什么是齿槽转矩
  牵引转矩或制动转矩是永磁电机的一个重要参数,特别是在永磁伺服电机系统中。永磁电 机的制动转矩由齿槽转矩和摩擦转矩组成。齿槽转矩是由未通电时电机内磁极对齿槽(钢结构)的吸引力/相互作用力产生的。它是永磁电机的重要参数之一,也是引发电机转矩脉动、振动和噪音的原因。一般来说,齿槽转矩随转子位置的变化而变化,一般由其相邻的峰对峰(p-p) 值来定义。摩擦转矩则归因于机械装配问题,如轴承阻力,装配公差,或永磁直流电机(PMDC) 的碳刷摩擦。摩擦转矩通常用其平均值来测量表示。

  上图:典型齿槽转矩曲线示例。摩擦转矩是相对于0转矩计算出的齿槽转矩平均值。齿槽转矩是根据峰值转矩值计算的。

  上图:当磁体N极S极面对面时(左上图),吸引力是最大的。当电机转子转动时(右上图),在进行下一步移动之前,移动的磁性元件必须先从残留的磁性中解脱出来。这种对前进移动的磁阻现象被称为齿槽 效应。
齿槽转矩测试设备简介
麦珂威尔的齿槽转矩测试系统是一个独立的测试系统,用于控制和测量齿槽转矩和摩擦转矩。该测试系统包括一个精密减速电机,一个集成了高精度编码器的微型扭矩传感器。从CT-101到CT-104有一个内置的安全离合器,以避免不正当使用时的过载误操作。减速电机驱动被测电机在低速下运行,转速从1到20rpm可选, 同时获取与角度位置相关的齿槽转矩。标准机型的扭矩测量范围最大为10N∙m(取决于选用的扭矩传感器量程),精度为0.01mN.m。Windows可执行软件控制系统并显示获得的数据。它提供精确的齿槽转矩峰值测量,并显示角度-扭矩图或极坐标图以及FFT分析。该软件允许存储测量数据,并提供性能数据的比较,对比多达5个图形。软件可以载入历史数据生成齿槽转矩曲线,并自定义开始角度和结束角度。测试过程数据可保存为EXCEL文件或TXT文本文件。为了更好的精度和功能控制,该软件包括一个电机位置调整程序,以便校正(测试样机必须不连接到系统)。 作为一个独立的系统,CTTS只需要220-240伏交流供电。USB接口可以直接连接设备到安装软件的PC机。它安装在一个带定位孔的底板上,电机夹具可以安装在这个底板上。垂直安装支架可供选择,允许在垂直位置安装系统,特别推荐用于非常低的测量值。麦珂威尔的齿槽转矩系统软件可以自定义测试的转向, 无论是CW还是CCW还是双向检测,都可以通过软件自动完成测试。并根据设定的上下限来判定电机合格或不合格。


CTW系列卧式齿槽转矩测试台参考样式


CTM系列立式齿槽转矩测试台参考样式


CTV系列立式齿槽转矩测试台参考样式

齿槽转矩测试设备的特点
定制传感器,一端有定制轴承一端无轴承,解决设备本身机械损耗。 拖动电机配置高精密减速器,解决背隙与拖动电机在低速控制时的误差。 角度分辨率可达0.01°,扭矩精度可达0.1%F.S,最高采样数率可达48000笔/圈。 转速档位有0.5;1;2;3;5;10;20rpm。 设计卧式与立式结构;外转子电机采用立式结构可以解决重力对被测件精度的影响。 立式可以通过切换传感器来适配不同量程电机测试 软件显示静摩擦力矩曲线与极坐标图,以及FFT做峰值分析
齿槽转矩测试设备的选型
CTW(卧式) CTM(立式) CTV(立式)
CTW -101 CTW -501 CTW -102 CTW -502 CTM -101 CTM -501 CTM -102 CTM -502 CTV -103 CTV -503 CTV -104
10mN.m 50mN.m 100 mN.m 500 mN.m 10  50 mN.m 100 mN.m 500 mN.m 5N.m 10N.m
转速范围(r/min):转速档位有 0.5;1;2;3;5;10;20rpm
扭矩传感器精度:0.1% F.L;
角度精度:0.01°
测试方向 :顺时针&逆时针
更新速率:0.5rpm........... ≈ 48000笔/圈1.0rpm........... ≈ 24000笔/圈2.0rpm........... ≈ 12000笔/圈3.0rpm........... ≈ 8000笔/圈5.0rpm........... ≈ 4800笔/圈10 rpm........... ≈ 2400笔/圈
供电范围:90-240VAC
温度范围:+10℃ to 45℃
防护等级:IP 42
通讯端口:USB-B 2.0 or RS485
四.软件介绍
齿槽转矩测试软件主要有4个界面,分别为测试设定界面;校正界面;测试界面;查看数据与曲线界面。测试界面分为实时数据显示区;静摩擦力矩曲线;极坐标曲线;FFT频谱分析等。可以清晰快速测试并生成广泛通用之曲线图/测试值的相关报告。系统操作安全:有超扭力保护、过载保护,并具有报警和停机保护功能。