為何電機扭矩測量結果和傳感器精度對不上?

對于測試系統每每說(shuō)到測試精度，人們一定會(huì )問(wèn)系統精度能做到多少，因為大家都知道測試系統的精度受多種因素影響，絕非是簡(jiǎn)單的測量?jì)x器精度所能保證的。今天就說(shuō)說(shuō)電機測試系統中的扭矩測量精度如何保證。

在電機測試系統當中，扭矩的測量往往是通過(guò)扭矩傳感器來(lái)實(shí)現的。下圖是典型的電機扭矩測試方式：

被測電機通過(guò)聯(lián)軸器連接扭矩傳感器，扭矩傳感器另外一端通過(guò)聯(lián)軸器連接負載電機。系統工作時(shí)，被測電機工作在速度環(huán)(或扭矩環(huán))，負載電機工作在扭矩環(huán)(或速度環(huán))，扭矩傳感器測量扭矩大小并將扭矩值通過(guò)信號傳送給測量?jì)x器。了解了扭矩測試過(guò)程，我們就可以找到扭矩測試的關(guān)鍵因素點(diǎn)，第一：扭矩傳感器的測量精度;第二：測試儀器的測量精度;第三：電機(被測和負載)的扭矩加載精度;第四：系統的機械安裝精度。接下來(lái)我們針對每一個(gè)因素點(diǎn)進(jìn)行分析。

首先是扭矩傳感器的測量精度。有人說(shuō)扭矩傳感器的很簡(jiǎn)單，每一個(gè)傳感器都有標稱(chēng)精度，直接查看其手冊資料就可以知道。確實(shí)無(wú)論國內還是國外的扭矩傳感器，都有其標稱(chēng)的測量精度，但是扭矩傳感器都有其測量量程，如何選擇合適的量程也是至關(guān)重要的因素。這里給大家推薦一個(gè)“三五原則”，所謂的“三五原則”就是當測試扭矩在1N.m以?xún)葧r(shí)，為保證測量精度，建議測量范圍不小于量程的三分之一，比如量程為1N.m的傳感器，建議最小測到0.33N.m;當測量扭矩在1N.m以上時(shí)，為保證測量精度，建議測量范圍不小于量程的五分之一，比如量程為10N.m的傳感器，建議最小測到2N.m。只有這樣才能保證扭矩傳感器的測量精度。

第二測試儀器的測量精度，傳統的電機測試系統是采用電參數表、扭矩儀等分立儀器對電參數和扭矩轉速參數分別測試進(jìn)行測量，在穩態(tài)下測量精度可以保證，一旦進(jìn)行瞬態(tài)參數的測量將大大影響測量精度。因此在瞬態(tài)測試情況下必須使用功率分析儀此類(lèi)高精度測量?jì)x器，同步對電參數和扭矩轉速測試進(jìn)行測量，保持測量數據的準確。

第三扭矩加載精度，當我們能保證測量精度時(shí)，必須考慮系統的加載精度。比如系統在測試過(guò)程中，我們想測試5N.m力矩點(diǎn)時(shí)，通過(guò)控制器發(fā)送指令，控制電機進(jìn)行加載，此時(shí)系統必須要能同步監測實(shí)際扭矩量，并實(shí)時(shí)通過(guò)PID進(jìn)行調節，保證輸出力矩在5N.m(誤差大小視PID控制優(yōu)化程度而定)。

第四系統的機械安裝精度，機械安裝精度低，意味著(zhù)測試臺架的機械對中角度偏差大，電機測試系統在長(cháng)期運行時(shí)將會(huì )出現測試臺架變形、異常振動(dòng)、螺絲脫落、聯(lián)軸器斷裂等問(wèn)題。因此必須保證對中精度，否則之前所做的一切都將化為虛有。

致遠電子憑借豐富的電機行業(yè)測試經(jīng)驗，建立全新TAS(Treble Accuracy System)精度保證體系，從扭矩傳感器精度(0.05%)、測量?jì)x器精度(0.01%)、負載控制精度(毫秒級)、機械安裝精度(25um)等多方面保證測試結果的準確性。