設(shè)備及其測試方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010753791.0
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111735563A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅先樹
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞張力測控技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01L3/10
• 分類號: G01L3/10
• 代理公司: 北京權(quán)智天下知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

本發(fā)明公開了一種電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩測試設(shè)備及其測試方法，該設(shè)備包括負(fù)載電機(jī)、第一支撐座、第二支撐座、壓力傳感器、限位件、扭矩信號處理裝置和被測電機(jī)定位移送裝置等部件，本發(fā)明基于作用力與反作用力的原理，采用了應(yīng)變片方式的壓力傳感器，通過檢測壓力傳感的彈性體的形變大小來檢測電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的大小，測量精度高，量程小，并且負(fù)載電機(jī)只需要采用了兩個支撐座安裝，大大減小了機(jī)械結(jié)構(gòu)上帶來的誤差，本發(fā)明解決了現(xiàn)有的傳感器量程過大的問題和避免了機(jī)械連接過多導(dǎo)致精度降低的問題，保證精度的同時降低了成本，運(yùn)用本發(fā)明之后，便于操作人員檢測電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩，從而去優(yōu)化電機(jī)的控制算法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)測試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩測試設(shè)備及其測試方法。

背景技術(shù)

齒槽轉(zhuǎn)矩會使電機(jī)產(chǎn)生振動和噪聲，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速波動，使電機(jī)不能平穩(wěn)運(yùn)行，影響電機(jī)的性能。在變速驅(qū)動中，當(dāng)轉(zhuǎn)矩脈動頻率與定子或轉(zhuǎn)子的機(jī)械共振頻率一致時，齒槽轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的振動和噪聲將被放大。齒槽轉(zhuǎn)矩的存在同樣影響了電機(jī)在速度控制系統(tǒng)中的低速性能和位置控制系統(tǒng)中的高精度定位。

國標(biāo)GBT/30549-2014里對齒槽轉(zhuǎn)矩的測試有了明確的定義：電機(jī)繞組開路時，電機(jī)回轉(zhuǎn)一周內(nèi)，由電樞鐵心開槽，有趨于最小磁阻位置的傾向而產(chǎn)生的周期性力矩。齒槽轉(zhuǎn)矩的測試方法常用的有：杠桿測量法、轉(zhuǎn)矩儀法，其中，杠桿測量法比較簡單，測量精度比較差，所以主要用于對精度要求不高的場合。轉(zhuǎn)矩儀法由于伺服電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩非常小，所以測試時需要以一個非常低的轉(zhuǎn)速來帶動未上電的被測電機(jī)來完成測試，原動機(jī)輸出后要先經(jīng)過減速系統(tǒng)，將轉(zhuǎn)速降至1～10r/min左右，然后帶動被測電機(jī)進(jìn)行測試，用扭矩傳感器測試出齒槽轉(zhuǎn)矩。在測試過程中需要處理好原動機(jī)和傳動系統(tǒng)本身轉(zhuǎn)矩波動使得輸出的轉(zhuǎn)速扭矩更加平滑，以減小傳動系統(tǒng)的扭矩波動對測試結(jié)果的影響。

傳統(tǒng)的杠桿測量法因?yàn)榫群腿斯ふ`差導(dǎo)致其偏大不建議使用。轉(zhuǎn)矩儀法因?yàn)閭鹘y(tǒng)動態(tài)扭矩傳感器因工藝問題其量程都在1N.m或以上，而齒槽轉(zhuǎn)矩一般都是在0.01N.m左右居多，測試如此小的齒槽轉(zhuǎn)矩，傳感器的量程則稍許偏大。當(dāng)然不排除一些國際品牌如奇石樂HBM有0.1N.m的傳感器，但是價格極其昂貴。

此外，轉(zhuǎn)矩儀法需要用到兩個聯(lián)軸器，四個安裝底座，對其測試底板的平面度和機(jī)加工安裝底座精度奇高，而且對其整機(jī)測試精度也會受到影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩測試設(shè)備及其測試方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供了一種電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩測試設(shè)備，包括負(fù)載電機(jī)、第一支撐座、第二支撐座、壓力傳感器、限位件、扭矩信號處理裝置和被測電機(jī)定位移送裝置，所述負(fù)載電機(jī)的前端通過第一軸承可轉(zhuǎn)動地安裝在第一支撐座，所述負(fù)載電機(jī)的后端端部設(shè)有法蘭，所述法蘭的軸體通過第二軸承可轉(zhuǎn)動地安裝在第二支撐座上，所述被測電機(jī)定位移送裝置位于負(fù)載電機(jī)前端的旋轉(zhuǎn)軸前方并能沿其軸向方向移動，所述負(fù)載電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有用于與固定在被測電機(jī)定位移送裝置上的被測電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸相連接的聯(lián)軸器，所述壓力傳感器包括傳感器座體、彈性體和用于檢測彈性體的形變從而輸出相應(yīng)的電壓信號的應(yīng)變片，所述傳感器座體安裝在法蘭的軸體上，所述彈性體連接在傳感器座體的一側(cè)面并與法蘭的軸體相垂直，所述應(yīng)變片安裝在彈性體的表面上，所述限位件安裝在第二支撐座上并位于彈性體的自由端的上方和/或下方，所述彈性體的自由端能夠與限位件相接觸從而使發(fā)生形變，所述壓力傳感器與扭矩信號處理裝置電連接。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述負(fù)載電機(jī)由諧波減速機(jī)和五相步進(jìn)電機(jī)組成，1脈沖對應(yīng)角度為0.0144°。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述應(yīng)變片輸出的電壓信號的范圍值為0～20mV和-20mV～0。