轨上运动，以滚珠丝杠和试验台为整体模拟电机在机床上的负载，实现电机的在线调试。被
测试电机选用交流伺服电机及其伺服控制器，额定功率

750W，额定转速为 3000RPM 的高

性能伺服电机。采用高质量的联轴器连接被测电机、传感器和负载。

 

　　

3 软件功能设计 

　　该系统测试平台的软件包括控制命令发送与数据接收、处理程序和电机参数测试程序，
在电机运行前，要对电机的控制参数与控制器参数初始设置，打开伺服等待上位机程序发
送的控制命令，当伺服控制器接收到控制器的控制命令时，使程序执行电机运行控制命令
启动电机并使其稳定运行，系统自动采集电机参数。当数据采集完成电机停止后，采集的数
据会存储在串口缓冲区中，在上位机中读缓冲区内数据，再经绘图与数据处理，以判断伺
服电机的转矩转速的性能，从而分析出伺服电机的整体性能

[5]。 

　　综上软件流程，可以看出伺服电机性能参数测试系统软件的主要功能有：数据采集与
信号处理功能：完成电机的运动状态与位置的检测；命令发送与控制功能：主要是对电机
参数设置以及发送控制命令；数据保存与绘制功能：能将实验数据保存下来，以备绘制特
性曲线，也可以日后再调用分析；数据分析功能：保存好的数据能够导出以进行频域分析
从而判断电机性能的好坏。

 

　　

4 实验结果与数据分析 

　　对于应用于数控机床行业的伺服电机一般都是作为进给电机，大多数数控机床对这种
伺服电机的性能要求为电机的机械特性硬、速降小和刚度大，电机在整个调速范围内平滑运
动；对某些机床还要求动态响应快，调速范围要大以使数控机床适用于各种不同的刀具和
加工工艺并且电机的输出转矩转速要稳定波动小；具有一定的过载能力且适应频繁启动和
正反转。

 

　　在该测试中，实测多种不同型号的永磁同步交流伺服电机的转矩转速运行曲线，并实
现多种电机在

1～10r/min 等低转速以及 100r/min、600r/min 下进行了转速转矩信号的采集与

分析，电机额定功率都是

750W，额定转速为 3000rpm 的高性能伺服电机。通过对多种电机

的性能比较能验证测试系统的测试精度也能方便企业对电机选型。根据企业需求，现对一种
电机在

1r/min 和 600r/min 下进行了转速转矩信号的分析，以判断电机的性能优劣，主要包

括转矩转速的波动、启动时间以及稳定性等方面的分析。其中

1LB-IN=0.113 。 

　　注明：

1-转矩；2-功率；3-转速 

　　注明：

1-转矩；2-功率；3-转速 

　　图

2 电机 1 在 1r/min 时的运行曲线 图 3 电机 1 在 600r/min 时的运行曲线 

　　由图

2 曲线可知：电机在低速时转速稳定、波动小，而转矩上下波动但不大，最大值为

0.9LB-IN，最小值为 0.4LB-IN。电机在此转速下输出功率很小，但有波动。由曲线可知电机
启动时间为

0.9s，转速上升时间短暂，动态响应快，制动时电机输出一个反向转矩使电机

立刻停机。低速时电机的输出转矩受外界波动影响，在低速时转速稳定性较好，能满足电机
在低速时的要求。

 

　　图

3 是电机以 600r/min 运行的曲线，电机的转矩转速性能都较低速时的好。电机转速平

稳精确，启动时间为

0.6s，转速启动非常快。在电机启动时转矩出现了一个较小的超调，之

后运行时转矩波动很小，能够输出稳定转矩。输出功率稳定，稳定运行时转速平稳精度高。
通过以上分析该电机可以应用在数控机床上。

 

　　结语

 

　　通过实验可知该测试系统测量精度高、可靠性好。电机参数数据分析准确可靠，能全面
反映电机的运行特性，为企业生产提供了很好的指导。适合于各类高性能的电机控制系统的
调试及试验。另外，本系统不仅用于电机测试，还可用于测量旋转机械旋转轴的转矩和转速，
并在实践得于应用。本套测试系统成本较高，应用不普遍，不能调节负载，一般用在高精密，