CN1023255C

CN1023255C - 天平式电机转矩测试仪

Info

Publication number: CN1023255C
Application number: CN 90103999
Authority: CN
Inventors: 潘梦清; 赵琛; 于承惠; 李瑶华; 荣桂英; 吴兴义; 薛琴娣
Original assignee: 13th Research Institute Of First Research Institute Of Ministry Of Aerospace Industry
Current assignee: 13th Research Institute Of First Research Institute Of Ministry Of Aerospace Industry
Priority date: 1990-06-04
Filing date: 1990-06-04
Publication date: 1993-12-22
Anticipated expiration: 2005-06-04
Also published as: CN1057108A

Abstract

天平式电机转矩测试仪涉及电机转矩测试设备。现有的电机转矩测试仪存在精度低、量程窄，特别是转矩波动特性曲线和磁干扰转矩分布特性曲线无法测量等问题。本发明的任务在于提高测试仪精度：扩大量程，测出转矩波动特性曲线和磁干扰转矩分布特性曲线等。它是通过由支体、横梁组件、传感器、力矩器、步进电机、蜗轮蜗杆、测试主轴、定子座以及电子回路等来实现的。本发明可以直接测量力矩电机定点堵转转矩，转矩波动特性曲线和磁干扰转矩分布特性曲线以及其它微特电机转矩特性。

Description

本发明涉及一种电机转矩特性测试仪，特别是天平式电机转矩测试仪。

在苏联专利SU1328695中介绍了一种“确定电机起动转矩方法”装置。其缺点是无法测出电机转矩波动特性曲线和磁干扰转矩分布特性曲线，且测量精度不够高、量程不够宽、测量转矩类别少。

王洪源在“WLJ-3型微力矩测试仪”一文中、介绍了一种测量微力矩的力矩测试设备。它由基架、横梁、支承、传感器、力矩器以及电子回路等组成，横梁由支承支承着，在横梁上安置有传感器动圈和力矩器动圈，传感器和力矩器的导磁铁芯固定在基架上。其缺点是无法测出电机转矩波动特性曲线和磁干扰转矩分布特性曲线，且量程不够宽、测量转矩类别少。

本发明的目的是：

1提供一种高精度、宽量程，可以随时校正和调节电气零位的电机转矩测试仪;

2.提供一种能测量电机转矩和随定子、转子相对角度θ变化的M＝f（θ）波动特性曲线和磁干扰转矩M＝f（θ）分布特性曲线的电机转矩测试仪;

3.提供一种测量电机转矩和随时间t变化的M＝f（t）动态特性曲线，反电势E＝f（θ）特性曲线的测试仪。

4.提供一种测量电机定点堵转转矩的测试仪。

本发明的任务是通过以下途径来完成：

1.本发明所采用的测试系统如图1所示，它是由支体（1）、横梁组件（2）、传感器（3）、力矩器（4）、步进电机或同步电机（5）、蜗轮蜗杆（6）、由空气轴承支承的测试主轴（7）、定子座（8）以及电子线路组成伺服回路，横梁组件安装在测试主轴上，测试时先接通气源，使测试主轴浮起，横梁组件能左右偏摆，工作原理方块图如图2所示，通过测量该伺服回路中采样标准电阻的端电压就可确定被测电机转矩的大小和方向。

2.本测试仪与被测电机连接采用如图3所示的方式，散装式被测电机的定子安装在定子座上，被测电机转子与测试主轴同轴、刚性连接，通过控制步进电机的供电频率，经蜗轮蜗杆传动后可以精确控制被测电机的定子旋转和定位，通过伺服回路可测出被测电机定子在不同位置上转矩M＝f（θ）波动特性曲线和磁干扰转矩M＝f（θ）分布特性曲线以及定点堵转转矩。

3.横梁组件的平衡调节如图4所示，粗平衡调节是通过调节配重（10）的位置来实现，精平衡调节是由平衡力矩器（11）作用在横梁组件的转矩来完成。

4.秤盘组件如图4所示，它是由挂弓（12）和底盘（13）组成，在底盘上加砝码，可以扩大该测试仪的转矩测量范围;对同一被测转矩，增加砝码的机械转矩以减小电气转矩，使横梁偏差角缩小，从而提高本测试仪的精度。

5.检测组装式电机时，定子与测试主轴同轴刚性连接，通电后，可以测量其电机转矩M＝f（t）动态特性曲线。

6.检测直流电机时，转子与测试主轴同轴刚性连接，其定子与定子座相连接，控制步进电机的供电频率，通过蜗轮蜗杆带动其旋转，从被测电机的电刷端可测出反电势。

本发明与已有技术相比具有的优点：

1.可以测量电机转矩波动特性曲线和磁干扰转矩分布特性曲线，其原因是本测试仪的结构可以控制被测电机定子相对其转子旋转、定位，转子与测试主轴、同轴刚性连接，在每一个确定位置上可以测出被测电机的转矩值。

2.精度高，其理由是：

（1）测试主轴由静压空气轴承支承，摩擦转矩小，灵敏度高;

（2）采用了由高灵敏度传感器和力矩器等组成的电子闭合回路，电气刚度大，横梁组件偏差角小;

（3）仪器本身的精度标定状态与测量状态一致。

3.量程宽且仪器本身可以随时校正和调节电气零位。利用机械加矩与电气加矩相结合的测量机构大大扩大了仪器转矩测量范围;在秤盘上加标准砝码可以校正该测试仪的精度，利用本测试仪的配重和平衡力矩器可以方便地调整横梁水平位置。

4.测试的转矩类别多，除可测量电机转矩波动特性和磁干扰转矩分布特性外，还可测电机转矩M＝f（t）动态特性曲线、电机转矩对转速n的M＝f（n）机械特性曲线、定点堵转转矩和反电势E＝f（θ）特性曲线。

本发明说明书附图：

图1是天平式电机转矩测试仪基本结构示意图

图2是天平式电机转矩测试仪工作方块图

图3是散装式电机安装示意图

图4是测试仪基本结构局部示意图

以下将结合说明书附图进一步详述本发明的实施方式：

1.本测试仪的总体实施方式如图1所示，它是由支体（1）、横梁组件（2）、传感器（3）、力矩器（4）、步进电机或同步电机（5）、蜗轮蜗杆（6）、空气轴承支承的测试主轴（7）、定子座（8）以及电子线路组成，横梁组件安装在测试主轴上;测试时先接通气源，使测试主轴浮起，横梁组件能左右偏摆，其工作原理方块图如图2所示;当横梁组件受到被测电机转矩Ma作用时，立即偏离原来的平衡位置，其偏转角为α，横梁组件上的传感器输出与之成一定比例的电压信号U，经电子转换放大器后产生一反馈电流if，经力矩器产生一反馈转矩Mf，此转矩与外加转矩Ma方向相反，实现模拟量加转矩再平衡;取出与反馈电流if成比例的采样标准电阻的端电压UR，它与被测转矩Ma成比例，依据比例值的大小和极性，可以确定被测电机转矩Ma的大小和方向。

2.横梁组件的平衡调节如图4所示，粗平衡调节，由调节配重（10）的位置来实现，精平衡调节由调节平衡力矩器（11）作用在横梁组件上的转矩来完成。

3.秤盘组件机构如图4所示，它是由挂弓（12）和底盘（13）组成的：对同一被测转矩，在秤盘上加砝码形成的机械转矩，可以减小电气转矩，以便缩小横梁偏差角，从而提高了仪器测量精度。

Claims

1、一种含有支体(1)、横梁组件(2)、传感器(3)、力矩器(4)、测试主轴(7)以及电子回路等组成的微特电机转矩测试仪，本发明的特征是：有安装散装式被测电机定子的定子座(8)，定子座(8)和支承体(9)能相互滑动，使定子座(8)既能相对于支体(1)转动，又能相对于测试主轴(7)转动，测试主轴(7)与被测电机转子同轴连接；还具有步进电机或同步电机(5)、蜗轮蜗杆传动机构(6)；可以带动定子座(8)转动。

2、根据权利要求1所述的转矩测试仪，其特征是：横梁组件（2）在本测试仪工作时可以左右偏摆;其偏转角与被测电机的转矩大小成一定比例。

3、根据权利要求1、2所述的转矩测试仪，其特征是：被测电机的定子和转子借助于步进电机或同步电机（5）与蜗轮蜗杆传动机构（6），可以相对定位和旋转。

4、根据权利要求1、2所述的转矩测试仪，其特征是：在横梁组件（2）上面有二个用以对横梁组件（2）进行粗平衡的配重（10），在横梁组件（2）上面还有一个平衡力矩器（11），用以对横梁组件（2）进行精平衡。

5、根据权利要求1、2所述的转矩测试仪，其特征是：悬挂在横梁组件（2）两端有二个底盘（13），利用底盘（13）上加砝码可以扩大本测试仪测量范围;同时加砝码，还能替代部分电气转矩、提高测量精度。