CN102494838A - 一种基于电机拖动的动态扭矩校准装置 - Google Patents

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李涛
倪昔东
吉鸿磊
徐姝菁
满卫芳
乔志强
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Abstract

本发明涉及一种基于电机拖动的动态扭矩校准装置，轴系连接依次包括交流电机、膜片联轴器、传动变速箱、标准扭矩传感器、中间支撑、联轴器、试件总成、双向滑动联轴器、传动升速箱、负载膜片联轴器、负载交流电机，测试设备固定在实验平台上，试件总成固定在调节支架上，第一交流变频器控制交流电机，第二交流变频器控制负载交流电机。在双电机相互拖动的工况下，产生不同的转速和扭矩的变化，用做过静态标定的高精度扭矩传感器，对被校动态扭矩传感器进行动态校准，最终得到动态下的校准数据。在产生了不同扭矩载荷的情况下，完成对被校扭矩传感器的动态校准。该技术具有结构简单、设计巧妙、稳定性好的优点。填补了国内空白。

Description

一种基于电机拖动的动态扭矩校准装置
技术领域
本发明涉及一种计量校准技术，特别涉及一种基于电机拖动的动态扭矩校准装置。
背景技术
目前，静态扭矩校准装置已经逐步发展完善，对于扭矩传感器的静态校准已经基本达到精度要求，但是对于使用在现场动态场合的旋转扭矩传感器，由于没有动态校准设备，当前只能是采用“以静代动”的校准方式，即用静态校准方式对动态扭矩传感器进行校准，这样的校准方式和现场动态使用状况完全不一致，以致使用在现场的动态扭矩传感器在测量系统实时运行情况时，无法对误差进行准确判别，对设备的安全性和测量的准确可靠性带来了危害。
发明内容
本发明是针对缺乏现场动态场合的旋转扭矩传感器校准设备的问题，提出了一种基于电机拖动的动态扭矩校准装置，在双电机相互拖动的工况下，产生不同的转速和扭矩的变化，用做过静态标定的高精度扭矩传感器，对被校动态扭矩传感器进行动态校准，最终得到动态下的校准数据。
本发明的技术方案为：一种电机拖动的动态扭矩校准装置，轴系连接依次包括交流电机、膜片联轴器、传动变速箱、标准扭矩传感器、中间支撑、联轴器、试件总成、双向滑动联轴器、传动升速箱、负载膜片联轴器、负载交流电机，测试设备固定在实验平台上，实验平台低下为试验台基础，试件总成固定在调节支架上，第一交流变频器控制交流电机，第二交流变频器控制负载交流电机。
所述传动变速箱为三档位变速箱，传动比为1:1，9:1和20：1，其中1:1用于转速标定；9:1和20:1用于扭矩标定。
所述传动升速箱为三档位变速箱，传动比为1:1，1:9和1：20，其中1:1用于转速标定；1:9和1:20用于扭矩标定。
所述中间支承与试件总成前端的联轴器采用的是固定式联轴器；试件总成尾部的双向滑动联轴器采用可滑动的结合齿套。
所述调节支架为V型可调节支架9，可进行试件的微调。
所述交流电机和负载交流电机采用ABB变频电机，0-1500r/min恒扭矩工况； 1500-3000r/min以上恒功率工况。
本发明的有益效果在于：本发明一种基于电机拖动的动态扭矩校准装置，完全模拟了现场的旋转工况，在产生了不同扭矩载荷的情况下，完成对被校扭矩传感器的动态校准。该技术具有结构简单、设计巧妙、稳定性好的优点。填补了国内空白。
附图说明
图1为本发明基于电机拖动的动态扭矩校准装置结构示意图；
图2为本发明安装被测件花键法兰结构示意图。
具体实施方式
本发明在双电机相互拖动的工况下，产生不同的转速和扭矩的变化，用做过静态标定的高精度扭矩传感器，对被校动态扭矩传感器进行动态校准，最终得到动态下的校准数据。
如图1所示电机拖动的动态扭矩校准装置结构示意图，轴系连接依次包括交流电机2、膜片联轴器3、传动变速箱4、标准扭矩传感器5、中间支撑6、联轴器7、试件总成8、双向滑动联轴器10、传动升速箱11、膜片联轴器12、交流电机13，测试设备固定在实验平台15上，实验平台15低下为试验台基础16，试件总成8固定在调节支架9上。交流变频器1、14分别控制交流电机2、13。
工作台15：采用铸造结构，板上设计用导向槽，可以在工作台上方便地移动。
变频电机2：采用ABB变频电机2，实现（0-1500）r/min恒扭矩工况；（1500-3000）r/min以上恒功率工况。
在电机2与试件之间设计有传动变速箱4，此传动箱4为三档位变速箱，传动比为1:1，9:1和20：1。其中1:1用于转速标定；9:1和20:1用于扭矩标定。采用三档结构，主要考虑在进行转速标定时，可不需要拆掉传动箱，试验更加方便快捷。
负载系统：采用ABB变频电机13，实现负载系统的（0-1500）r/min恒扭矩工况；（1500-3000）r/min以上恒功率工况。
在负载电机13与试件之间设计有传动升速箱11，此传动箱11为三档位变速箱，传动比为1:1，1:9和1：20。其中1:1用于转速标定；1:9和1:20用于扭矩标定。采用三档结构，主要考虑在进行转速标定时，可不需要拆掉传动箱，试验更加方便快捷。
负载系统电机参数与驱动系统一样，只是工况设置不同。
试件的安装、夹紧与调节：中间支承6与试件总成8前端采用固定式联轴器7方式联接，尾部采用可滑动的结合齿套10通过传动箱11与负载电机13相联，在试件的两端均设计有V型可调节支架9，其作用为可进行试件的微调，尽可能消除试件在扭转时的弯矩影响。尾部的双向滑动联轴器10可以更加方便试件的安装。此联轴器有两种结构，一种用于扭转标定，另一种用于转速标定。在进行转速测量时，此联轴器设计有类似轴承座的作用，用于固定试件的轴向窜动。
被测件两端通过图2所示的花键法兰联接安装在台架上。
台架电气控制系统：该部分主要由电控柜、计算机操作台、变频调速器等组成，主要用于电机的功能测控。
台架工控机系统：该部分由计算机、显示器、打印机、应用软件等组成，主要用于试验数据的采集、处理、打印等功能。
试验台辅件：该部分包括联轴器、防护罩等，主要用于传动件之间的联接，外露旋转部分的安装防护。

Claims (6)

1.一种电机拖动的动态扭矩校准装置，其特征在于，轴系连接依次包括交流电机、膜片联轴器、传动变速箱、标准扭矩传感器、中间支撑、联轴器、试件总成、双向滑动联轴器、传动升速箱、负载膜片联轴器、负载交流电机，测试设备固定在实验平台上，实验平台低下为试验台基础，试件总成固定在调节支架上，第一交流变频器控制交流电机，第二交流变频器控制负载交流电机。
2.根据权利要求1所述电机拖动的动态扭矩校准装置，其特征在于，所述传动变速箱为三档位变速箱，传动比为1:1，9:1和20：1，其中1:1用于转速标定；9:1和20:1用于扭矩标定。
3.根据权利要求1所述电机拖动的动态扭矩校准装置，其特征在于，所述传动升速箱为三档位变速箱，传动比为1:1，1:9和1：20，其中1:1用于转速标定；1:9和1:20用于扭矩标定。
4.根据权利要求1所述电机拖动的动态扭矩校准装置，其特征在于，所述中间支承与试件总成前端的联轴器采用的是固定式联轴器；试件总成尾部的双向滑动联轴器采用可滑动的结合齿套。
5.根据权利要求1所述电机拖动的动态扭矩校准装置，其特征在于，所述调节支架为V型可调节支架9，可进行试件的微调。
6.根据权利要求1所述电机拖动的动态扭矩校准装置，其特征在于，所述交流电机和负载交流电机采用ABB变频电机，0-1500r/min恒扭矩工况； 1500-3000r/min以上恒功率工况。
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