CN103616107B - 一种变负载变惯量电机机械性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变负载变惯量电机机械性能测试装置，其至少包括被测电机部分、信号检测部分、机械传动部分、变负载部分、变惯量部分和底座部分。信号检测部分可实现对被测电机输出的扭矩和转速的实时检测；变负载部分对被测电机加载不同的负载来模拟电机在实际工作中变负载的工况；变惯量部分对被测电机加载不同的负载惯量来模拟电机在实际工作中变惯量的工况。本发明可以根据不同的测试需要来改变负载和惯量的大小，负载和惯量加载方便，大小变化灵活，满足对电机机械性能测试的要求。

Description

一种变负载变惯量电机机械性能测试装置

技术领域

本发明属于电机测试领域，涉及一种变负载变惯量电机机械性能测试装置，特别涉及电机机械性能测试装置。

背景技术

目前电机测试装置多采用对拖结构，如中国专利局于2011年06月29日公开了一份CN102109399A号文献，名称为一种伺服电机测试台及测试方法，该伺服电机测试台所用系统包括被测伺服电机、负载电机、测试台，它可以检测被测伺服电机在受到负载变化时的扭矩变化过程，检测精度不受给定速度值大小的影响，其不足之处是该系统只能改变被测电机负载的大小。然而电机在实际工作中可能出现变负载变惯量的工况，目前存在的电机测试装置或系统不能同时改变给被测电机加载的负载和惯量的大小，因此不能完全模拟电机工作的实际工况。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前电机测试装置或系统的不足，提出一种变负载变惯量电机机械性能测试装置，模拟电机实际工作中变负载变惯量的工况，从而能够更加真实的测试电机的机械性能。该装置可实现对电机的转速、转矩数据实时检测，用于评价电机的机械性能。

为实现上述目标，本发明的技术方案如下：

一种变负载变惯量电机机械性能测试装置，该装置至少包括被测电机部分、信号检测部分、机械传动部分、变负载部分、变惯量部分和底座部分。所述被测电机部分至少包括电机1、第一法兰座2组成；所述信号检测部分至少包括第一联轴器3、第一垫块4、扭矩传感器5、第二联轴器6、编码器安装板7、编码器8组成；所述机械传动部分至少包括第一轴承座9、第一同步带轮轴10、第一同步带轮11、同步带12、第二垫块13、第三垫块14、第二同步带轮15、第二同步带轮轴16组成；所述变负载部分至少包括磁粉制动器17、第三联轴器18组成；所述变惯量部分至少包括第三联轴器18、第二法兰座19、磁粉离合器20、第二轴承座21、惯量件、惯量轴23、压板25、第四垫块26组成；所述底座部分至少包括T型槽基座27组成。

所述变负载部分的磁粉制动器17通过第三联轴器18与第二同步带轮轴16一端连接。

所述变惯量部分的磁粉离合器20的输入端通过第三联轴器18与第二同步带轮轴16另一端连接，磁粉离合器20的输出端通过第三联轴器18与惯量轴23连接。

所述信号检测部分的扭矩传感器5能够实现对电机1的输出扭矩的实时检测；所述信号检测部分的编码器8能够实现对电机1的转速实时检测。检测得到的电机1的输出扭矩转矩和速度用于反映电机1的机械性能。

所述变惯量部分的磁粉离合器20通过改变其激磁线圈的“失电”和“得电，，状态来改变磁粉离合器20的“分离”和“结合”的状态，当磁粉离合器20处于“分离”状态时，与磁粉离合器20输出端连接的惯量件脱离系统，当磁粉离合器20处于“结合”状态时，与磁粉离合器20输出端连接的惯量件加载到系统，从而实现灵活的改变加载到系统的转动惯量的大小。

所述变惯量部分的惯量件至少由第一惯量件22组成或者至少由第二惯量件24组成，还可以由第一惯量件22和第二惯量件24组成。

所述变惯量部分的第一惯量件22的形状为圆盘形，第一惯量件22通过键安装在惯量轴23上，第一惯量件22位于支撑惯量轴23的两个第二轴承座21之间。

所述变惯量部分的第二惯量件24通过键、螺栓和压板25安装在惯量轴23的末端。

所述变惯量部分的第二惯量件24的形状、数量、质量分布、转轴的位置可以根据电机机械性能测试的要求进行设计和灵活的改变。第二惯量件24可以设计为圆盘形，还可以设计为偏心结构。当第二惯量件24设计为偏心结构时，由于重力的作用，在系统运转的过程中，随着第二惯量件的位置变化，重力所产生的力矩也随之变化，因此加载到电机1上的负载也将随之变化。

所述被测电机部分电机1安装在第一法兰座2上，并通过第一联轴器3与扭矩传感器5连接；所述信号检测部分的扭矩传感器5固定在第一垫块4上并通过第二联轴器6与第一同步带轮轴10一端连接；所述机械传动部分的第一同步带轮11通过键与第一同步带轮轴10连接；所述信号检测部分的编码器8安装在第一同步带轮轴10另一端，并固定在编码器安装板7上；所述机械传动部分的第一同步带轮11通过同步带12与第二同步带轮15连接；所述机械传动部分的第二同步带轮15通过键与第二同步带轮轴16连接；所述机械传动部分的第二同步带轮轴16的一端通过第三联轴器18与磁粉制动器17连接；所述机械传动部分的第二同步带轮轴16的另一端通过第三联轴器18与磁粉离合器20的输入端连接；所述变惯量部分的磁粉离合器20的输出端通过第三联轴器18与惯量轴23连接；所述变惯量部分的第一惯量件22通过键与在惯量轴23连接；所述变惯量部分的第二惯量件24通过键、压板25和螺栓安装在惯量轴23的末端。

本发明的有益效果是：

1、本发明变惯量部分的磁粉离合器能够通过改变激磁线圈的“失电”和“得电”状态来改变磁粉离合器的“分离”和“结合”的状态，从而实现灵活的改变加载到系统的转动惯量的大小。

2、本发明变惯量部分的惯量件组合形式可以根据电机测试需要改变：惯量件可以单独由第一惯量件组成或者单独由第二惯量件组成，还可以由第一惯量件和第二惯量件一起组成，这种形式可以较好的满足电机测试中变惯量的要求。

3、本发明变惯量部分的第二惯量件通过键、压板、螺栓安装在惯量轴的末端，这种安装形式可以方便、快捷的实现第二惯量件的安装与拆卸，同时第二惯量件的形状、数量、质量分布、转轴的位置可以根据电机机械性能测试的要求进行设计和改变，使得电机测试过程中惯量变化更加灵活、方便、快捷。

4、本发明变负载部分的磁粉制动器为被测电机提供不同大小的负载，本发明变惯量部分的磁粉离合器和惯量件能改变加载到被测电机的转动惯量，因此本发明可以模拟电机实际工作中变负载变惯量的工况。

附图说明

附图为一种变负载变惯量电机机械性能测试装置示意图。

附图中：1-电机；2-第一法兰座；3-第一联轴器；4-第一垫块；5-矩传感器；6-第二联轴器；7-编码器安装板；8-编码器；9-第一轴承座；10-第一同步带轴；11-第一同步带轮；12-同步带；13-第二垫块；14-第三垫块；15-第二同步带轮；16-第二同步带轮轴；17-磁粉制动器；18-第三联轴器；19-第二法兰座；20-磁粉离合器；21-第二轴承座；22-第一惯量件；23-惯量轴；24-第二惯量件；25-压板；26-第四垫块；27-T型槽基座

具体实施方案

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明一种变负载变惯量电机机械性能测试装置，如附图所示，本发明至少包括电机1、第一法兰座2、第一联轴器3、第一垫块4、扭矩传感器5、第二联轴器6、编码器安装板7、编码器8、第一轴承座9、第一同步带轮轴10、第一同步带轮11、同步带12、第二垫块13、第三垫块14、第二同步带轮15、第二同步带轮轴16、磁粉制动器17、第三联轴器18、第二法兰座19、磁粉离合器20、第二轴承座21、第一惯量件22、惯量轴23、第二惯量件24、压板25、第四垫块26、T型槽基座27。其中，电机1、第一法兰座2组成被测电机部分；第一联轴器3、第一垫块4、扭矩传感器5、第二联轴器6、编码器安装板7、编码器8组成信号检测部分；第一轴承座9、第一同步带轮轴10、第一同步带轮11、同步带12、第二垫块13、第三垫块14、第二同步带轮15、第二同步带轮轴16组成机械传动部分；磁粉制动器17、第三联轴器18组成变负载部分；第三联轴器18、第二法兰座19、磁粉离合器20、第二轴承座21、第一惯量件22、惯量轴23、第二惯量件24、压板25、第四垫块26组成变惯量部分；T型槽基座27组成底座部分。

被测电机部分的电机1安装在第一法兰座2上；信号检测部分的扭矩传感器5固定在第一垫块4上；机械传动部分的第一同步带轮11通过键安装在第一同步带轮轴10上，第一同步带轮轴10通过两个第一轴承座9固定在第二垫块13上；机械传动部分的第二同步带轮15通过键安装在第二同步带轮轴16上，第二同步带轮轴16通过两个第一轴承座9固定在第二垫块13上；机械传动部分的第一同步带轮11通过同步带12与第二同步带轮15连接；变惯量部分的磁粉离合器20安装在第二法兰座19上；变惯量的第一惯量件22通过键安装在惯量轴23上，惯量轴23通过两个第二轴承座21固定在第四垫块26上，第一惯量件22位于支撑惯量轴23的两个第二轴承座21之间；变惯量的第二惯量件24通过键、压板25、螺栓安装在惯量轴23的末端；被测电机部分的电机1的输出轴通过第一联轴器3与信号检测部分的扭矩传感器5的输入端连接；信号检测模块的扭矩传感器5的输出端通过第二联轴器6与机械传动部分的第一同步带轮轴10一端连接；信号检测部分的编码器8安装在第一同步带轮轴10另一端，编码器8固定在编码器安装板上13；变负载部分的磁粉制动器17通过第三联轴器18与第二同步带轮轴16的一端连接；变惯量部分的磁粉离合器20的输入端通过第三联轴器18与第二同步带轮轴16的另一端连接；变惯量部分的磁粉离合器20的输出端通过第三联轴器18与惯量轴23连接；第一法兰座2、第一垫块4、第二垫块13、磁粉制动器17、第三垫块14、第二法兰座19、第四垫块26通过T型螺栓和螺母固定在T型槽基座27上。

进行电机测试前，将被测电机1固定在第一法兰座2上，并将第一法兰座2固定在T型槽基座27上，对于不同型号电机，需要根据电机的尺寸选择相应的第一法兰座2；将转矩传感器5的输入端通过第一联轴器3与电机1输出轴连接，调整转矩传感器5与电机1输出轴的同轴度和间距后将转矩传感器5固定在第一垫块4上，再将第一垫块4固定在T型槽基座27上；将第一同步带轮轴10一端通过第二联轴器6与转矩传感器5的输出端连接，并调整第一同步带轮轴10与第二联轴器6的同轴度与间距；第一同步带轮轴10通过两个第一轴承座9支撑，两个第一轴承座9固定在第二垫板13上，再将第二垫板13固定在T型槽基座27上；第一同步带轮11通过键安装在第一同步带轮轴10上；编码器8安装在第一同步带轮轴10另一端，并固定在编码器安装板7上，再将编码器安装板7固定在第二垫板13上；第二同步带轮15通过键安装在第二同步带轮轴16上，第二同步带轮轴16通过两个第一轴承座9支撑；两个第一轴承座9支撑固定在第三垫块14上；第一同步带轮11通过同步带12与第二同步带轮15连接；调整同步带12的张紧力和第一同步带轮11与第二同步带轮轴16的平行度后将第三垫块14固定在T型槽基座27上；第二同步带轮轴16的一端通过第三联轴器18与磁粉制动器17连接，并调整第二同步带轮轴16与磁粉制动器17的同轴度与间距后将磁粉制动器17固定在T型槽基座27上；将磁粉离合器20安装在第二法兰座19上；将磁粉离合器20的输入端通过第三联轴器18与第二同步带轮轴16的另一端连接，并调整第二同步带轮轴16与磁粉离合器20的同轴度与间距后将第二法兰座19固定在T型槽基座27上；磁粉离合器20的输出端通过第三联轴器18与惯量轴23连接；惯量轴23通过两个第二轴承座21支撑，两个第二轴承座21支撑固定在第四垫块26上；调整磁粉离合器20的输出端与惯量轴23的同轴度和间距后将第四垫块26固定在T型槽基座27上；第一惯量件22通过键安装在惯量轴23上；第二惯量件24通过键、压板25和螺栓安装在惯量轴23末端。按此顺序安装检查无误后，就可以进行电机机械性能测试。

进行电机机械性能测试时，通过改变磁粉制动器17的输入激磁线圈电流大小，产生不同大小的制动力矩，从而为电机1提供不同的制动力矩，即模拟不同大小的负载工况；磁粉离合器20能够通过改变激磁线圈的“失电”和“得电”状态来改变磁粉离合器20的“分离”和“结合”的状态，从而实现灵活的改变加载到系统的转动惯量的大小，即模拟不同大小负载惯量工况；通过扭矩传感器5实时测试电机1的输出转矩，通过编码器8实时测试电机1的转速。用测到的转矩和转速评价电机1的机械性能。

最后说明的是本发明一种变负载变惯量电机机械性能测试装置示意图不局限于上述实施例，还可以做各种修改或变形。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。凡是依据本发明的技术方案进行修改、润饰或等同变化，而不脱离本发明技术方案的思想和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种变负载变惯量电机机械性能测试装置，其特征在于：它至少包括被测电机部分、信号检测部分、机械传动部分、变负载部分、变惯量部分、底座部分组成；

所述被测电机部分至少包括电机(1)、第一法兰座(2)组成；

所述信号检测部分至少包括第一联轴器(3)、第一垫块(4)、扭矩传感器(5)、第二联轴器(6)、编码器安装板(7)、编码器(8)组成；

所述机械传动部分至少包括第一轴承座(9)、第一同步带轮轴(10)、第一同步带轮(11)、同步带(12)、第二垫块(13)、第三垫块(14)、第二同步带轮(15)、第二同步带轮轴(16)组成；

所述变负载部分至少包括磁粉制动器(17)、第三联轴器(18)组成；

所述变惯量部分至少包括第三联轴器(18)、第二法兰座(19)、磁粉离合器(20)、第二轴承座(21)、惯量轴(23)、惯量件、第四垫块(26)所组成；

所述底座部分至少包括T型槽基座(27)组成；

所述变负载部分的磁粉制动器(17)，磁粉制动器(17)通过第三联轴器(18)与第二同步带轮轴(16)一端连接；

所述变惯量部分的磁粉离合器(20)，磁粉离合器(20)的输入端通过第三联轴器(18)与第二同步带轮轴(16)另一端连接，磁粉离合器(20)的输出端通过第三联轴器(18)与惯量轴(23)连接。

2.根据权利要求1所述一种变负载变惯量电机机械性能测试装置，其特征在于：所述变惯量部分的磁粉离合器(20)，通过改变磁粉离合器(20)的激磁线圈的“失电”和“得电”状态来改变磁粉离合器(20)的“分离”和“结合”的状态，从而实现灵活的改变加载到系统的转动惯量的大小。

3.根据权利要求1所述一种变负载变惯量电机机械性能测试装置，其特征在于：所述变惯量部分的惯量件至少由第一惯量件(22)组成或者至少由第二惯量件(24)组成，还可以由第一惯量件(22)和第二惯量件(24)组成。

4.根据权利要求3所述一种变负载变惯量电机机械性能测试装置，其特征在于：所述变惯量部分的第一惯量件(22)，第一惯量件(22)的形状为圆盘形，第一惯量件(22)通过键安装在惯量轴(23)上，第一惯量件(22)位于支撑惯量轴(23)的两个第二轴承座(21)之间。

5.根据权利要求3所述一种变负载变惯量电机机械性能测试装置，其特征在于：所述变惯量部分的第二惯量件(24)，第二惯量件(24)通过键、螺栓和压板(25)安装在惯量轴(23)的末端。

6.根据权利要求3所述一种变负载变惯量电机机械性能测试装置，其特征在于：所述变惯量部分的第二惯量件(24)的形状、数量、质量分布、转轴的位置可以根据电机机械性能测试的要求进行设计和灵活的改变。