电机转矩测试与扭矩传感器精度

电机转矩测试与扭矩传感器精度 

       在电机测试系统中，扭矩测量通常由扭矩传感器实现。下图是典型的电机扭矩测试方法：被测电机通过联轴器与扭矩传感器相连，扭矩传感器的另一端通过联轴器与负载电机相连。系统工作时，被测电机工作在速度回路(或转矩回路)，负载电机工作在转矩回路(或速度回路)。扭矩传感器测量扭矩，并通过信号将扭矩值传输至测量仪器。通过了解扭矩测试过程，可以找到扭矩测试的关键因素。

        一是扭矩传感器的测量精度；二是测试仪器的测量精度；第三：电机扭矩加载精度(实测和加载)；第四，系统的机械安装精度。接下来，我们分析每个因素点。首先是扭矩传感器的测量精度。有人说扭矩传感器很简单，每个传感器都有一个标称精度，直接看它的手动数据就知道了。诚然，国内外扭矩传感器都有其标称测量精度，但扭矩传感器有其测量范围，如何选择合适的范围也是一个至关重要的因素。在这里，我推荐一个“三五原则"。所谓“三五原则"，是指当试验扭矩在1N.m以内时，为了保证测量精度，建议测量范围不小于测量范围的三分之一。   

       比如测量范围1N.m的传感器，建议测量至少0.33N.m；当测量扭矩在1N.m以上时，为了保证测量精度，建议测量范围不小于测量范围的五分之一。例如，对于测量范围为10N.m的传感器，建议最小测量范围为2N.m.只有这样才能保证扭矩传感器的测量精度。第二种测试仪器的测量精度，传统的电机测试系统使用电气参数表、扭矩仪等分立仪器分别对电气参数和扭矩、转速参数进行测试和测量，稳态时可以保证测量精度，但一旦测量到瞬态参数，测量精度会受到很大影响。因此，在瞬态测试中，必须使用功率分析仪等高精度测量仪器同步测量电气参数和转矩转速测试，以保持测量数据的准确性。     

       第三，在能够保证测量精度的情况下，必须考虑系统的加载精度。例如，在系统的测试过程中，当我们想测试5N.m的扭矩点时，控制器发出指令控制电机加载。此时，系统必须能够同步监测实际扭矩，并通过PID实时调整，以保证输出扭矩为5N.m(误差取决于PID控制的优化程度)。  

       第四，系统机械安装精度低，意味着试验台机械对中角度偏差大。当电机测试系统长时间运行时，会出现试验台变形、异常振动、螺钉脱落、联轴器断裂等问题。所以对准精度一定要保证，不然之前做的一切都化为乌有。

       上海耐创测试有限公司的NCTE扭矩传感器内部自带信号放大器，可将传感器输出的原始信号经过内部放大器放大之标准模拟量电压，方便查看，而且我司的NCTE扭矩传感器采用新型磁技术，基本上可以实现*非接触式测量、无磨损测量以及精准测量。