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马达扭力测试结果和传感器精度差异的几点影响

点击次数:53  发布时间:2022-06-08
   扭矩是马达试验中一个重要的参数,尤其是在马达效率评测中扭矩更是一个不可或缺的被测量,扭矩测量的准确性直接关系到马达效率的评测的正确性。目前使用的扭矩测量方法按照测量原理可分为平衡力法、传递法和能量转换法。
  1.平衡力法
  处于匀速工作状态的传动机械构件,其主轴和机体上一定同时存在一对扭矩T和T′,并且二者大小相等、方向相反。通过测量机体上对齿轮减速机的T′来测量主轴上T的方法称为平衡力法。设F为力臂上的作用力,L为力臂长度,则T′=LF。通过测量作用力F和力臂L即可得出T′和T。平衡力法的优点是不存在传递扭矩信号的问题,力臂上的作用力F容易测得;缺点是测量范围仅局限为匀速工作状态,无法完成马达动态扭矩的测量。
  2.传递法
  传递法利用减速箱马达传递扭矩时弹性元件的物理参数会发生某种程度的变化。利用这种变化与扭矩的对应关系来测量扭矩。按照不同的物理参数,可将传递法进一步划分为磁弹性式、应变式、振弦式、光电式等,目前传递法在扭矩测量领域应用广泛。
  3.能量转换法
  是指根据能量守恒定律通过测量热能、电能等其它参数来间接测量扭矩。不但可以便捷的测量扭矩,而且对马达的电压、电流、功率、转速等参数都能准确测量。
  马达扭力的测试结果和传感器精度有差异我们先从马达扭力测试过程来了解,就可找到扭力测试的关键因素点:
  1.扭力传感器的测量精度
  有人说扭力传感器的很简单,每一个传感器都有标称精度,直接查看其手册资料就可以知道。确实无论国内还是国外的扭矩传感器,都有其标称的测量精度,但是扭矩传感器都有其测量量程,如何选择合适的量程也是至关重要的因素。根据“三五原则”,当测试扭矩在1N.m以内时,为保证测量精度,建议测量范围不小于量程的三分之一,比如量程为1N.m的传感器,建议最小测到0.33N.m;当测量扭矩在1N.m以上时,为保证测量精度,建议测量范围不小于量程的五分之一。只有这样才能保证扭矩传感器的测量精度。
  2.测试仪器的测量精度
  传统的马达测试系统是采用电参数表、扭力测试机等仪器对电参数和扭矩转速参数分别测试进行测量,在稳态下测量精度可以保证,一旦进行瞬态参数的测量将大大影响测量精度。因此在瞬态测试情况下必须使用功率分析仪此类高精度测量仪器,同步对电参数和扭矩转速测试进行测量,保持测量数据的准确。
  3.马达(被测和负载)的扭力加载精度
  当我们能保证测量精度时,必须考虑系统的加载精度。比如系统在测试过程中,想测试5N.m力矩点时,通过控制器发送指令,控制电机进行加载,此时系统必须要能同步监测实际扭矩量,并实时通过PID进行调节,保证输出力矩在5N.m(误差大小视PID控制优化程度而定)。
  4.系统的机械安装精度
  机械安装精度低,意味着测试台架的机械对中角度偏差大,电机测试系统在长期运行时将会出现测试台架变形、异常振动、螺丝脱落、联轴器断裂等问题。因此必须保证对中精度,否则之前所做的一切都将化为虚有。
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