CN101520353B - 连续直线电机恒定推力负载测试装置 - Google Patents

Abstract

连续直线电机恒定推力负载测试装置，属于电机测试领域。本发明的目的是解决采用加载砝码测试直线电机恒定推力的测试装置只能单程测量、测量过程复杂、精度差的问题。本发明包括测试平台、直线电机、磁粉制动器、直流电源、第一同步轮、第二同步轮和同步带，直线电机包括直线电机的动子和直线电机的定子，直线电机设置在测试平台上，直线电机位于第一同步轮和第二同步轮之间，测试平台的一端设置有磁粉制动器，磁粉制动器的输出轴与第一同步轮固定连接，同步带的两端分别与直线电机的动子的两端相连，直线电机的动子通过同步带带动第一同步轮和第二同步轮转动，直流电源为磁粉制动器提供直流电。本发明装置用于测量直线电机的恒定推力。

Description

连续直线电机恒定推力负载测试装置

技术领域

本发明涉及一种连续直线电机恒定推力负载测试装置，属于电机测试领域。

背景技术

已有的直线电机恒定推力加载测试装置如图1和图2所示，图1和图2分别表示直线电机两个方向的测试装置示意图，该装置由测试平台1、直线电机的动子2、直线电机的定子3、滑轮10、传动绳11以及砝码12组成。通过滑轮10和传动绳11，把砝码12的自身重量加到直线电机的动子2上，形成单方向的拉力加载到直线电机上。不断改变砝码12的重量，当直线电机达到匀速时，直线电机的制动推力等于砝码12的重量，既而获得了直线电机的恒定推力。该测试装置的缺点有：(1)测试加载推力时，只能进行单方向、单程测量，不适合短行程直线电机测试；(2)测量负载不能连续变化，只能通过添加或减少砝码12进行改变负载；(3)加速时由于需要克服砝码12的加速度，加速段无法测量，只能测量匀速状态；(4)系统采用传动绳11，加载时产生形变，运动时会产生较大的推力扰动；(5)测量过程复杂，精度差。

发明内容

本发明的目的是解决采用加载砝码测试直线电机恒定推力的测试装置只能单程测量、测量过程复杂、精度差的问题，提供了一种连续直线电机恒定推力负载测试装置。

本发明包括测试平台、直线电机、磁粉制动器、直流电源、第一同步轮、第二同步轮和同步带，直线电机包括直线电机的动子和直线电机的定子，直线电机设置在测试平台上，直线电机位于第一同步轮和第二同步轮之间，测试平台的一端设置有磁粉制动器，磁粉制动器的输出轴与第一同步轮固定连接，同步带的两端分别与直线电机的动子的两端相连，直线电机的动子通过同步带带动第一同步轮和第二同步轮转动，直流电源为磁粉制动器提供直流电。

本发明的优点：

1、本发明测试装置可以连续为直线电机提供与动子运动方向相反的制动拉力，实现双程测试；

2、本发明测试装置采用同步轮、同步带进行传动，解决了皮带传动的打滑问题，使得制动力更加有效进行传递，消减小制动力在传递中的误差，提高测试精度、可靠性和使用寿命；

3、本发明装置结构简单，制造成本低廉，操作方便。

附图说明

图1是背景技术所述一侧加载砝码测试装置的结构示意图，图2是背景技术所述另一侧加载砝码测试装置的结构示意图，图3是本发明的结构示意图，图4是磁粉制动器与第一同步轮连接的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图3说明本实施方式，本实施方式包括测试平台1、直线电机、磁粉制动器4、直流电源5、第一同步轮6、第二同步轮7和同步带8，直线电机包括直线电机的动子2和直线电机的定子3，直线电机设置在测试平台1上，直线电机位于第一同步轮6和第二同步轮7之间，测试平台1的一端设置有磁粉制动器4，磁粉制动器4的输出轴与第一同步轮6固定连接，同步带8的两端分别与直线电机的动子2的两端相连，直线电机的动子2通过同步带8带动第一同步轮6和第二同步轮7转动，直流电源5为磁粉制动器4提供直流电。

具体实施方式二：本实施方式与实施方式一的不同之处在于，第一同步轮6和第二同步轮7直径相等，其它组成及连接方式与实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与实施方式一的不同之处在于，直线电机选用平板形直线电机、圆筒形直线电机或双边直线电机，其它组成及连接方式与实施方式一相同。

具体实施方式四：下面结合图4说明本实施方式，本实施方式与实施方式一的不同之处在于，磁粉制动器4包括制动转子4-1、接线端子4-2和底座4-3，制动转子4-1的输出轴与第一同步轮6固定连接，接线端子4-2连接直流电源5，底座4-3设置在测试平台1上，其它组成及连接方式与实施方式一相同。

工作原理：

当直线电机的动子2沿水平方向往复运动时，通过同步带8带动第一同步轮6和第二同步轮7做正反方向旋转，与第一同步轮6固定连接的磁粉制动器4的转子4-1随之做正反方向旋转，转子4-1带动磁粉制动器4旋转，直线电机的动子2的直线运动转换成旋转运动。此时，只要调整磁粉制动器4的转子4-1的输出力矩，使之输出的力与直线电机的动子2的拉力大小相等、方向相反，则此时同步带8对直线电机的动子2的拉力即为所求的直线电机的恒定推力。

直流电源5给磁粉制动器4提供稳定直流电流I(A)，磁粉制动器4产生制动转矩T(Nm)，通过查阅该磁粉制动器4的励磁电流与输出的制动力矩的比例参数k，并通过公式(1)得到磁粉制动器4的输出的制动力矩T：

T＝k×I    (1)

已知第一同步轮6和第二同步轮7的有效直径D(m)，根据力学原理可以得到制动力矩T与同步带8上的直线拉力F(N)的关系：

$T=\frac{1}{2}D\×F---\left(2\right)$

整理公式(1)和公式(2)得到直线拉力F(N)：

$F=\frac{2T}{D}=\frac{2k\×I}{D}---\left(3\right)$

根据直线传输原理，加在直线电机的动子2上的制动拉力为F(N)，即直线电机的恒定推力也为F(N)。

由于磁粉制动器4的制动力矩T只与输入的励磁电流(稳定直流电流I)有关，与磁粉制动器4的旋转方向、转速和加速度均无关，所以本发明测试装置可以连续为直线电机提供与直线电机的动子2运动方向相反的制动拉力。本发明测试装置采用同步轮(第一同步轮6和第二同步轮7)、同步带8进行传动的方式，解决了皮带传动的打滑问题，使得制动力更加有效进行传递，消减小制动力在传递中的误差，提高测试精度、可靠性和使用寿命。

测试时改变直流电源5的输出的直流电流I，进而改变直线电机的负载推力，实现连续性恒定负载测试状态的测试。该装置结构简单，制造成本低廉，操作方便。

Claims (4)

1.连续直线电机恒定推力负载测试装置，其特征在于：它包括测试平台(1)、直线电机、磁粉制动器(4)、直流电源(5)、第一同步轮(6)、第二同步轮(7)和同步带(8)，

直线电机包括直线电机的动子(2)和直线电机的定子(3)，直线电机设置在测试平台(1)上，直线电机位于第一同步轮(6)和第二同步轮(7)之间，测试平台(1)的一端设置有磁粉制动器(4)，磁粉制动器(4)的输出轴与第一同步轮(6)固定连接，同步带(8)的两端分别与直线电机的动子(2)的两端相连，直线电机的动子(2)通过同步带(8)带动第一同步轮(6)和第二同步轮(7)转动，直流电源(5)为磁粉制动器(4)提供直流电。

2.根据权利要求1所述的连续直线电机恒定推力负载测试装置，其特征在于：第一同步轮(6)和第二同步轮(7)直径相等。

3.根据权利要求1所述的连续直线电机恒定推力负载测试装置，其特征在于：直线电机选用平板形直线电机、圆筒形直线电机或双边直线电机。

4.根据权利要求1所述的连续直线电机恒定推力负载测试装置，其特征在于：磁粉制动器(4)包括制动转子(4-1)、接线端子(4-2)和底座(4-3)，制动转子(4-1)的输出轴与第一同步轮(6)固定连接，接线端子(4-2)连接直流电源(5)，底座(4-3)设置在测试平台(1)上。

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