電機扭矩怎么測量？（FJH）

電機扭矩（也稱為轉矩）是電機的一個重要性能指標，以下是幾種常見的電機扭矩測量方法：

1. 應變片式扭矩傳感器測量法

• 選擇合適的應變片式扭矩傳感器，其量程要根據電機的扭矩范圍來確定。

• 將傳感器安裝在電機軸和負載之間，確保連接牢固。對于高精度測量，需要保證傳感器的軸線與電機軸和負載的軸線完全重合，以避免產生附加的彎矩。

• 連接傳感器的信號輸出線到扭矩測量儀表或數據采集系統。啟動電機，當電機輸出扭矩時，傳感器將扭矩信號轉換為電信號，測量儀表或數據采集系統會根據預先校準的關系計算并顯示扭矩值。

• 原理：應變片式扭矩傳感器基于材料的應變效應。當電機軸受到扭矩作用時，軸表面會產生應變。應變片被粘貼在電機軸表面或特制的彈性軸上，應變片會隨著軸的應變而發生電阻變化。通過測量應變片電阻的變化，利用惠更斯電橋等電路將電阻變化轉換為電壓變化，再經過信號處理和校準，就可以得到扭矩值。

• 操作步驟：

• 適用范圍和精度：應變片式扭矩傳感器精度較高，一般可以達到 ±0.1 - 0.5% 的精度。它適用于各種扭矩范圍的電機，從小型微電機到大型工業電機都可以使用。不過，這種傳感器的安裝和校準要求相對較高，而且應變片容易受到環境因素（如溫度、濕度）的影響。

2. 磁彈性扭矩傳感器測量法

• 根據電機軸的尺寸和扭矩范圍選擇合適的磁彈性扭矩傳感器。

• 將傳感器安裝在電機軸周圍，確保勵磁線圈和檢測線圈的位置準確。傳感器與電機軸之間一般不需要物理接觸，但要保證足夠近的距離以有效地檢測磁通量變化。

• 連接傳感器的信號輸出端到扭矩測量設備。啟動電機，當電機輸出扭矩時，傳感器產生相應的電信號，測量設備根據校準關系計算并顯示扭矩值。

• 原理：磁彈性扭矩傳感器是利用材料的磁彈性效應。當電機軸受到扭矩作用時，軸的磁導率會發生變化。在軸上或軸附近安裝有勵磁線圈和檢測線圈。勵磁線圈產生磁場，當軸的磁導率變化時，檢測線圈中的磁通量發生變化，從而產生感應電動勢。感應電動勢的大小與扭矩成正比，通過測量感應電動勢就可以得到扭矩值。

• 操作步驟：

• 適用范圍和精度：磁彈性扭矩傳感器精度通常在 ±0.5 - 1% 左右。它的優點是非接觸式測量，不會對電機軸的轉動產生額外的阻力。適用于各種惡劣環境下的扭矩測量，如潮濕、有油污的工業環境，而且能夠適應高速旋轉的電機。

3. 測功機測量法

• 根據電機的功率和扭矩范圍選擇合適的測功機，如小型電機可以選擇磁粉測功機，大型電機可以選擇電力測功機。

• 將電機與測功機連接，對于旋轉電機，要確保軸的連接同心且傳動可靠。

• 啟動電機和測功機，通過測功機的控制系統設定負載條件，使電機在不同的負載下運行。測功機可以同時測量電機的扭矩、轉速、功率等參數，并通過儀表或數據采集系統顯示出來。

• 原理：測功機主要有電力測功機、水力測功機和磁粉測功機等。以電力測功機為例，它可以作為電機的負載，同時測量電機的扭矩和轉速。電力測功機的電機定子可以自由擺動，當電機運行并輸出扭矩時，會使測功機電機的定子產生一個與扭矩大小相等、方向相反的轉矩，通過測量定子的扭轉角度或作用力，就可以得到電機的扭矩。

• 操作步驟：

• 適用范圍和精度：測功機測量精度因類型而異，電力測功機精度較高，一般可以達到 ±0.2 - 0.5%。它適用于對電機性能進行全面測試，包括扭矩 - 轉速特性曲線的繪制等，但測功機價格相對較高，占地面積較大，對于一些小型實驗室或現場測試可能不太方便。