高速トルクリップル計測システム - 音 振動に影響するリップルの実回転域での計測 - 概要 システム構成 仕様 2 3 OROS FFTアナライザオプション 8 冶具 9 角度 トルク 回転数 周波数 1
概要 最大 5 khz の応答性がある Magtrol 社のトルク計を使い モータの音や振動の原因となるトルクリップルを測定するベンチです 特長ー高速リップル計測 : モータの常用回転域 ( 数千 rpm) での計測が可能ー負荷ノイズの少ないブレーキ採用 : ヒステリシス / エディカレントブレーキー使いやすいソフトウェア : タブ切り替えだけの簡単操作ー簡単な FFT 解析機能ーソフトウェア無し (FFT 別途ご用意 ) で購入可能 用途ー EPS( 電動パワーステアリング ) 用モータの評価ー家電用モータ各種ーモータ制御回路の電流とトルクリップルの評価 システム構成 構成品ー TM トルクトランスデューサーヒステリシス / エディカレントブレーキーデータロガーー DSP7001 コントローラー信号分岐ボックスーパソコンートルクリップル測定ソフトウェアーシステム架台 冶具ー ( オプション 1) 外部インクリメンタルエンコーダー ( オプション 2) ブレーキアンプ 接続図 ロータリエンコータ ヒステリシスフ レーキ ブレーキアンプ コントローラ DSP7001 USB トルクトランステ ューサ 信号分岐ホ ックス SBB-14 パソコン トルク 回転パルス 被試験モータ データロガー USB モータ電源 ドライバ 汎用アナログ電圧 4 外観 Ripple-Test M-Test7 3 トルク計 ヒステリシスブレーキ モータ固定台 被試験モータ データロガー 信号分岐ボックス SBB-14 パソコン ロータリエンコーダ TM3xx コントローラ DSP7001 ベースプレート ブレーキアンプ 1 回転角度を高分解能で計測する場合に追加します (TM シリーズは 60 パルス : 6 分解能 ) 2 電流 1A 以上が必要なブレーキに追加します (AHB-6, AHB-12, AHB-24, HB-3500M-2) 3 Ripple-Test と一緒に M-Test7 ソフトを用いると モータの静特性試験としても使用可能です 4 トルク電圧の他に ±10V 以内の汎用電圧を収集することができます 2
ソフトウェア仕様ーサンプリング速度 : 最速 20kHz ー測定項目 : 時間 トルク 回転角度 汎用アナログ電圧ー算出項目 : トルク 汎用アナログ電圧の FFT データーデータファイルの形式 : 生波形はバイナリ形式 エクスポート処理でタブ区切りテキスト形式ー動作環境 : Windows 7 / 8 仕様 ハードウェア仕様ー対応 TM モデル : 全ての TM シリーズ (17 機種 ) ーブレーキ制御機能 : OpenLoop 制御 PID トルク制御 PID 回転数制御ー回転数分解能 : TM の 60 パルスの場合 1rpm ートルク電圧分解能 : 18bit または 16bit ( ロガーによる ) ソフトウェアは 上部のタブを切り替えて操作をします システム構成 DSP7000 コントローラの設定をします チャンネル 1 およびチャンネル 2 に接続されている機器を選択します ( 通常はチャンネル 1 のみ使用します ) データロガーで位置測定をするチャンネル 角エンコーダ (A/B 相 ) またはエッジカウント ( 単相 ) X4 はパルス数の 4 倍の分解能になります データロガーでトルク信号測定 アナログ信号測定をするチャンネル 最大 16ch ボタンを押すと パソコンと接続されている DSP7000 コントローラおよびデータロガーを検出します チャンネル 1 およびチャンネル 2 に接続されている機器のデフォルト値に設定します パソコンから DS7000 コントローラへ設定を送信します システム構成 と 試験条件 をファイルに保存したり読み込んだりします 複数の試験条件がある場合にこの設定ファイルを活用します 測定のレンジはスロープとオフセットによって設定されます 信号が小さな試験の場合は レンジを小さくしてロガーの分解能を高くします アナログ入力信号のスロープとオフセットを設定します 1ch 目のトルクは設定を変更しないようにしてください 3
試験 解析条件 制御方法を選択します 手動制御 OpenLoop トルク制御 回転数制御 制御パラメータの単位 トルク制御または回転数制御の PID パラメータ データロガーのサンプリングレート 手動制御以外では 開始時間から終了時間の間だけデータを収集します 制御パターンの表です 1 行目の例では 0mNm から 400mNm まで 0.3 秒ごとにトルクを増加させ 40 秒で終了します トルク計のねじれ共振の影響を補正します 有効 / 無効の選択ができます FFT 処理するデータ点数 制御パターン表をクリアします 測定後にデータを自動保存します タブ区切りのファイルを読み込んで制御パターン表に書き込みます シリアル番号がファイル名になります ( 例 : シリアル番号 _9.tdms) 連続する FFT ブロックを重複させる割合 0% では重複無し 1 回の試験ごとに数字の部分を 1 ずつ増やして ファイル名が重複しないようにします ファイルを保存するフォルダを指定します PID 調整 試験の状態表示 エラーのときは赤色になります 制御方法を選択します トルク制御 回転数制御 データロガーのサンプリングレート グラフに表示する点の平均化数 トルク制御または回転数制御の PID パラメータ トルクまたは回転数の矩形状制御をするときの上下の制御値 試験の実行 / 停止 この画面で調整した PID パラメータを試験条件画面に反映します スクリーンショットを画像ファイルまたはプリンタ出力します 矩形状制御の周期 4
試験 複数グラフ 試験実行後の経過時間 回転数 トルクを表示します 試験の状態表示 エラーのときは赤色になります 試験の実行 / 停止 測定済みのデータを開いてグラフに表示します 測定済みデータの保存 トルクの FFT 値をタブ区切りファイルに保存 3D グラフの設定画面 スクリーンショットを画像ファイルまたはプリンタ出力します 試験 XY グラフ 5 Y 軸はトルク 回転数や他のアナログ電圧を選択します Y 軸は 2 軸表示にできます
試験 2DFFT グラフ 振幅 ( ピーク ) 振幅 (RMS) パワースペクトル パワースペクトル密度 FFT のスケール db 線形 取得したデータの中から FFT 処理をする範囲をスライダで選択します Y 軸はトルクや他のアナログ電圧を選択します Y 軸は 2 軸表示にできます テキスト形式で周波数 - トルクのデータ保存 データ表示 データフィルタでファイルの一部を表示することができます データ数または時間 [ 秒 ] のフィルタが可能です データの一覧表です 上下にスクロールして確認できます 測定済みのデータファイルを開きます 表示されているデータをファイルに保存します 表示されているデータをテキスト形式でファイルに保存します 6
解析 プロットのスタイルを変更できます 次数解析のデータをグラフ表示します 抽出する次数を設定します 次数解析したデータをファイルに保存します 回転数またはオフセットトルクを選択します 3D グラフの設定画面を開きます スクリーンショットを画像ファイルまたはプリンタ出力します 設定した次数でグラフを更新します ズーム / フィットなどの操作パネル 計算 補正前の強度分布 補正後の強度分布 測定済みのデータファイルを開きます FFT の処理方法と共振の補正パラメータ ゲイン下限値 は 補正時に逆算するゲインの下限です ノイズなどを増幅させない効果があります 補正曲線と 補正後の強度分布を表示します 3D グラフの設定画面を開きます 試験 解析条件の画面の補正パラメータを更新します 補正前のトルク振幅と 理論式を重ね合わせて表示します 2 つの曲線のピークが重なっていれば うまく補正ができます 補正後のトルク振幅 7
OROS FFT アナライザオプション 高性能の FFT 専用機を用いて トルクや振動 音の総合的な解析が可能です 主な仕様ーサンプリング速度 : 102.4kHz~2.048kHz 間で 13 レンジー FFT 分析周波数 : 最大 40kHz ー分解能 : 24bit ー動作環境 : Windows 7 / 8 / 10 接続図 ロータリエンコータ ヒステリシスフ レーキ トルクトランステ ューサ 信号分岐ホ ックス SBB-14 被試験モータ FFT アナライザ OROS モータ電源 ドライバ 加速度センサ等 トルク 回転パルス LAN ブレーキアンプ トルク表示計 3411 パソコン 様々なセンサの接続ー ICP( アンプ内蔵センサ ) への電源供給可能 : ICP タイプの加速度センサやマイクが接続できます ( 全モデル ) ー熱電対 測温抵抗体 歪ゲージ CAN バス : オプションにより計測可能 ( モデル OR35 以上 ) ー 1 ユニットで最大 32ch LAN のカスケード接続で最大 1000ch の計測可能 次数比分析オプション左図の下が 3 次元周波数分析で 上が 3 次元次数比分析です 次数比分析では 回転速度が変化しても回転に起因するトルクリップルなどの成分が縦一直線に表示されます FFT に特化した操作性ー複数の FFT データの重ね描き 比較 : トルク 音 振動の FFT を重ねて比較や 複数ファイルのトルク FFT を比較することが可能ー Word Excel のレポート機能 : ドラッグによりデータやグラフ画像を Excel へ転送 ワンクリックで Word レポートを作成 その他 OROS FFT アナライザの詳細はカタログおよび web ページをご参照ください (http://www.toyo.co.jp/mecha/products/detail/oros-fft.html) 8
冶具 モータ固定台 TAMFL 型 L 型上下 水平調整 面板交換で複数モータ対応 TAMFV 型 V ブロック型上下 水平調整 外径 φ5~35mm 用 φ30~100mm 用など AMF-1 上下 水平調整 斜めのボルトで固定 AMF-3 T 溝プレート 軸合わせ冶具 300mm から 1500mm まで長さ 100mm ごと トルク計やモータ固定台を 自由な位置に固定可能 モータとトルク計間の芯合わせ 最小目盛り 10μm 株式会社東陽テクニカ機械制御計測部 Magtrol 担当 103-8284 東京都中央区八重洲 1-1-6 TEL. 03-3279-0771 FAX. 03-3246-0645 Email: magtrol@toyo.co.jp http://www.toyo.co.jp/magtrol/ 大阪支店 532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原 1-6-1 ( 新大阪ブリックビル ) TEL. 06-6399-9771 FAX. 06-6399-9781 名古屋営業所 465-0095 愛知県名古屋市名東区高社 1-263 ( 一社中央ビル ) TEL. 052-772-2971 FAX. 052-776-2559 宇都宮営業所 321-0953 栃木県宇都宮市東宿郷 2-4-3 ( 宇都宮大塚ビル ) TEL. 028-678-9117 FAX. 028-638-5380 本書に記載された商品の機能 性能は断りなく変更されることがあります JQA-EM4908 9 JQA-QM8795 電子技術センター