CN103542967A - 一种定位转矩测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定位转矩测量装置，包括包括测试平台、伺服电机、联轴器、支撑轴承、连接轴、卡盘、被测电机、扭矩仪、定位架、光电编码器、数据采集卡和上位机，伺服电机出轴与连接轴一端通过联轴器相连，连接轴另一端连接卡盘，并与卡盘内孔过盈配合，连接轴中间安装支撑轴承.且与支撑轴承内孔过盈配合，被测电机机壳由卡盘上卡爪夹持，被测电机出轴与扭矩仪一端出轴通过扭矩仪连接，扭矩仪另一端出轴固定于可在测试平台水平移动的定位架，数据采集卡同时采集光电编码器输出的角位移信号和扭矩仪输出的定位转矩信号.并发送给上位机，上位机对以上采集信号进行处理。

Description

一种定位转矩测量装置

技术领域

本发明涉及一种电机测量装置，特别涉及一种永磁电机定位转矩的测试装置。 

背景技术

在永磁电机中，转子(定子)永磁体与定子(转子)槽之间相互作用，磁通总是欲沿着磁导最大的路径通过，转子总是力图与定子的某些特殊位置相对齐，而使这些位置的磁导最大，因此产生了齿槽定位转矩，定位转矩呈现出周期波动性，会引起电机转矩与转速的波动以及电机的噪声与振动，给电机的精确控制造成一定的影响。因此定位转矩的大小成为评估永磁电机性能的一项重要指标，同时也为永磁电机的控制提供有价值的信息，而准确、方便的测量定位转矩则成为必须。 

常规的电机测试装置中，伺服电机与被测电机与扭矩仪同轴连接，对伺服电机加载，被测电机通电产生电磁转矩并拖动伺服电机旋转，通过扭矩仪可以得到被测电机的输出转矩和转速，如果用该装置测试永磁电机的定位转矩，由于被测电机通电后所产生的电磁转矩的脉动以及伺服电机本身存在的定位转矩或其它转矩的干扰，很难精确的测量出定位转矩。 

发明内容

为精确测量永磁电机的定位转矩，本发明提出了一种新型定位转矩测量装置，该装置包括：测试平台、伺服电机、联轴器、支撑轴承、连接轴、卡盘、被测电机、扭矩仪、定位架、数据采集卡和上位机。整套装置安装于测试平台，伺服电机为测试装置提供动力，并接受上位机控制输出角位移，其出轴与一根连接轴通过联轴器连接，所述的连接轴中间穿过一支撑轴承，与支撑轴承内孔过盈配合，支撑轴承固定于测试平台，连接轴另一端与一个卡盘连接，连接方式为连接轴和卡盘内孔过盈配合，所述的卡盘可通过卡爪来加紧被测电机外壳，所述的卡爪均布于卡盘，并可径向等距离移动，具有自动定心的作用，因此可以保证被夹持电机与卡盘及连接轴同心。当被测电机被卡盘夹紧后，其出轴与扭矩仪一侧出轴通过一联轴器连接，扭矩仪另一侧出轴固定于一定位架，所述的定位架可在测试平台上水平移动，以调节扭矩仪与被测电机的相对位置。上位机用来控制伺服电机的旋转角度并进行采样数据的分析、记录和显示，数据采集卡用来自动采集伺服电机的旋转角度信号及扭矩仪的转矩信号，并送到上位机进行处理。 

本发明提出的定位转矩的测量装置，其主要特征在于，被测电机转轴与扭矩仪出轴通过联轴器连接并保持静止，被测电机定子则被伺服电机拖动并与转子发生相对角位移，随该相对角位移变化的定位转矩在转轴上输出并通过扭矩仪实时测量，装置中动力系统直接作用于被测电机定子，完全不会对定位转矩的测量造成影响。整套装置由上位机来控制，并且对由传感器采集的位置和转矩信号进行处理和显示。 

本装置的优点在于： 

1、可精确测量定位转矩； 

2、采用数据自动采集和输出，测量方便、高效。 

附图说明

附图1为本发明提出的定位转矩测量装置的组成示意图 

具体实施方式

本发明的具体实施方法如下： 

参照图1，本发明提出的定位转矩测量装置，由测试平台13、伺服电机1、联轴器2、支撑轴承4、连接轴5、卡盘6、被测电机8、扭矩仪11、定位架12、光电编码器14、数据采集卡15、上位机16组成，测试平台13为定位转矩测量装置其他部件其他安装平台，伺服电机1的出轴3与连接轴5通过联轴器2连接，连接轴5中间安装支撑轴承4并与支撑轴承4内孔相过盈配合，连接轴5另一侧连接卡盘6，并与卡盘6内孔过盈配合，卡盘6上的卡手通过径向等距离移动夹被测电机8的外壳，被测电机出轴9与扭矩仪11测量端出轴通过联轴器2连接，扭矩仪11另一端出轴固定于定位架12，定位架12可在测试平台13上水平移动，以调节扭矩仪11与被测电机8的间距。为获得伺服电机的实际角位移，在伺服电机1上安装光电编码器14，上位机16用来控制伺服电机1的旋转角度并对采样数据进行分析、记录和显示，数据采集卡15用来自动采集伺服电1上光电编码器14的旋转角度信号及扭矩仪11的转矩信号，并送到上位机进行处理。 

以上装置中，伺服电机1通过连接轴5来连接夹持被测电机8用的卡盘6，由于卡盘6较重，所以在连接轴5中间用支撑轴承4进行支撑，以保持装置平衡。卡盘6上的卡爪7均布于卡盘6，并可径向等距离移动，具有自动定心的作用，用卡爪7夹持被测电机8可基本保证被测电机8与卡盘6和连接轴5同心。本装置的主要特征在于，被测电机8的定子被伺服电机1拖动旋转，而被测电机出轴9通过联轴器2固定于扭矩仪2出轴，伺服电机1拖动被测电机8时，拖动扭矩直接作用于被测电机8的定子，而对被测电机出轴9输出的定位转矩的测量无任何影响，同时在测量时被测电机8被伺服电机1直接拖动而自身并不产生电磁转矩，这样对定位转矩的测量不形成任何干扰，基于以上两点，本装置可实现定位转矩的精确测量。 

本装置工作过程如下： 

首先用卡盘6上卡爪7加紧被测电机8，移动定位架12使扭矩仪11测量端出轴靠近被测电机8出轴，两者出轴通过联轴器2同心连接，完成以上工作后，通过上位机16向伺服电机1发出角位移指令，控制伺服电机1低速且匀速旋转一到两周，同时被测电机8与伺服电机1同角度旋转，被测电机8定子与转子间产生相对角位移，相对角位移可被安装于伺服电机1的光电编码器14实时检测，而定位转矩随该相对角位移变化而变化并被扭矩仪11实时检测。工作中数据采集卡15实时采集分别由光电编码器和扭矩仪检测到角位移和定位转矩信号，并实时发送到上位机，由上位机记录每一时刻的角位移和定位转矩数值，动态绘制出定位转矩随角位移的变化曲线，被测电机8被伺服电机1拖动旋转一周到两周后便可完整的测量出被测电机8在所有定转子相对位置的定位转矩，并可绘制出定位转矩在一个周期内完整的变化过程。 

Claims (4)

1.一种定位转矩测量装置，包括测试平台、伺服电机、联轴器、支撑轴承、连接轴、卡盘、被测电机、扭矩仪、定位架、光电编码器、数据采集卡和上位机，其特征在于：伺服电机出轴与连接轴一端通过联轴器相连，连接轴另一端连接卡盘，连接轴中间安装支撑轴承，被测电机外壳由卡盘上卡爪夹持，被测电机出轴与扭矩仪一端出轴通过扭矩仪连接，扭矩仪另一端出轴固定于可在测试平台上水平移动的定位架，数据采集卡同时采集光电编码器输出的角位移信号和扭矩仪输出的定位转矩信号，并发送给上位机，上位机对以上采集信号进行处理。

2.如权利要求1所述的定位转矩测量装置，其特质是，所述的连接轴，其一端与卡盘内孔过盈配合。

3.如权利要求1或2所述的定位转矩测量装置，其特质是，所述的连接轴与支撑轴承内孔过盈配合。

4.如权利要求1所述的定位转矩测量装置，其特质是，所述的卡盘上的卡爪，均布于卡盘，并可径向等距离移动。

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