JP3074279B2 - モータトルク測定装置 - Google Patents
モータトルク測定装置Info
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- JP3074279B2 JP3074279B2 JP10228092A JP10228092A JP3074279B2 JP 3074279 B2 JP3074279 B2 JP 3074279B2 JP 10228092 A JP10228092 A JP 10228092A JP 10228092 A JP10228092 A JP 10228092A JP 3074279 B2 JP3074279 B2 JP 3074279B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モータトルク測定装置
に関し、特に、小型モータの起動トルクから無負荷回転
数まで連続して測定することができるモータトルク測定
装置に関するものである。
に関し、特に、小型モータの起動トルクから無負荷回転
数まで連続して測定することができるモータトルク測定
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のモータトルク測定装置
は、被測定モータの動力伝達軸に、トルク検出器と一緒
にブレーキが設けられ、その動力伝達軸がトルクを伝達
しているときに生じるねじれによってトルクを検出して
いた。このようなブレーキとしては、負荷として用いら
れる直流モータ、ヒステリシス損を生じさせるヒステリ
シスブレーキ、粉末を機械的な抵抗として用いるパウダ
ブレーキなどがある。
は、被測定モータの動力伝達軸に、トルク検出器と一緒
にブレーキが設けられ、その動力伝達軸がトルクを伝達
しているときに生じるねじれによってトルクを検出して
いた。このようなブレーキとしては、負荷として用いら
れる直流モータ、ヒステリシス損を生じさせるヒステリ
シスブレーキ、粉末を機械的な抵抗として用いるパウダ
ブレーキなどがある。
【０００３】図５は、直流モータをブレーキとして使用
した場合及びヒステリシスブレーキを使用した場合の測
定可能範囲の一例を示す説明図である。図５において、
点Ａ, Ｂを含む直線ｍは、被測定モータの特性を示して
おり、直流モータをブレーキとした場合の測定可能範囲
は、Ｎ0,Ｎ1,Ａを頂点とする三角形に囲まれた範囲であ
る。また、ヒステリシスブレーキを使用した場合の測定
可能範囲は、０，Ｂ，Ｔ1 を頂点とする三角形に囲まれ
た範囲である。なお、ｒは、ブレーキとしての直流モー
タが被測定モータのトルクに対抗することができる能力
を示す直線である。ｓは、直流モータをブレーキとした
場合に、これ以下では調整が難しくなる回転数Ｎ0 の位
置を示す直線である。ｔは、測定システムに必然的に発
生するトルク損失（以下、メカロスという）を示す直線
である。
した場合及びヒステリシスブレーキを使用した場合の測
定可能範囲の一例を示す説明図である。図５において、
点Ａ, Ｂを含む直線ｍは、被測定モータの特性を示して
おり、直流モータをブレーキとした場合の測定可能範囲
は、Ｎ0,Ｎ1,Ａを頂点とする三角形に囲まれた範囲であ
る。また、ヒステリシスブレーキを使用した場合の測定
可能範囲は、０，Ｂ，Ｔ1 を頂点とする三角形に囲まれ
た範囲である。なお、ｒは、ブレーキとしての直流モー
タが被測定モータのトルクに対抗することができる能力
を示す直線である。ｓは、直流モータをブレーキとした
場合に、これ以下では調整が難しくなる回転数Ｎ0 の位
置を示す直線である。ｔは、測定システムに必然的に発
生するトルク損失（以下、メカロスという）を示す直線
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の技術では、直流モータによるブレーキは、被測定モー
タの無負荷状態で回転数を測定することは可能である
が、起動トルク付近（回転数０rpm ）の測定は制御が複
雑であるので、困難であった。つまり、図５の直線ｓか
ら左の部分の測定ができなかった。
の技術では、直流モータによるブレーキは、被測定モー
タの無負荷状態で回転数を測定することは可能である
が、起動トルク付近（回転数０rpm ）の測定は制御が複
雑であるので、困難であった。つまり、図５の直線ｓか
ら左の部分の測定ができなかった。
【０００５】また、ヒステリシスブレーキやパウダブレ
ーキは、起動トルクの測定は容易にできるが、測定系に
機械損があるので、被測定モータの無負荷状態をつくる
ことが困難であった。つまり、図５の直線ｔから下の部
分の測定ができなかった。
ーキは、起動トルクの測定は容易にできるが、測定系に
機械損があるので、被測定モータの無負荷状態をつくる
ことが困難であった。つまり、図５の直線ｔから下の部
分の測定ができなかった。
【０００６】本発明の目的は、前述した課題を解決し、
小型モータの起動トルクから無負荷回転数まで連続して
測定することができるモータトルク測定装置を提供する
ことにある。
小型モータの起動トルクから無負荷回転数まで連続して
測定することができるモータトルク測定装置を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明によるモータトルク測定装置は、被測定モー
タ１０とその被測定モータ１０の起動トルクを含む測定
を行うためのブレーキ２との間にトルク検出器１を挿入
し、前記ブレーキ２を制御しながら前記被測定モータ１
０の特性を測定するモータトルク測定装置において、前
記ブレーキ２の回転系に結合され、トルク測定中の機械
損失を補正するための補正用モータ３を設け、前記補正
用モータ３のトルク発生方向が前記被測定モータ１０の
トルクと同一方向になるよう回転させ、無負荷回転数を
測定できるような構成する。
に、本発明によるモータトルク測定装置は、被測定モー
タ１０とその被測定モータ１０の起動トルクを含む測定
を行うためのブレーキ２との間にトルク検出器１を挿入
し、前記ブレーキ２を制御しながら前記被測定モータ１
０の特性を測定するモータトルク測定装置において、前
記ブレーキ２の回転系に結合され、トルク測定中の機械
損失を補正するための補正用モータ３を設け、前記補正
用モータ３のトルク発生方向が前記被測定モータ１０の
トルクと同一方向になるよう回転させ、無負荷回転数を
測定できるような構成する。
【０００８】
【作用】本発明によれば、被測定モータのトルクが伝達
されるブレーキの回転系に結合させた直流モータを、被
測定モータと同一方向に回転させてメカロスを補償する
ことによって、ブレーキを結合したままで無負荷状態を
つくり出すことができるので、このモータトルク測定装
置だけで、起動トルクから無負荷回転数まで連続して測
定することができる。
されるブレーキの回転系に結合させた直流モータを、被
測定モータと同一方向に回転させてメカロスを補償する
ことによって、ブレーキを結合したままで無負荷状態を
つくり出すことができるので、このモータトルク測定装
置だけで、起動トルクから無負荷回転数まで連続して測
定することができる。
【０００９】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して詳しく
説明する。図１は、本発明によるモータトルク測定装置
の実施例を示す系統図である。図５は、前述したよう
に、各種のブレーキを使用した場合の測定可能範囲を示
しているが、実現したい測定可能範囲は、図中の点０，
Ｎ1,Ｔ1 を頂点とする三角形に囲まれた範囲である。こ
の実施例のモータトルク測定装置は、この範囲の測定が
すべて可能となる。
説明する。図１は、本発明によるモータトルク測定装置
の実施例を示す系統図である。図５は、前述したよう
に、各種のブレーキを使用した場合の測定可能範囲を示
しているが、実現したい測定可能範囲は、図中の点０，
Ｎ1,Ｔ1 を頂点とする三角形に囲まれた範囲である。こ
の実施例のモータトルク測定装置は、この範囲の測定が
すべて可能となる。
【００１０】図１において、１は被測定モータ１０に結
合されるトルク検出器、２はトルク検出器１を介して被
測定モータ１０に結合されるブレーキ、３はブレーキ２
に結合される機械損失補正用の直流モータ、４は被測定
モータ１０又はトルク検出器１からのフィードバック
と、外部からのトルク又は回転数についての指令を入力
し、ブレーキ２の機能を制御するブレーキコントロー
ラ、５は直流モータ３に電力を供給する定電流源であ
る。
合されるトルク検出器、２はトルク検出器１を介して被
測定モータ１０に結合されるブレーキ、３はブレーキ２
に結合される機械損失補正用の直流モータ、４は被測定
モータ１０又はトルク検出器１からのフィードバック
と、外部からのトルク又は回転数についての指令を入力
し、ブレーキ２の機能を制御するブレーキコントロー
ラ、５は直流モータ３に電力を供給する定電流源であ
る。
【００１１】ブレーキ２は、ヒステリシスブレーキの
他、パウダブレーキなど、直流モータ以外であればいず
れのモータも使用できる。被測定モータ１に結合される
ブレーキ２及びブレーキコントローラ４の動作について
は、従来例と同じである。
他、パウダブレーキなど、直流モータ以外であればいず
れのモータも使用できる。被測定モータ１に結合される
ブレーキ２及びブレーキコントローラ４の動作について
は、従来例と同じである。
【００１２】直流モータ３は、この実施例ではブレーキ
としてではなく、測定システムのメカロスを補正するも
のである。この直流モータ３は、ブレーキ２に直結しな
くてもよく、トルク検出器１から見てブレーキ側であれ
ば、回転系のどの部分に結合されていてもよい。また、
ベルトドライブ等により離れたところから、その回転力
を伝えてもよい。
としてではなく、測定システムのメカロスを補正するも
のである。この直流モータ３は、ブレーキ２に直結しな
くてもよく、トルク検出器１から見てブレーキ側であれ
ば、回転系のどの部分に結合されていてもよい。また、
ベルトドライブ等により離れたところから、その回転力
を伝えてもよい。
【００１３】定電流源５は、一定以上で電流が制限され
る電源であり、その電流制限は、図５のＢ点より少し大
きいトルクの点で行われる。モータに流れる電流とモー
タに発生するトルク量とは比例するので、電源の電流を
制限することによって、直流モータ３のトルクを一定に
保つことができる。
る電源であり、その電流制限は、図５のＢ点より少し大
きいトルクの点で行われる。モータに流れる電流とモー
タに発生するトルク量とは比例するので、電源の電流を
制限することによって、直流モータ３のトルクを一定に
保つことができる。
【００１４】このような構成により本実施例は、図５に
直線ｔで示したメカロスに見合うトルクを発生するよう
に、直流モータ３に定電流源５から電力を供給すること
によって、ブレーキ２だけでは不可能であった無負荷回
転数を測定することが可能となる。
直線ｔで示したメカロスに見合うトルクを発生するよう
に、直流モータ３に定電流源５から電力を供給すること
によって、ブレーキ２だけでは不可能であった無負荷回
転数を測定することが可能となる。
【００１５】図２は、本発明によるモータトルク測定装
置の実施例の動作を説明するための線図、図３は図２の
部分拡大図である。図２において、ＴT は被測定モータ
１０の出力トルク、ＴD は直流モータ３の出力トルク、
ＴL はロストルクである。
置の実施例の動作を説明するための線図、図３は図２の
部分拡大図である。図２において、ＴT は被測定モータ
１０の出力トルク、ＴD は直流モータ３の出力トルク、
ＴL はロストルクである。
【００１６】まず、被測定モータ１０をオンすると、被
測定モータ１０の出力トルクの曲線ＴT と、ロストルク
の曲線ＴL の交点Ｐ1 で回転し、プラス表示となる。な
お、このときの直流モータ３のロストルクは無視する。
測定モータ１０の出力トルクの曲線ＴT と、ロストルク
の曲線ＴL の交点Ｐ1 で回転し、プラス表示となる。な
お、このときの直流モータ３のロストルクは無視する。
【００１７】次に、ブレーキ２の負荷が無い状態で、直
流モータ３をオンすると、トルク測定器１の負荷側に
は、ブレーキ２のロストルクと直流モータ３の出力トル
クの合成分がかかる（図２のＴL ＋ＴD に相当する）。
この曲線と、被測定モータ１０の曲線（直線）の交点Ｐ
6 が、この場合の安定点となり、交点がｘ軸の下側にあ
れば、被測定モータ１０は加速され、駆動吸収が逆転
し、マイナス表示となる。一方、交点Ｐ6 が、ｘ軸の上
側にあれば、被測定モータ１０は出力不足でプラス表示
となり、被測定モータ１０の無負荷回転数よりも、低く
なってしまう（従って、マイナス表示にする必要があ
る）。
流モータ３をオンすると、トルク測定器１の負荷側に
は、ブレーキ２のロストルクと直流モータ３の出力トル
クの合成分がかかる（図２のＴL ＋ＴD に相当する）。
この曲線と、被測定モータ１０の曲線（直線）の交点Ｐ
6 が、この場合の安定点となり、交点がｘ軸の下側にあ
れば、被測定モータ１０は加速され、駆動吸収が逆転
し、マイナス表示となる。一方、交点Ｐ6 が、ｘ軸の上
側にあれば、被測定モータ１０は出力不足でプラス表示
となり、被測定モータ１０の無負荷回転数よりも、低く
なってしまう（従って、マイナス表示にする必要があ
る）。
【００１８】次いで、直流モータ３を回転させた状態
で、ブレーキ２の指令値を制御する。指令値がゼロのと
きに、点Ｐ6 がマイナス側にあれば、トルクのマイナス
分、ブレーキ２をかけてトルク表示がゼロになるように
制御する。このとき、直流モータ３の条件は、 ＮD ＞ＮT ｜ＴD （Ｎ＝ＮT ）｜＞｜ＴL （Ｎ＝ＮT ）｜ （点Ｐ
7 ＞点Ｐ3 ）となる。
で、ブレーキ２の指令値を制御する。指令値がゼロのと
きに、点Ｐ6 がマイナス側にあれば、トルクのマイナス
分、ブレーキ２をかけてトルク表示がゼロになるように
制御する。このとき、直流モータ３の条件は、 ＮD ＞ＮT ｜ＴD （Ｎ＝ＮT ）｜＞｜ＴL （Ｎ＝ＮT ）｜ （点Ｐ
7 ＞点Ｐ3 ）となる。
【００１９】なお、点Ｐ6 がプラス側にあるときには、
トルクゼロの状態をつくることはできない。また、トル
クを連続的に増加又は減少させて、被測定モータ１０の
特性曲線を変化させて、指令値をスイープするようにし
てもよい。さらに、この実施例では、直流モータ３を一
定にしているが、直流モータ３を制御したり、切り換え
てブレーキ側のみ制御するようにしてもよい。
トルクゼロの状態をつくることはできない。また、トル
クを連続的に増加又は減少させて、被測定モータ１０の
特性曲線を変化させて、指令値をスイープするようにし
てもよい。さらに、この実施例では、直流モータ３を一
定にしているが、直流モータ３を制御したり、切り換え
てブレーキ側のみ制御するようにしてもよい。
【００２０】つぎに、この実施例に使用される直流モー
タ３について説明する。 直流モータ３は、Ｔ2 ＜Ｔ3 ／４の範囲で使用する
のが望ましい。直流モータ３において、図３に示すよう
に、電流ＩはトルクＴに比例する（Ｉ∝Ｔ）。ここで、
発熱量Ｑは、Ｑ∝ＲＩ2 であるから、Ｑ∝ＲＴ2 とな
る。つまり、発熱量ＱとトルクＴの二乗に比例する。し
たがって、トルクＴが大きいと発熱量Ｑは二乗で増加す
る。
タ３について説明する。 直流モータ３は、Ｔ2 ＜Ｔ3 ／４の範囲で使用する
のが望ましい。直流モータ３において、図３に示すよう
に、電流ＩはトルクＴに比例する（Ｉ∝Ｔ）。ここで、
発熱量Ｑは、Ｑ∝ＲＩ2 であるから、Ｑ∝ＲＴ2 とな
る。つまり、発熱量ＱとトルクＴの二乗に比例する。し
たがって、トルクＴが大きいと発熱量Ｑは二乗で増加す
る。
【００２１】 Ｎ5 ＞Ｎ3 かつ直線Ｐ2 Ｎ5 はＰ3 の
上を通過すること。直流モータ３は、被測定モータ１０
よりも高い回転数で回転できるものでないと、無負荷回
転数Ｎ3 が得られない。このため、Ｎ5 ＞Ｎ3 が必要で
ある。また、図４に示すように、直線Ｐ2 Ｎ5 は、回転
数Ｎ3 のときのロストルクの点Ｐ3 よりも上の点Ｐ4 を
通過する必要がある。これは、直流モータ３は、回転数
Ｎ3 （被測定モータ１０の無負荷状態の回転数）のロス
トルクよりも大きなトルクを発生しないと、無負荷回転
数が得られないためである。従って、Ｎ5 ＞Ｎ3 かつ回
転数Ｎ3 のときの直流モータの出力トルクがブレーキの
ロストルクよりも大きいことが、直流モータ３の能力の
必要条件となる。
上を通過すること。直流モータ３は、被測定モータ１０
よりも高い回転数で回転できるものでないと、無負荷回
転数Ｎ3 が得られない。このため、Ｎ5 ＞Ｎ3 が必要で
ある。また、図４に示すように、直線Ｐ2 Ｎ5 は、回転
数Ｎ3 のときのロストルクの点Ｐ3 よりも上の点Ｐ4 を
通過する必要がある。これは、直流モータ３は、回転数
Ｎ3 （被測定モータ１０の無負荷状態の回転数）のロス
トルクよりも大きなトルクを発生しないと、無負荷回転
数が得られないためである。従って、Ｎ5 ＞Ｎ3 かつ回
転数Ｎ3 のときの直流モータの出力トルクがブレーキの
ロストルクよりも大きいことが、直流モータ３の能力の
必要条件となる。
【００２２】 Ｎ5 を上下させるために直流モータ３
への供給電圧を調整してもよいが、少しの場合には、ブ
レーキ２の制御によって点Ｐ3 を作るようにしてもよ
い。その都度、直流モータ３への供給電圧を調整せず
に、予め、大きめの電圧をかけておき、ブレーキ２へ電
圧（電流）を供給して、ブレーキ２を掛けたほうが簡単
に制御できる。つまり、 ブレーキ２のトルク＋ロストルク＝直流モータ３の出力
トルク＋被測定モータ１０の出力トルク の関係がある。ロストルクと被測定モータ１０の出力ト
ルクは、一義的に決まるので、ブレーキ２のトルク又は
直流モータ３の出力トルクを変えることにより、同様な
状態をつくることができる。
への供給電圧を調整してもよいが、少しの場合には、ブ
レーキ２の制御によって点Ｐ3 を作るようにしてもよ
い。その都度、直流モータ３への供給電圧を調整せず
に、予め、大きめの電圧をかけておき、ブレーキ２へ電
圧（電流）を供給して、ブレーキ２を掛けたほうが簡単
に制御できる。つまり、 ブレーキ２のトルク＋ロストルク＝直流モータ３の出力
トルク＋被測定モータ１０の出力トルク の関係がある。ロストルクと被測定モータ１０の出力ト
ルクは、一義的に決まるので、ブレーキ２のトルク又は
直流モータ３の出力トルクを変えることにより、同様な
状態をつくることができる。
【００２３】 ブレーキ２の能力は、により、トル
ク検出器１の定格トルクより少なくとも１０〜２０％の
余裕が必要である。これは、直流モータ３の分もブレー
キをかける必要があるので、例えば、１０〜２０％位の
余裕が必要である。
ク検出器１の定格トルクより少なくとも１０〜２０％の
余裕が必要である。これは、直流モータ３の分もブレー
キをかける必要があるので、例えば、１０〜２０％位の
余裕が必要である。
【００２４】なお、図２に示すように、直流モータ３を
駆動する電流の上限を制限することにより、直流モータ
３に過大な電流が流れることがなくなり、直流モータ３
のブラシなどの寿命は大幅にのびる。したがって、従
来、無負荷回転数を求めるために、ブレーキとして使用
した直流モータより、メンテナンスが容易である。
駆動する電流の上限を制限することにより、直流モータ
３に過大な電流が流れることがなくなり、直流モータ３
のブラシなどの寿命は大幅にのびる。したがって、従
来、無負荷回転数を求めるために、ブレーキとして使用
した直流モータより、メンテナンスが容易である。
【００２５】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、起動トルクを測定できるようなブレーキとトルク
検出器を組み合わせたモータトルク測定装置において、
ブレーキの回転系に直流モータを結合し、被測定モータ
と同一方向に回転させて、メカロスを補償することによ
り、起動トルクから無負荷回転数までの全領域を連続し
て測定することができる、という効果がある。
れば、起動トルクを測定できるようなブレーキとトルク
検出器を組み合わせたモータトルク測定装置において、
ブレーキの回転系に直流モータを結合し、被測定モータ
と同一方向に回転させて、メカロスを補償することによ
り、起動トルクから無負荷回転数までの全領域を連続し
て測定することができる、という効果がある。
【図１】本発明によるモータトルク測定装置の実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】本発明によるモータトルク測定装置の実施例の
動作を説明するための線図である。
動作を説明するための線図である。
【図３】実施例に係るモータトルク測定装置の直流モー
タの使用条件を説明するための線図である。
タの使用条件を説明するための線図である。
【図４】実施例に係るモータトルク測定装置の直流モー
タの使用条件を説明するための線図である。
タの使用条件を説明するための線図である。
【図５】従来のモータトルク測定装置の測定可能範囲を
示す説明図である。
示す説明図である。
１ トルク検出器 ２ ブレーキ ３ 直流モータ ４ ブレーキコントローラ ５ 定電流源
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−153440（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−24077（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−155496（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−36167（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−113345（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−42082（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 5/26 G01L 5/00
Claims (1)
- 【請求項１】 被測定モータとその被測定モータの起動
トルクを含む測定を行うためのブレーキとの間にトルク
検出器を挿入し、前記ブレーキを制御しながら前記被測
定モータの特性を測定するモータトルク測定装置におい
て、 前記ブレーキの回転系に結合され、トルク測定中の機械
損失を補正するための補正用モータを設け、 前記補正用モータのトルク発生方向が前記被測定モータ
のトルクと同一方向になるよう回転させ、無負荷回転数
を測定できるようにしたことを特徴とするモータトルク
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10228092A JP3074279B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | モータトルク測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10228092A JP3074279B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | モータトルク測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05273062A JPH05273062A (ja) | 1993-10-22 |
| JP3074279B2 true JP3074279B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=14323201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10228092A Expired - Fee Related JP3074279B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | モータトルク測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3074279B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8405099D0 (en) * | 1984-02-28 | 1984-04-04 | Donnelly K | Hydrographic survey module |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP10228092A patent/JP3074279B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05273062A (ja) | 1993-10-22 |
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