一种永磁电机齿槽转矩测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107144381A(43)申请公布日2017.09.08(21)申请号201710462832.9(22)申请日2017.06.19(71)申请人四川大学地址610065四川省成都市武侯区一环路南一段24号(72)发明人谢鸿钦肖先勇(51)Int.Cl.G01L3/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种永磁电机齿槽转矩测量方法(57)摘要本发明属于电机转矩测试技术，具体涉及永磁电机齿槽转矩的测量，其特征在于：被测电机通过圆形外壳与导轨平面形成相切接触，并借助挡板对其在导轨上的位置进行定位；在导轨上移动时，被测电机以滚动方式进行，并通过精密移动平台确定其移动的步长；位于圆形外壳几何中心处的电机转轴，通过水平平衡杆确保其在任一测量点上均等于初始角度；平衡杆通过水平尺、配重、丝杠支杆和电子秤确保其在任一测量点上均处于水平状态。根据杠杆平衡原理，通过力矩平衡方程可准确计算出任一测量点的齿槽转矩。通过在导轨上逐步移动和测量，可获得电机齿槽转矩的离散波形。CN107144381ACN107144381A权利要求书1/1页1.本发明公开了一种永磁电机齿槽转矩测量方法，其系统构件主要包括：精密移动平台（1）、挡板（2）和（7）、圆形外壳（4）和定位螺栓（3）、被测电机（5）、水平尺（8）、配重（9）、丝杠支杆（10）、平衡杆（11）、电子秤（12）以及导轨（13）；对于斜坡导轨的情况，系统构件中通常还包括斜坡垫块（14），且由垫块（14）形成的斜坡角度φ需满足：Gm*sin(φ)<Fm，其中Gm是被测电机（5）的重力，Fm是被测电机（5）在导轨（13）上的最大静摩擦力。2.根据权利要求1所述的永磁电机齿槽转矩测量方法，其特征在于：被测电机（5）通过定位螺栓（3）调节电机转轴位于圆形外壳（4）的几何中心处，并使被测电机（5）与圆形外壳（4）紧固连接；被测电机（5）通过圆形外壳（4）与导轨（13）形成相切接触，并借助挡板（2）和（7）对其在导轨上的位置进行定位。3.根据权利要求1所述的永磁电机齿槽转矩测量方法，其特征在于：在导轨（13）上移动时，被测电机（5）借助圆形外壳（4）以滚动方式进行，并由精密移动平台（1）确定其每次滚动的步长；移动步长后，仍借助挡板（2）和（7）对其在导轨上的位置进行定位。4.根据权利要求1所述的永磁电机齿槽转矩测量方法，其特征在于：电机转轴（6）与平衡杆（11）紧固连接，连接点不限于平衡杆的中点；并通过使平衡杠（11）保持水平以确保电机转轴（6）在任一测量点上均等于初始角度（相对水平面的角度）。5.根据权利要求1所述的永磁电机齿槽转矩测量方法，其特征在于：平衡杆（11）由水平尺（8）、配重（9）、丝杠支杆（10）和电子秤（12）等部件确保其在任一测量点上均处于水平状态；水平尺（8）的位置不限于平衡杆的中点；配重（9）的位置只需满足任一测量点上电子秤（12）读数均大于0；平衡杆（11）与丝杠支杆（10）通过螺纹垂直连接，以使得平衡杆（11）与电子秤（12）间的距离可连续调节。6.根据权利要求1、权利要求4和权利要求5所述的永磁电机齿槽转矩测量方法，其特征在于：根据杠杆平衡原理，通过力矩平衡方程可准确计算出任一测量点的齿槽转矩；并通过在导轨上逐步移动和测量，获得各测量点处的齿槽转矩，从而构成永磁电机齿槽转矩的离散波形；任一测量点齿槽转矩Tc的计算方程为：Tc=F12L5+G11_1L1–G11_2L2–G8L3–G9L4–G10L5其中，F12为电子秤（12）承受的压力，G11_1为平衡杆（11）在非电子秤侧部分的等效质点的重力，G11_2为平衡杆（11）在电子秤侧部分的等效质点的重力，G8为水平尺（8）的重力，G9为配重（9）的重力，G10为丝杠支杆的重力，L1-L5分别为平衡杆上各作用力相应的力臂。2CN107144381A说明书1/3页一种永磁电机齿槽转矩测量方法技术领域[0001]本发明属于电机转矩测试技术，具体涉及永磁电机齿槽转矩的测量。背景技术[0002]由于齿槽结构和极槽配合等因素，电机整个圆周范围内的磁导分布总会有所不均。而在永磁电机中，永磁磁极总是趋向定位于最小磁导位置处。因此，基于永磁磁极定位效应的齿槽转矩是永磁电机的固有现象。相对额定转矩，齿槽转矩的幅值通常不大,但其波动频率通常较高。在电机运行时，高频波动的齿槽转矩造成振动与噪声的增加、瞬时转矩和转速的波动等影响，不利于电机性能的提高。因此，齿槽转矩一直是永磁电机性能设计的重要指标。此外，一旦电机完成设计和生产，基于齿槽转矩量化数据的控制补偿又是减少齿槽转矩影响最为有效的方法。因此，无论是进行指标评判，还是进行控制补偿，齿槽转矩的准确测