用Excel电子表格计算力矩电机－电流特性线性度

徐 丽，张文海，李晓岚

(1.成都精密电机厂，四川成都 610500;2.中科院光电技术研究所，四川成都 610200)

0 引 言

直流力矩电动机中的转矩－电流特性线性度是一项重要指标。国军标GJB971A－99《永磁式直流力矩电动机通用规范》规定:正向和反向分别测出对应电机连续堵矩转(或60%峰值堵转转矩值)的100%、80%、60%、50%、40%、30%、……的堵转电流。在转矩－电流特性图上描出各测量点，并根据各测量点作出最近似的直线，求出各测量点与上述最近似的直线对应点的差值，除以最近似的直线上该点的堵转转矩值，即为该点的线性度。按同样方法求出两个方向的线性度，正反方向的线性度均应符合标准的要求。

可以看出，线性度是在测出一系列的转矩－电流数据后再计算而得的。在没有计算机的条件下，计算线性度是通过在坐标纸上描出各测量点，再做最近似的曲线。现在计算机应用巳相当普及，如果用Excel电子表格，便可方便准确地计算出转矩－电流特性线性度。

1 电子表格的优点

在国标GB/T 10401—2008《永磁式直流力矩电动机通用技术条件》中，列出了理论力矩的计算公式，其理论力矩:

式中:Ta为转矩灵敏度;Ik为堵转电流。但该式中无起动转矩，未能反映电机的真实特性。而用Excel电子表格得到的理论力矩公式:

式中:Ts为该电机的起动力矩。考虑了起动力矩的公式更能反映电机真实特性。

2 用Excel电子表格计算转矩－电流特性线性度的具体方法

(1)建立电子表格

先在Excel电子表格建立如图1所示的表格，并将所测力矩机的电流、转矩数据填入表格中。

图1 建立电子表格

(2)创建散点图

选中表格中B5:C12区域，在菜单中选择“插入”之“图表”，再选择“X－Y散点图”，得到如图2所示的X－Y散点图。

图2 X－Y散点图

(3)添加趋势线

这时还无公式，用鼠标放在任意散点上，按鼠标右键，如图3所示，选择“添加趋势线”。

图3 添加趋势线

(4)趋势线类型选择

添加趋势线后，在趋势线“类型”中选择“线性”，如图4所示。

图4 趋势线类型选择

(5)生成理论公式并计算出理论转矩

趋势线类型选择“线性”后，则会自动生成一个线性曲线，再把鼠标放在趋势线线上，按鼠标右键，选择趋势线格式，如图5所示。

图5 趋势线格式

再在“选项”中选择“显示公式”，如图6所示。

图6 选择显示公式

这时公式就出来了，如图7所示，将公式y=Tax－Ts(T=TaIk－Ts)代入理论力矩栏中，即可计算出各点的理论力矩。

图7 各点理论力矩

(6)计算线性度

再将公式:

代入各点线性度栏中，如图8所示，即可计算出各点的线性度。

图8 各点线性度

表格中的力矩就是转矩;各点线性度中的是大值即为该方向的线性度。

这样我们通过趋势线精确的得到了电机的堵转转矩灵敏度和起动力矩，可以更精确的求出转矩－电流特性线性度。 (无参考文献)