近年，電動車等搭載的馬達對高品質要求日益增高。例如，電動動力轉向系統的馬達若有扭矩波動（脈動），在轉向時會導致方向盤振動，影響駕駛體驗。因此，馬達的扭矩波動是噪音和振動的主要原因，針對這一問題，各種對策和研究不斷進行。扭矩波動的發生原因多種多樣，無論是結構設計還是控制技術，測量與評估扭矩波動都是解決問題的關鍵。

在本應用說明中，將介紹使用暫態記錄器(示波器) MR6000 的測量實例，展示如何更有效地進行馬達的振動與噪音對策。

馬達的振動與噪音對策中，是否遇到以下困難？

雖然抑制了扭矩波動，但無法確定是否有效降低了振動與噪音。

• 想同時測量振動、扭矩波動以及電氣信號（相電流和電磁感應）。
• 測量設備數量多，準備工作繁瑣。

◤HIOKI 提供的解決方案

HIOKI 的暫態記錄器(示波器) MR6000 與多種模組組合，可同時觀測振動、扭矩波動、相電流、電磁感應等多現象。
多現象的同時測量可幫助確認各現象的相關性及進行 FFT 解析，有助於找出馬達振動與噪音的原因。

 

使用 IPSM 測量扭矩波動、相電流波形

 

 

觀測旋轉角度-扭矩、旋轉角度-相電流波形

利用旋轉變壓器或旋轉編碼器的旋轉角度測量功能和 X-Y 圖形功能，可以評估馬達扭力波動與振動及電氣參數（相電流、電磁感應、馬達效率等）之間的相關性。

 

【可測量和評估的項目】

・電氣角度、機械角度一週期的扭力波動、振動、相電流、電磁感應的測量與評估
・利用波形運算功能評估扭力波動率

 

 

評估振動-扭矩、相電流的相關性及 FFT 解析

 

通電的馬達（基本波頻率20 Hz）會在240 Hz（12次諧波成分）處顯示出顯著的扭矩波動的峰值。
此外，扭矩波動也會導致在240 Hz處振動的峰值。通過MR6000，可以評估相電流引起的扭矩波動和振動。
當考慮減少扭矩波動的諧波電流應用時，對相電流、扭矩波動和振動的同時解析效果顯著。

 

【可測量和評估的項目】

・評估通電後引起的扭矩波動與振動的相關性
・同時解析振動與噪音的狀態及其原因（扭矩波動、相電流）

測量環境

主要使用產品

　暫態記錄器（示波器）MR6000　　紀錄

　類比模組 U8975     回轉角度測量

　 電荷模組U8979     扭矩、振動測量

　3CH 電流模組 U8977    電流測量

・AC/DC 探棒 CT6841A(20 A) / CT6843A(200 A)   相電流測量

・加速度感測器（他社製品）　振動測量

・扭矩感測器（他社製品）　扭矩測量帶寬：6 kHz

 

在馬達測試台進行分析的 MR6000

暫態記錄器(示波器) MR6000 最高 200 MS/s 的高速取樣、多通道且可長時間記錄波形。
豐富的輸入模組組合，適合於需要多種測量設備的馬達測試台中，實現相電流、扭矩、振動等的同時測量，並可進行 FFT 解析。

 

【測量項目與功能】

• 旋轉角度測量
• 利用電荷放大器測量振動
• 多通道同時測量扭矩波動、電磁感應、相電流等
• 波形運算功能計算扭矩波動率
• FFT 解析功能
• X-Y 圖形功能

同時測量馬達相電流、扭矩波動、振動的相關性使用暫態記錄器(示波器)MR6000進行更有效的振動與雜訊對策.pdf (1.88M) file_download