用電子秤測(cè)步進(jìn)電機(jī)矩角特性
張文海
(成都電機(jī)廠，四川成都610051)
中圖分類號(hào)：tm306 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：b 文章編號(hào)：1001-6848(2000)01-0039-02
1 引 言
永磁步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通常要求測(cè)矩角特性。所謂矩角特性，即在一個(gè)步距角范圍內(nèi)，靜力矩與角位移之間的關(guān)系。一般矩角特性的關(guān)系曲線如圖1所示。
圖1中θ為一個(gè)步距角。θ/2即曲線3處，靜力矩，即曲線2.4處，靜力矩****。曲線1、2處和5、4處，為靜力矩上升段；曲線2、3和4、3處，為靜力矩下降段�？梢钥闯觯瑴y(cè)量矩角特性并不簡(jiǎn)單，它不能用簡(jiǎn)單吊砝碼方法進(jìn)行測(cè)量。因吊砝碼只能測(cè)試曲線的上升段，即圖1曲線中的1-2段和5-4段（5-4段用反向吊砝碼測(cè)試），此2處角位移增大，靜力矩增大。但是，進(jìn)入曲線下降段，即圖1曲線中的2-3段和4-3段，此2處角位移增大，靜力矩反而減小，吊砝碼則無(wú)法找到平衡點(diǎn)，測(cè)試無(wú)法進(jìn)行。為了測(cè)試靜力矩的下降段，因必須將步進(jìn)電機(jī)夾在力矩儀上進(jìn)行。然而，這樣角位移指示又很不方便，不像將電機(jī)夾在刻度盤上吊砝碼測(cè)試簡(jiǎn)捷。
能否馭其二者和優(yōu)點(diǎn)，找到一種兩全其美的方法測(cè)試矩角特性，本文介紹的方法，則是為解決這一問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。
2測(cè)試原理
測(cè)試示意圖如圖2所示，它將電機(jī)外殼裝夾在光學(xué)分度頭上，電機(jī)軸上帶一力矩盤，用拉線吊一超重砝碼，壓在電子秤臺(tái)面上，電子秤顯示出砝碼的自重。所謂超重砝碼，目的是要使選擇的砝碼重量，大于電機(jī)靜力矩****點(diǎn)拉線拉力的3倍。例如，若電機(jī)靜力矩****點(diǎn)拉線拉力為0. lkg，砝碼重量則應(yīng)選擇標(biāo)稱值0. 3kg。這樣選擇的目的，是為了測(cè)試時(shí)，固定電機(jī)轉(zhuǎn)軸不動(dòng)，搖動(dòng)光學(xué)分度頭，只電機(jī)機(jī)殼轉(zhuǎn)動(dòng)，二者之間的角位移，便可準(zhǔn)確地從光學(xué)分度頭上讀出來(lái)。與此同時(shí)，二者角位移產(chǎn)生時(shí)，靜力矩產(chǎn)生，由于靜力矩方向與砝碼重力方向相反，靜力矩的大小便可方便地從電子秤上砝碼減輕的重量上自動(dòng)顯示出來(lái)，即實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平衡測(cè)試。靜力矩上升段，砝碼自動(dòng)變輕；靜力矩下降段，砝碼又自動(dòng)變重，直到靜力矩等于零，砝碼恢復(fù)原重。這樣，便克服了單獨(dú)吊砝碼靜力矩超過(guò)****點(diǎn)無(wú)法平衡的問(wèn)題。例如，靜力矩上升段某點(diǎn)拉線拉力為0. 05kg，砝碼自重0.2kg，電子秤上顯示砝碼讀數(shù)則為0. 15kg。靜力矩下降段，因砝瑪重力與拉線拉力自動(dòng)平衡，各點(diǎn)的靜力矩，仍然同上升段一樣，從電子秤上減輕的砝碼重量上顯示出來(lái)。角位移為o點(diǎn)，靜力矩為o，電子秤則顯示砝碼的自重0. 2kg。
3測(cè)試實(shí)例
以步距角為909的永磁步進(jìn)電機(jī)矩角特性測(cè)試為例，測(cè)試電壓5v，****靜力矩0.013 6nm，力矩盤半徑2cm，選擇砝碼自重0.2kg。表1是一個(gè)步距內(nèi)00～450的矩角特性和各點(diǎn)測(cè)試數(shù)據(jù)。450～900因需反向吊砝碼測(cè)試，且測(cè)試方法同正向一樣，故未列出。
表1中各點(diǎn)靜力矩為拉線拉力乘力矩盤半徑2cm。拉線拉力等于砝碼自重0.2kg減去電子秤讀數(shù)。由表1數(shù)據(jù)可畫出該電機(jī)的矩角特性，如圖3所示
可知，用該法測(cè)量靜力矩的下降段、準(zhǔn)確、可靠。
4應(yīng)注意的問(wèn)題
(1) 00位置的確定。該法在拉線無(wú)拉力酌情況下，搖動(dòng)光學(xué)分度頭，轉(zhuǎn)軸同機(jī)殼是一起旋轉(zhuǎn)的。因此，在確定o。位置時(shí)，應(yīng)觀察電子秤上砝碼自重的變化情況。00位置，光學(xué)分度頭稍一搖動(dòng)，電子秤上砝碼會(huì)自重變輕i退回，砝碼恢復(fù)自重，讀出此點(diǎn)光學(xué)分度頭上的度數(shù)，記為角位移的00。此后便可從o。開始加大角位移，進(jìn)行各點(diǎn)測(cè)試。
(2)砝碼重量的選擇。砝碼自重的選擇，建議選擇大于拉線拉力的3倍。這是因?yàn)椋来a越重，在拉力作用下位移越小。如果砝碼自重稍大于拉線拉力，在靜力矩****點(diǎn)處，則會(huì)出現(xiàn)混亂，電子秤讀數(shù)不準(zhǔn)確。如筆者在進(jìn)行上述電機(jī)測(cè)試時(shí)，靜力矩****點(diǎn)拉線拉力為0. 068kg，開始選擇自重0.lkg砝碼測(cè)試，則出現(xiàn)上述混亂現(xiàn)象，后選擇自重0. 2kg砝碼，才得到滿意結(jié)果。
5結(jié)語(yǔ)
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