CN105137353A - 宽幅温度环境中带载荷电机测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽幅温度环境中带载荷电机测试装置，包括台架、温度控制装置和测功机，其中：温度控制装置包括箱体和安装在箱体内的加热器、制冷器、温度传感器、控制器，箱体安装在台架上，加热器和制冷器分别用于对箱体内进行加热和制冷，温度传感器用于检测箱体内的温度并将检测到的温度值发送至控制器，控制器用于在温度值达到第一预设值时控制加热器保持箱体内恒温以及在温度值达到第二预设值时控制制冷器保持箱体内恒温；测功机位于箱体的上方并安装在台架上，箱体的上端开有一用于穿过受测电机的通孔，测功机的下端连接至受测电机。通过本发明能够实现宽幅温度环境中带载荷电机的性能及寿命检测。

Description

宽幅温度环境中带载荷电机测试装置

技术领域

本发明涉及电机测试技术领域，具体而言，涉及一种宽幅温度环境中带载荷电机测试装置。

背景技术

在航空航天、石油钻探开采等行业，宽幅温度环境中使用的电机执行器的性能寿命等是非常关键的核心因素之一，同时因为一次性安装后不易随时检修更换，要求具备非常高的使用性能与可靠性，因此必须对此类电机执行器在投入应用前，实施带载荷下条件下性能和寿命的地面试验。在常规电机检测中，用到的载荷控制、检测传感器等均为成熟技术，但都必须要求在常温下使用，由于其性能参数及精度受温度影响非常大，因此当前通用的电机检测系统环境极限温度都在10℃-80℃范围内，无法提供此温度范围以外的电机性能检测。而在航空航天、石油钻探开采等行业，耐高温或耐低温电机常常被用于宽幅温度环境中，低温可至-25℃甚至以下，高温达到180℃，测试温度要求较高，通用测试设备无法满足。在航空航天领域中，针对宽幅温度环境中的电机检测有较为先进的配套解决方案，但实施成本高，且往往涉及技术保密而无法在民用领域中应用，亟需开发出成本低廉、精度较高、操作简单、性能可靠的检测设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能够应用于宽幅温度环境中带载荷电机的性能及寿命检测装置。

因此，本发明的技术方案如下：

一种宽幅温度环境中带载荷电机测试装置，包括台架、温度控制装置和测功机，其中：

所述温度控制装置包括箱体和安装在所述箱体内的加热器、制冷器、温度传感器、控制器，所述箱体安装在所述台架上，所述温度传感器通过所述控制器分别连接至所述加热器和所述制冷器，所述加热器和所述制冷器分别用于对所述箱体内进行加热和制冷，所述温度传感器用于检测所述箱体内的温度并将检测到的温度值发送至所述控制器，所述控制器用于在所述温度值达到第一预设值时控制所述加热器保持所述箱体内恒温以及在所述温度值达到第二预设值时控制所述制冷器保持所述箱体内恒温；

所述测功机位于所述箱体的上方并安装在所述台架上，所述箱体的上端开有一用于穿过受测电机的通孔，所述测功机的下端连接至所述受测电机。

在该技术方案中，利用温度控制装置独立地控制受测电机的测试环境温度，将其与测功机的工作环境独立开来，有效避免受测电机所需的高温或低温影响测功机的正常工作，实现可以在更大的范围内(例如-25～200℃)调节受测电机的测试温度，更好地实现受测电机的测试。

具体而言，所述加热器可以包括加热电阻丝，所述加热电阻丝布置在所述箱体内的底部，所述制冷器可以包括制冷剂循环管，所述测功机可以为磁滞测功机。

所述的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置还包括隔热垫，安装在所述受测电机与所述通孔的孔壁之间的空隙内，隔热垫可以更好地避免温度控制装置内的温度传递至测功机，从而更好地保证测功机的正常运行，使测试结果更加准确。其中，隔热垫可以用聚四氟乙烯制成。

所述测功机通过一底座与所述台架连接，所述底座可上下滑动地安装在所述台架上，上下滑动可以方便地调节受测电机伸入箱体内的深度。

所述测功机上还安装有散热风扇，所述测功机内还安装有水冷管线，更好地保证测功机工作在适宜的温度内，保证测试的准确度。

所述的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置还包括测功控制器，连接至所述测功机，用于根据输入指令控制所述测功机的转速、力矩和载荷。

所述的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置还包括控制电脑，连接至所述测功机控制器，用于向所述测功机控制器输入控制指令。

本发明中的带载荷电机测试装置：

1)试数据读写方便，温度加载区和负载加载区以及检测区域分离，温度、负载独立可调，检测、加载精度不受测试温度的影响，故测试精度高，测试数据准确，采用专业模块(温控模块、载荷加载模块数据输出输入模块)，进一步降低了成本、提高了精度。

2)功率加载器设置手动控制和自动控制两种加载方式，并且设置风冷和水冷两种冷却方式，方便操作，增强了仪器的环境适应性。

3)可以测试小型电机在宽幅温度环境(例如低温-25℃至高温200℃)中的工作稳定性。

4)应用磁滞测功的方法，改变电流就可以调节测功机的加载功率，操作方便，灵敏性高。

5)特别是适用于小电机长期置于高温环境的狭小空间的测试，针对性强，可调温度幅度宽等。

附图说明

图1是根据本发明实施例的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置的主视图；

图2是图1中宽幅温度环境中带载荷电机测试装置的测功机的安装示意图；

图3和图4是图1中宽幅温度环境中带载荷电机测试装置在不同工作状态的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1至4所示，根据本发明的实施例的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置，包括台架17、温度控制装置19和测功机18，其中：

所述温度控制装置19包括箱体23和安装在所述箱体23内的加热器、制冷器、温度传感器16、控制器24，所述箱体23安装在所述台架17上，所述温度传感器16通过所述控制器24分别连接至所述加热器和所述制冷器，所述加热器和所述制冷器分别用于对所述箱体23内进行加热和制冷，所述温度传感器16用于检测所述箱体23内的温度并将检测到的温度值发送至所述控制器24，所述控制器24用于在所述温度值达到第一预设值时控制所述加热器保持所述箱体23内恒温以及在所述温度值达到第二预设值时控制所述制冷器保持所述箱体23内恒温；

所述测功机18位于所述箱体23的上方并安装在所述台架17上，所述箱体23的上端开有一用于穿过受测电机11的通孔，所述测功机18的下端连接至所述受测电机1。

在该技术方案中，利用温度控制装置19独立地控制受测电机11的测试环境温度，将其与测功机18的工作环境独立开来，有效避免受测电机所需的高温或低温影响测功机的正常工作，实现可以在更大的范围内(例如-25～200℃)调节受测电机11的测试温度，更好地实现受测电机11的测试。

具体而言，所述加热器可以包括加热电阻丝13，所述加热电阻丝13布置在所述箱体23内的底部，所述制冷器可以包括制冷剂循环管29，所述测功机18可以为磁滞测功机。

所述的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置还包括隔热垫10，安装在所述受测电机11与所述通孔的孔壁之间的空隙内，隔热垫10可以更好地避免温度控制装置19内的温度传递至测功机18，从而更好地保证测功机18的正常运行，使测试结果更加准确。其中，隔热垫10可以用聚四氟乙烯制成。

所述测功机18通过一底座5与所述台架17连接，所述底座5可上下滑动地安装在所述台架17上，上下滑动可以方便地调节受测电机11伸入箱体11内的深度。

所述测功机上还安装有散热风扇4，所述测功机内还安装有水冷管线14，更好地保证测功机18工作在适宜的温度内，保证测试的准确度。

所述的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置还包括测功控制器20，连接至所述测功机18，用于根据输入指令控制所述测功机18的转速、力矩和载荷。

所述的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置还包括控制电脑22，连接至所述测功机控制器20，用于向所述测功机控制器20输入控制指令。

本发明中的带载荷电机测试装置：

1)试数据读写方便，温度加载区和负载加载区以及检测区域分离，温度、负载独立可调，检测、加载精度不受测试温度的影响，故测试精度高，测试数据准确，采用专业模块(温控模块、载荷加载模块数据输出输入模块)，进一步降低了成本、提高了精度。

2)功率加载器设置手动控制和自动控制两种加载方式，并且设置风冷和水冷两种冷却方式，方便操作，增强了仪器的环境适应性。

3)可以测试小型电机在宽幅温度环境(例如低温-25℃至高温200℃)中的工作稳定性。

4)应用磁滞测功的方法，改变电流就可以调节测功机的加载功率，操作方便，灵敏性高。

5)特别是适用于小电机长期置于高温环境的狭小空间的测试，针对性强，可调温度幅度宽等。

在一种具体实施方式中，所述的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置使用方法具体如下：

温度控制装置19用固定螺栓固定于测试台架17上，温度控制装置底部布置电加热电阻丝13、中间位置布置制冷剂循环管29、右上部布置温度反馈用的温度传感器16、内部充注一定量的导热硅油12(加热时使用，制冷时排除)、外部有温度和温控时间的调节按钮及电源开关。当需要高温环境中测试时，开启电源后，关闭温控箱冷凝装置(制冷器)，利用电阻丝13加热导热硅油12，至一定温度时(例如200℃)传感器16反馈给控制系统保持装置内温度恒定，导热硅油12传热于受测电机11，使受测电机11的温度升高到预定值后，保持温度恒定不变。受测电机11置于导热硅油12内设计深度，上部通过螺钉15固定在支架2上，输出轴用键和磁滞测功机的主体7联接，以传递扭矩。受测电机11和温度控制装置19之间设置有聚四氟乙烯制成的隔热垫10，阻止过度的热量传递到磁滞测功机7上，影响测功机的性能。

测功机的主体7通过法兰3安装在支架2上，支架2固定于底座5，磁滞测功机底座5用螺栓固定于台架17，上下可以一定幅度的移动，并且底座5可以调节高低。测功机18的激励线圈、空心磁滞杯转子、带齿极定子均固定在支架上，风冷用的散热风扇4安装在保护壳上，水冷装置为水冷管线14(例如铜管)缠绕在带齿极定子外部，循环冷却水实现降温。支架2上部为励磁调节器6，外接测功机控制器20的励磁接口25，控制转子转动力矩，实现载荷的施加或调节。

测功机控制器20主要是控制载荷的施加，输入控制信号输出数据。测功机控制器20上布置有转矩转速接口26、励磁接口25、通讯接口27和手动控制按钮等，可以选择性的应用手动控制和电脑自动控制并记录存储数据。电脑上可以安装控制软件，调节、存储控制信号，输入输出数据。

如图1至3所示，高温环境中测试电机时，制冷器关闭，将受测电机11连接于支架连接端下部连接块9上，用螺钉15固定牢靠，将导热硅油12注入温度控制装置19中，至规定液面时止。安装好聚四氟乙烯保温隔热垫10于温度控制装置19中，将受测电机11穿过隔热垫10置于箱体23内，调整好受测电机11浸入导热硅油12的深度，连接好磁滞测功机的水冷管线14(如若需要水冷)，顺序连接测功机控制器上的励磁接口25、转速转矩接口26于磁滞测功机上励磁23、转速转矩接口24，连接通讯接口27于控制电脑22上的通讯接口28。打开温度控制装置19，直至导热硅油12温度上升至设定温度，等待受测电机11温度上升至设定温度，给予受测电机11施加载荷。若手动施加载荷，可不连接控制电脑22。在测功机控制器20上将手动/自动按钮打到手动位置，即可通过手动方式励磁调节，调节受测电机11负载大小。载荷大小数据显示于测功机控制器20的显示屏幕上。若自动施加载荷，则在测功机控制器20上将手动/自动按钮打到自动位置，即可通过自动方式励磁调节，打开控制电脑22上的专用软件，输入需要加载的力矩、转速或者载荷即可控制磁滞测功机的正常工作，测试数据自动保存到控制电脑22上。以此，检测受测电机在高温环境中的长期工作稳定性。

如图1、2、4所示，如若电机在低温环境中进行测试，加热器关闭，将箱体23内导热硅油12全部排尽。受测电机11连接于支架连接端下部连接块9上，用螺钉15固定牢靠，安装好聚四氟乙烯的隔热垫10于温度控制装置19中，将受测电机11穿过隔热垫10置于箱体23内，调整好受测电机11于箱体23内的高度，以便于温度控制。连接好磁滞测功机的水冷管线14(如若需要水冷)，顺序连接测功机控制器上的励磁接口25、转速转矩接口26于磁滞测功机上励磁23、转速转矩接口24，连接通讯接口27于控制电脑22上的通讯借口28。打开温度控制装置19，制冷器工作，直至温度降低到预定温度，等待受测电机11温度降低至设定温度，给予受测电机11施加载荷。若手动施加载荷，可不连接控制电脑22。在测功机控制器20上将手动/自动按钮打到手动位置，即可通过手动方式励磁调节，调节受测电机11负载大小。载荷大小数据显示于测功机控制器20的显示屏幕上。若自动施加载荷，则在测功机控制器20上将手动/自动按钮打到自动位置，即可通过自动方式励磁调节，打开控制电脑22上的专用软件，输入需要加载的力矩、转速或者载荷即可控制磁滞测功机的正常工作，测试数据自动保存到控制电脑22上。以此，检测受测电机在低温环境中的长期工作稳定性。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种宽幅温度环境中带载荷电机测试装置，其特征在于，包括台架(17)、温度控制装置(19)和测功机(18)，其中：

所述温度控制装置(19)包括箱体(23)和安装在所述箱体(23)内的加热器、制冷器、温度传感器(16)、控制器(24)，所述箱体(23)安装在所述台架(17)上，所述温度传感器(16)通过所述控制器(24)分别连接至所述加热器和所述制冷器，所述加热器和所述制冷器分别用于对所述箱体(23)内进行加热和制冷，所述温度传感器(16)用于检测所述箱体(23)内的温度并将检测到的温度值发送至所述控制器(24)，所述控制器(24)用于在所述温度值达到第一预设值时控制所述加热器保持所述箱体(23)内恒温以及在所述温度值达到第二预设值时控制所述制冷器保持所述箱体(23)内恒温；

所述测功机(18)位于所述箱体(23)的上方并安装在所述台架(17)上，所述箱体(23)的上端开有一用于穿过受测电机(11)的通孔，所述测功机(18)的下端连接至所述受测电机(1)。

2.根据权利要求1所述的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置，其特征在于，所述加热器包括加热电阻丝(13)，所述加热电阻丝(13)布置在所述箱体(23)内的底部。

3.根据权利要求1所述的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置，其特征在于，所述制冷器包括制冷剂循环管(29)。

4.根据权利要求1所述的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置，其特征在于，所述测功机(18)为磁滞测功机。

5.根据权利要求1所述的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置，其特征在于，还包括隔热垫(10)，安装在所述受测电机(11)与所述通孔的孔壁之间的空隙内。

6.根据权利要求1所述的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置，其特征在于，所述测功机(18)通过一底座(5)与所述台架(17)连接，所述底座(5)可上下滑动地安装在所述台架(17)上。

7.根据权利要求1所述的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置，其特征在于，所述测功机上还安装有散热风扇(4)。

8.根据权利要求1所述的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置，其特征在于，所述测功机内还安装有水冷管线(14)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置，其特征在于，还包括测功控制器(20)，连接至所述测功机(18)，用于根据输入指令控制所述测功机(18)的转速、力矩和载荷。

10.根据权利要求9所述的宽幅温度环境中带载荷电机测试装置，其特征在于，还包括控制电脑(22)，连接至所述测功机控制器(20)，用于向所述测功机控制器(20)输入控制指令。