由于電動(dòng)機齒槽結構以及電樞效應的緣故，電機運行中會(huì )出現轉矩波動(dòng)的現象。轉矩波動(dòng)受受齒槽力矩、電磁波動(dòng)力矩、電樞反應和機械工藝等因素的影響較大，也正是因為這些變化因素均是由于電機本身機械結構引起，因此轉矩波動(dòng)測試較為困難，并且精度不高。

　　在規定的條件下，電機一轉內輸出轉矩的變化，通常表示為轉矩變化的峰-峰值的1/2與平均轉矩之比。根據控制電機術(shù)語(yǔ)解釋?zhuān)@個(gè)比值我們稱(chēng)為轉矩波動(dòng)系數Krt，用下式1所示百分數表示為：

……1

　　式中：

　　Krt——轉矩波動(dòng)系數，%;

　　Tmax——瞬態(tài)轉矩的最大值，單位為牛米(N.m)；

　　Tmin——瞬態(tài)轉矩的最小值，單位為牛米(N.m)。

　　摘錄：GB/T 2900.26-2008電工術(shù)語(yǔ)控制電機5.1.15

一轉矩波動(dòng)的影響

　　電動(dòng)機作為傳動(dòng)機械裝置，輸出直接用于驅動(dòng)負載。在電動(dòng)機傳動(dòng)系統運轉過(guò)程中，由于齒槽力矩、電磁效應和加工裝配工藝等產(chǎn)生的轉矩波動(dòng)將直接作用到負載上，從而對系統速度平穩性及控制精度產(chǎn)生影響。尤其在輕載和低轉速狀態(tài)下，轉矩波動(dòng)值占電機輸出力矩比例明顯增大，這種影響更加不能忽略，因而準確測量轉矩波動(dòng)是電動(dòng)機實(shí)際應用研究中亟待解決的問(wèn)題。

二轉矩波動(dòng)測試方法

01間接測試方法

圖1：電機工作狀況平臺示意圖

　　按照動(dòng)力學(xué)原理，角位移的微分是角速度，角速度的微分是角加速度，轉動(dòng)慣量一定時(shí)，角加速度與轉矩大小成正比。按照這一原理，對電動(dòng)機運行時(shí)的波動(dòng)現象進(jìn)行分析(參見(jiàn)圖示1)，電動(dòng)機通過(guò)聯(lián)軸器與一恒定負載相連組成工作系統。轉矩出現波動(dòng)時(shí)，其運動(dòng)平衡方程如下式2所示：

……2

　　式中：

　　Te——為電動(dòng)機電磁轉矩；

　　T1——為恒定負載轉矩；

　　J1——為電動(dòng)機轉動(dòng)慣量；

　　J2——為恒定負載轉動(dòng)慣量；

　　θ——為電動(dòng)機旋轉時(shí)的角位移。

　　式1表示，工作系統中電動(dòng)機轉矩Te與恒定負載轉矩T1之差和角加速度

　　成正比。只要測量出系統的角加速度，就可以測出電動(dòng)機轉矩波動(dòng)值。測量角速度的問(wèn)題則可以轉換成測量系統角位移的問(wèn)題。也就是說(shuō)，只要測量出系統在旋轉時(shí)的角位移就可以通過(guò)計算求出電動(dòng)機轉矩波動(dòng)值，進(jìn)而計算出轉矩波動(dòng)系數。由式2可得：

……3

　　由式1及式3可得：

圖2：間接法轉矩波動(dòng)測試示意圖

　　轉矩波動(dòng)測試如圖上2所示。將被測電動(dòng)機與角位移傳感器以及恒定負載同軸連接，角位移傳感器輸出接微分運算及結果輸出裝置。角位移傳感器可使用旋轉變壓器發(fā)送機，使用旋轉變壓器發(fā)送機時(shí)，其輸出信號要通過(guò)R/D轉換器。接入微分運算及結果輸出裝置。微分運算及結果輸出裝置主要靠編程實(shí)現。恒定負載裝置可使用磁粉制動(dòng)器。檢測時(shí)，使被測電動(dòng)機在規定轉速下旋轉，并保持其電流恒定?？梢越o被測電動(dòng)機施加恒定轉矩，也可空載?？蛰d情況比負載情況編程簡(jiǎn)單，理論上通過(guò)編程補償可得到相同的測量結果。

02直接測試方法

　　轉矩波動(dòng)系數的測量可以按照定義通過(guò)直接檢測轉矩變化量然后通過(guò)計算的方法得出。根據國標《GB/T30549-2014交流伺服電機通用技術(shù)條件》介紹，主要采用以下測試方式獲取轉矩波動(dòng)系數：

　　在穩定工作溫度下，電機施加額定轉矩，并在產(chǎn)品專(zhuān)用技術(shù)條件規定的最低轉速下運行，用轉矩測試儀測量并記錄電機在一轉中的輸出轉矩，找出最大轉矩和最小轉矩，按照下式4計算電機的轉矩波動(dòng)系數。

……4

　　式中：

　　KTb——轉矩波動(dòng)系數，%；

　　Tmax——最大轉矩，單位為牛頓米(N.m)；

　　Tmin——最小轉矩，單位為牛頓米(N.m)。

　　這種方法清晰、直觀(guān)，但是負載設備動(dòng)態(tài)運行狀態(tài)下容易引入誤差。在此基礎上現在測試方式以改進(jìn)的堵轉測試法為最優(yōu)：用磁粉制動(dòng)器作為負載，測量電機在額定電流時(shí)，轉子在360/(2p)(p為電機極對數)范圍內均分10點(diǎn)上的堵轉轉矩，分別找出堵轉轉矩最大值和最小值，即可利用公式1計算出轉矩波動(dòng)。

　　堵轉測試時(shí)，在電機和負載之間接入動(dòng)態(tài)扭矩轉速傳感器，隨著(zhù)技術(shù)發(fā)展，新型的扭矩轉速傳感器滿(mǎn)足高精度、快響應的測量需求，可以很好的完成轉矩波動(dòng)測試。

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