用Excel電子表格計(jì)算力矩電機(jī)－電流特性線性度

徐 麗，張文海，李曉嵐

(1.成都精密電機(jī)廠，四川成都 610500;2.中科院光電技術(shù)研究所，四川成都 610200)

0 引 言

直流力矩電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)矩－電流特性線性度是一項(xiàng)重要指標(biāo)。國(guó)軍標(biāo)GJB971A－99《永磁式直流力矩電動(dòng)機(jī)通用規(guī)范》規(guī)定:正向和反向分別測(cè)出對(duì)應(yīng)電機(jī)連續(xù)堵矩轉(zhuǎn)(或60%峰值堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩值)的100%、80%、60%、50%、40%、30%、……的堵轉(zhuǎn)電流。在轉(zhuǎn)矩－電流特性圖上描出各測(cè)量點(diǎn)，并根據(jù)各測(cè)量點(diǎn)作出最近似的直線，求出各測(cè)量點(diǎn)與上述最近似的直線對(duì)應(yīng)點(diǎn)的差值，除以最近似的直線上該點(diǎn)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩值，即為該點(diǎn)的線性度。按同樣方法求出兩個(gè)方向的線性度，正反方向的線性度均應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。

可以看出，線性度是在測(cè)出一系列的轉(zhuǎn)矩－電流數(shù)據(jù)后再計(jì)算而得的。在沒(méi)有計(jì)算機(jī)的條件下，計(jì)算線性度是通過(guò)在坐標(biāo)紙上描出各測(cè)量點(diǎn)，再做最近似的曲線?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用巳相當(dāng)普及，如果用Excel電子表格，便可方便準(zhǔn)確地計(jì)算出轉(zhuǎn)矩－電流特性線性度。

1 電子表格的優(yōu)點(diǎn)

在國(guó)標(biāo)GB/T 10401—2008《永磁式直流力矩電動(dòng)機(jī)通用技術(shù)條件》中，列出了理論力矩的計(jì)算公式，其理論力矩:

式中:Ta為轉(zhuǎn)矩靈敏度;Ik為堵轉(zhuǎn)電流。但該式中無(wú)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，未能反映電機(jī)的真實(shí)特性。而用Excel電子表格得到的理論力矩公式:

式中:Ts為該電機(jī)的起動(dòng)力矩?？紤]了起動(dòng)力矩的公式更能反映電機(jī)真實(shí)特性。

2 用Excel電子表格計(jì)算轉(zhuǎn)矩－電流特性線性度的具體方法

(1)建立電子表格

先在Excel電子表格建立如圖1所示的表格，并將所測(cè)力矩機(jī)的電流、轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)填入表格中。

圖1 建立電子表格

(2)創(chuàng)建散點(diǎn)圖

選中表格中B5:C12區(qū)域，在菜單中選擇“插入”之“圖表”，再選擇“X－Y散點(diǎn)圖”，得到如圖2所示的X－Y散點(diǎn)圖。

圖2 X－Y散點(diǎn)圖

(3)添加趨勢(shì)線

這時(shí)還無(wú)公式，用鼠標(biāo)放在任意散點(diǎn)上，按鼠標(biāo)右鍵，如圖3所示，選擇“添加趨勢(shì)線”。

圖3 添加趨勢(shì)線

(4)趨勢(shì)線類型選擇

添加趨勢(shì)線后，在趨勢(shì)線“類型”中選擇“線性”，如圖4所示。

圖4 趨勢(shì)線類型選擇

(5)生成理論公式并計(jì)算出理論轉(zhuǎn)矩

趨勢(shì)線類型選擇“線性”后，則會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)線性曲線，再把鼠標(biāo)放在趨勢(shì)線線上，按鼠標(biāo)右鍵，選擇趨勢(shì)線格式，如圖5所示。

圖5 趨勢(shì)線格式

再在“選項(xiàng)”中選擇“顯示公式”，如圖6所示。

圖6 選擇顯示公式

這時(shí)公式就出來(lái)了，如圖7所示，將公式y(tǒng)=Tax－Ts(T=TaIk－Ts)代入理論力矩欄中，即可計(jì)算出各點(diǎn)的理論力矩。

圖7 各點(diǎn)理論力矩

(6)計(jì)算線性度

再將公式:

代入各點(diǎn)線性度欄中，如圖8所示，即可計(jì)算出各點(diǎn)的線性度。

圖8 各點(diǎn)線性度

表格中的力矩就是轉(zhuǎn)矩;各點(diǎn)線性度中的是大值即為該方向的線性度。

這樣我們通過(guò)趨勢(shì)線精確的得到了電機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩靈敏度和起動(dòng)力矩，可以更精確的求出轉(zhuǎn)矩－電流特性線性度。 (無(wú)參考文獻(xiàn))