CN110275107A - 一种电机定位力矩的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电机定位力矩的测试方法，包括以下步骤：1)电机通电运行在一个恒定的转速N；2)电机断电，记录电机从转速N到停止时的反电势波形；3)通过反电势波形，记录反电势从开始降低到反电势为零时，中间经过的时间t，将电机从稳定转速到静止时的时间t作为评价电机定位力矩的指标。与现有技术相比，本发明具有测试方便、省时省力等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机测试方法，尤其是涉及一种电机定位力矩的测试方法。
背景技术
电机的定位力矩是电机齿槽转矩与摩擦转矩之和。齿槽转矩是电机定子铁芯齿部开槽后，磁导变化不一致引起的，齿槽转矩理论设计值很小。在设计确定的情况下，电机的齿槽转矩增大的主要原因是电机定转子同心度、圆度等工艺偏差。摩擦转矩主要来源于轴承，轴承安装的偏差和弹性波垫预压力都会引起较大的摩擦转矩，是电机工艺水平的综合体现。电机的定位力矩越大，电机运行时的损耗越大，电机温升越高；同时电机定位力矩的增大会降低电机的运行精度，增大电机的振动和噪音。
目前电机在生产时，电机定位力矩的检验方法有如下三种：
1)采用高精度的转矩传感器进行测试；
2)采用扭力表人工测试，测试电机空载时能使电机转动的最小转矩；
3)人工旋转电机轴，通过手感的顿挫感大小来评价定位力矩大小。
方法1)需要高精度的转矩传感器，成本较高，同时对电机的连轴安装精度要求非常高，在满足安装精度的条件下，测试的值比较准确，但是测试费时费力。
方法2)人工扭力表测试时，扭力表的精度和电机测试位置的不同都会对电机定位力矩的测试结果带来影响，最大的困难是大批量电机人工测试，费时费力且不便于数据的存贮分析。
方法3)的弊端除了费时费力且数据不利于保存分析外，对人的依赖性比较强。
以上三种方法都存在测试麻烦，费时费力的缺点，不利于电机的批量性生产。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测试方便、省时省力的电机定位力矩的测试方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种电机定位力矩的测试方法，包括以下步骤：
1)电机通电运行在一个恒定的转速N；
2)电机断电，记录电机从转速N到停止时的反电势波形；
3)通过反电势波形，记录反电势从开始降低到反电势为零时，中间经过的时间t，将电机从稳定转速到静止时的时间t作为评价电机定位力矩的指标。
优选地，若被测电机被原动机拖动，就能观测到电机稳定运行的时间段tn和减速的时间段t；
如果是电机驱动器上电运行断电，则只能观测到减速的时间段t。
优选地，让电机缺相运行，三相或者两相电机，当其中的一相不通电时，电机在设定的转速及电流情况下也能稳定的运行，此种情况下，不需要原动机，也能得到反电势波形。
优选地，所述的电机定位力矩与电机从稳定转速到静止时的时间t成反比，即电机定位力矩越大，t越小，电机静止得越快。
优选地，所述的电机定位力矩良好和不良电机停止时间的差异在10％以上。
现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)无需联轴器同轴连接，不需要高精度的转矩传感器，省时省力。
(2)测试方便，测试结果是电信号数据，便于数据记录储存及分析。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明电机运行断电停止反电势变化示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
为了解决现有技术的问题，方便快捷地定性评价出电机定位力矩大小，同时电机定位力矩指标数据存档分析便利，利于产线的生产流程控制，有如下方法：
1)电机通电运行在一个恒定的转速N，
2)电机断电，测试电机从转速N到停止时，电机的反电势波形，
3)通过反电势波形，记录反电势从开始降低到反电势为零时，中间经过的时间t，电机从稳定转速到静止时的时间t，即可作为评价电机定位力矩的指标。
产线检测电机定位力矩的流程如图1所示；
原理如下：
根据电机公式：
Tem——电机电磁转矩
TL——电机阻力矩
J——电机转动惯量
ω——电机角速度
由上述电机公式可知，电机在空载运行时，Tem为维持电机运行的动力来源，当电机断电以后，Tem＝0，电机由于惯量，会保持同一个方向继续旋转，但是由于阻力矩TL的存在，电机的转速会逐渐降低，直至电机的转速为0。
电机运行在转速N断电以后，电机阻力矩TL即为电机的定位力矩。维持电机转速N的能量Jω2完全会变成热量散发到空气中。除了阻力矩TL的摩擦外，电机还会产生部分的铁耗，因为这个铁耗值较小，或者认为同型号的不同电机具有同样的铁耗值，对电机减速运行直至停止产生的影响相同。
假设电机从转速N到转速为零时，产生的铁耗为一个固定值时，相同转速N的同型号电机，阻力矩TL的大小影响着电机从转速N降低到转速为零的时间t，TL越大，t越小，电机静止得越快。
这样，我们就能根据电机运行转速从N降低到0的时间t来定性地评价电机定位力矩的大小。
如图2所示，tn所在时间段是电机保持一定转速N运行的时间段，此时电机的反电势稳定，t的时间段是电机从转速N自由减速运行到停止的时间，通过观测t时间的长度就能定性评价电机定位力矩的大小。
图2中，如果是被测电机被原动机拖动，就能观测到电机稳定运行的时间段tn；如果是电机驱动器上电运行断电，则只能观测到减速的时间段t。
另一种测试的方式是让电机缺相运行，三相或者两相电机，当其中的一相不通电时，电机在合适的转速及电流情况下，也能较稳定的运行，此种情况下，不需要原动机，也能得到如图所述的反电势波形。
下面是对同一款电机，定位力矩良好和不良的电机进行上述方法的测试，测试的数据如表1所示。
表1
| 样机1 | 样机2 | 样机3 | 样机4 | 均值 | |
| 定位力矩不良电机停止时间(ms) | 23.4 | 23.4 | 23 | 23.4 | 23.3 |
| 定位力矩良好电机停止时间(ms) | 20.60 | 19.85 | 20.95 | 21.45 | 20.7 |
从上表电机停止时间t可以看来，定位力矩良好和不良电机停止时间的差异在15％左右，有较好的区别度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种电机定位力矩的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)电机通电运行在一个恒定的转速N；
2)电机断电，记录电机从转速N到停止时的反电势波形；
3)通过反电势波形，记录反电势从开始降低到反电势为零时，中间经过的时间t，将电机从稳定转速到静止时的时间t作为评价电机定位力矩的指标。
2.根据权利要求1所述的一种电机定位力矩的测试方法，其特征在于，若被测电机被原动机拖动，就能观测到电机稳定运行的时间段tn和减速的时间段t；
如果是电机驱动器上电运行断电，则只能观测到减速的时间段t。
3.根据权利要求2所述的一种电机定位力矩的测试方法，其特征在于，让电机缺相运行，三相或者两相电机，当其中的一相不通电时，电机在设定的转速及电流情况下也能稳定的运行，此种情况下，不需要原动机，也能得到反电势波形。
4.根据权利要求1所述的一种电机定位力矩的测试方法，其特征在于，所述的电机定位力矩与电机从稳定转速到静止时的时间t成反比，即电机定位力矩越大，t越小，电机静止得越快。
5.根据权利要求1所述的一种电机定位力矩的测试方法，其特征在于，所述的电机定位力矩良好和不良电机停止时间的差异在10％以上。
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