用Excel電子表格計算力矩電機－電流特性線性度

徐 麗，張文海，李曉嵐

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

0 引 言

直流力矩電動機中的轉矩－電流特性線性度是一項重要指標。國軍標GJB971A－99《永磁式直流力矩電動機通用規范》規定:正向和反向分別測出對應電機連續堵矩轉(或60%峰值堵轉轉矩值)的100%、80%、60%、50%、40%、30%、……的堵轉電流。在轉矩－電流特性圖上描出各測量點，并根據各測量點作出最近似的直線，求出各測量點與上述最近似的直線對應點的差值，除以最近似的直線上該點的堵轉轉矩值，即為該點的線性度。按同樣方法求出兩個方向的線性度，正反方向的線性度均應符合標準的要求。

可以看出，線性度是在測出一系列的轉矩－電流數據后再計算而得的。在沒有計算機的條件下，計算線性度是通過在坐標紙上描出各測量點，再做最近似的曲線。現在計算機應用巳相當普及，如果用Excel電子表格，便可方便準確地計算出轉矩－電流特性線性度。

1 電子表格的優點

在國標GB/T 10401—2008《永磁式直流力矩電動機通用技術條件》中，列出了理論力矩的計算公式，其理論力矩:

式中:Ta為轉矩靈敏度;Ik為堵轉電流。但該式中無起動轉矩，未能反映電機的真實特性。而用Excel電子表格得到的理論力矩公式:

式中:Ts為該電機的起動力矩。考慮了起動力矩的公式更能反映電機真實特性。

2 用Excel電子表格計算轉矩－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，并將所測力矩機的電流、轉矩數據填入表格中。

圖1 建立電子表格

(2)創建散點圖

選中表格中B5:C12區域，在菜單中選擇“插入”之“圖表”，再選擇“X－Y散點圖”，得到如圖2所示的X－Y散點圖。

圖2 X－Y散點圖

(3)添加趨勢線

這時還無公式，用鼠標放在任意散點上，按鼠標右鍵，如圖3所示，選擇“添加趨勢線”。

圖3 添加趨勢線

(4)趨勢線類型選擇

添加趨勢線后，在趨勢線“類型”中選擇“線性”，如圖4所示。

圖4 趨勢線類型選擇

(5)生成理論公式并計算出理論轉矩

趨勢線類型選擇“線性”后，則會自動生成一個線性曲線，再把鼠標放在趨勢線線上，按鼠標右鍵，選擇趨勢線格式，如圖5所示。

圖5 趨勢線格式

再在“選項”中選擇“顯示公式”，如圖6所示。

圖6 選擇顯示公式

這時公式就出來了，如圖7所示，將公式y=Tax－Ts(T=TaIk－Ts)代入理論力矩欄中，即可計算出各點的理論力矩。

圖7 各點理論力矩

(6)計算線性度

再將公式:

代入各點線性度欄中，如圖8所示，即可計算出各點的線性度。

圖8 各點線性度

表格中的力矩就是轉矩;各點線性度中的是大值即為該方向的線性度。

這樣我們通過趨勢線精確的得到了電機的堵轉轉矩靈敏度和起動力矩，可以更精確的求出轉矩－電流特性線性度。 (無參考文獻)