齿槽转矩测量方法详解

常见的测量齿槽转矩的方法有测电压法、转矩仪法和电子秤法。这里仅介绍前两种。

图A-4 测电压法测试系统框图

一、测电压法

测试系统框图如图A-4所示，它主要由步进电机、机械分度头及电参数测量仪组成。步进电机和被测电机转子轴作刚性连接，机械分度头爪夹住步进电机的外壳，控制步进电机转过角度。在步进电机中如果给其中一相绕组通直流电，其他两相绕组通交流电压，则由于步进电机中三相绕组间的耦合关系，会在通直流电的绕组上产生感应电动势，感应电动势的大小取决于步进电机中的气隙磁通。根据步进电机的矩角特性，静态时外加力矩的大小跟失调角有关，而失调角决定转子位置，直接影响气隙磁通。利用这一原理，可通过检测步进电机通直流电绕组上的感应电动势得出被测电机的齿槽转矩。

用该方法测试，首先测得步进电机感应电动势随力矩变化的曲线，然后连接被测电机，转动分度头，选取采样点，从电压表上读取步进电机通直流电绕组上的电压，计算出感应电动势，根据感应电动势，查步进电机感应电动势-力矩曲线，得到该采样点的齿槽转矩。使用该方法可以在齿槽转矩的一个周期内进行多采样点测量，但试验方法复杂，操作麻烦，步进电机感应电动势与力矩的曲线精度不高，测量误差较大。(www.xing528.com)

图A-5 采用转矩仪测量的系统框图

二、转矩仪法

图A-5所示为采用转矩仪测量齿槽转矩的系统框图，将步进电机、转矩仪和样机紧固连接在同一轴线上，通过控制脉冲数使步进电机精确地将样机转子旋转一定角度后，步进电机利用自身的保持转矩作为转矩仪的一个固定端，这样齿槽转矩就作用在转矩仪上，读出转矩值即可。

在系统框图中采用步进电机拖动测量齿槽转矩，测量操作简单，但要求有高精度的步进电机及配套的脉冲电源。转矩仪也需要合适的联轴器与电机连接，并且要有相应的测量精度。