近年来,电动汽车等车辆对高质量电机的要求越来越高。比如,电动助力转向电机中的扭矩纹波会导致转向时方向盘振动,引起驾驶员不适。如此,电机中的扭矩纹波是造成噪声和振动的原因之一,目前正在采取各种措施和研究来减少扭矩纹波。扭矩纹波的成因很多,通过电机结构设计和控制技术抑制扭矩纹波的方法多有提出,但无论如何,测量和评估扭矩纹波是解决问题的关键。
一、在解决电机振动和噪声问题的过程中,您是否遇到过下述困难?
1 、虽然控制住了扭矩,但仍然不确定是否有效减少振动和噪声
2 、除振动和扭矩,还想同时测量电气信号(相电流和感应电压)
3 、需要多个测量设备,测量之前的准备工作非常繁琐
二、解决方案
存储记录仪:提供电机噪声和振动的有效测量方法
存储记录仪有各种类型的单元,可同时观测振动、扭矩纹波、相电流和感应电压等多种现象。通过同时测量多种现象,可以确认每种现象的相关性,并通过 FFT 分析来研究电机振动和噪声的原因。
1、IPSM 扭矩纹波、相电流的波形观测
旋转变压器和旋转编码器输出的旋转角测量和 X-Y 图形功能可用于评估电机的扭矩纹波、振动与电气参数(如相电流、感应电压和电机效率等)之间的相关性。
【可测量和评估的项目】
(1)测量和评估电角度、机械角度一个周期内的扭矩、振动、相电流、感应电压
(2)使用波形运算功能评估扭矩纹波率
2、振动 - 扭矩和相电流的相关性评估 FFT 分析
(转速: 400 rpm、载波频率 :10 kHz)
电机通电后(基波频率20 Hz),可发现扭矩在12次谐波的240 Hz处达到峰值。此外,因扭矩而产生的振动在240 Hz处也出现了峰值。仅需一台存储记录仪便可评估由相电流引起的扭矩纹波、以及振动发生的情况。
在考虑通过施加谐波电流等方法降低扭矩纹波时,同时分析相电流、扭矩纹波和振动的功能将会大有作用。
【可测量和评估的项目】
(1)评估线圈通电引起的扭矩纹波和振动的相关性
(2)同时分析振动和噪声的状态、以及作为其原因的扭矩纹波、相电流
三、存储记录仪在马达测试台架中的应用
存储记录仪的采样速度高为200MS/s,是可以多通道、长时间记录的波形记录仪。电机测试台架以往要由多个测量仪器组合进行测量分析,而存储记录仪配备了丰富的输入单元,通过输入单元的搭配,仅需1台存储记录仪便可同时测量相电流、扭矩和振动等。并且,还可通过FFT运算功能对输入的信号进行频率分析。
【测量项目及功能】
(1)测量旋转角
(2)使用电荷放大器测量振动
(3)多通道同时测量扭矩纹波、感应电压、相电流等
(4)通过波形运算功能算出扭矩纹波
(5)FFT分析功能
(6)X-Y 图形功能