CN106526485B - 一种电机性能测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电机性能测试系统，包括驱动装置、待测试电机、加载控制装置、加载设备和数据采集分析设备，所述驱动装置与待测试电机电性连接，所述待测试电机的输出轴通过联轴器与传动轴的一端轴性连接，所述传动轴的另一端通过传动齿轮组与加载设备相连接，所述加载设备与加载控制装置电性连接，在所述联轴器上安装有转矩转速传感器，所述传动轴上安装有用于调整惯量负载的组合式惯量盘组，所述传动齿轮组与加载设备之间设有位置传感器，所述数据采集分析设备分别与待测试电机、转矩转速传感器和位置传感器相连接。本发明可以提供高精度的位置检测，同时能够调节惯量负载，有助于更好地模拟各种工况，特别适用于全工况的电机测试。

Description

一种电机性能测试系统
技术领域
本发明涉及一种电机性能测试系统，特别涉及一种具备可调惯量加载功能和高精度位置检测功能的电机性能测试系统。
背景技术
目前市面上的电机性能测试装置一般有转矩转速信号检测以及电压电流信号检测，其中转速传感器的精度都很低，不能用来做转速变化的动态性能分析。若要增加高精度转速检测装置，又由于端部安装了加载装置而无法实现；测功机的加载也只有阻性负载可调功能，对于惯性负载，只能依靠联轴器，连杆以及固定惯量的飞轮等，这些环节的惯性负载在测功机设计完成的同时就固定了。而电机性能测试装置需要拥有模拟各种现场工况的能力，原有的设计只能调节阻性负载，而缺失了对惯性负载的调节，这使测试装置的应用范围和测试效度大打折扣。上述两个技术难点限制了电机性能测试装置的发展。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种电机性能测试系统，通过使用齿轮传动将加载设备(磁粉制动器)和传动轴连接起来，就可以安装高精度检测装置，实现高精度的位置(转速)检测；通过采用组合式定量惯量盘设计，可以根据需要组合匹配出合适的惯性负载量值，实现多种定量惯性负载的调节，该技术方案结构简单，容易实现。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种电机性能测试系统，包括驱动装置、待测试电机、加载控制装置、加载设备和数据采集分析设备，所述驱动装置与待测试电机电性连接，所述待测试电机固定安装在电机支架上，所述待测试电机的输出轴通过联轴器与传动轴的一端轴性连接，所述传动轴的另一端通过传动齿轮组与加载设备相连接，所述加载设备与加载控制装置电性连接，在所述联轴器上安装有转矩转速传感器，所述传动轴上安装有用于调整惯量负载的组合式惯量盘组，所述传动齿轮组与加载设备之间设有位置传感器，所述数据采集分析设备分别与待测试电机、转矩转速传感器和位置传感器相连接。
作为优选，所述加载设备为磁粉制动器，所述磁粉制动器与加载控制装置电性连接。
作为优选，所述组合式惯量盘组包括若干结构相同的惯量盘，每一所述惯量盘均标定出各个量值规格。
作为优选，每一所述惯量盘均由两个对称设置的惯量半圆盘组成，两个所述惯量半圆盘沿着分割线组装在一起。
作为优选，每一所述惯量盘上均匀分布有若干相同个数的通孔和螺纹孔，所述通孔和螺纹孔均匀分布在同一圆周上，且每一所述通孔和螺纹孔的孔心与惯量盘的盘心的距离都相等。
作为优选，每一所述通孔内设有沉孔，所述沉孔的孔径与螺纹孔的孔径相同，相邻两个惯量盘之间采用错位装配方式进行安装。
作为优选，所述电机性能测试装置还包括支撑底座，所述电机支架、转矩转速传感器、加载设备均固定在支撑底座上。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明所述电机性能测试系统通过驱动装置控制待测试电机运转，通过调整惯量盘配比和负载激励电流，可以模拟各种工况。电机性能测试装置各检测传感装置采集到的信号上传的信号分析设备做处理。
2、本发明所述的电机性能测试系统，其阻性负载加载装置通过齿轮组和传动轴连接，不仅使传动轴端部可以留出位置安装高精度位置(转速)检测装置，还可以通过齿轮组不同配比实现多种传动比的调整，可以适应更丰富的电机种类，拓展了测试装置的应用范围。3、本发明所述的电机性能测试系统，其惯性负载加载装置采用了组合式定量惯量盘设计，可以根据需要组合匹配出合适的惯性负载量值。惯量盘标定出各个量值规格，并设计成半圆盘形状，盘与盘之间采用错位装配方式，保证了连接的可靠性。
附图说明
图1为本发明一种电机性能测试系统的结构示意图；
图2为本发明一种电机性能测试系统的原理应用框图；
图3为本发明一种电机性能测试系统的组合式惯量盘效果图；
图中所示：1、待测试电机，2、电机支架，3、联轴器，4、转矩转速传感器，5、传动轴，6、组合式惯量盘组，7、惯量盘，7.1、通孔，7.2、螺纹孔，7.3、沉孔，7.4、中空安装孔，8、位置传感器，9、加载设备，10、支撑底座，11、分割线，12、驱动装置，13、加载控制装置，14、数据采集分析设备。
具体实施方式
为了更加清楚的阐明本发明的目的、技术方案及优点，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详尽说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，以下所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突便可以相互组合。
如图1至3所示，本实施例提供一种电机性能测试系统，包括驱动装置12、待测试电机1、加载控制装置13(本实施例中选择可调输出的稳压电源)、加载设备9和数据采集分析设备14，所述驱动装置12与待测试电机1电性连接，所述待测试电机1固定安装在电机支架2上，所述待测试电机1的输出轴通过联轴器3与传动轴5的一端轴性连接，所述传动轴5的另一端通过传动齿轮组(设置在防护罩的内部图中未标示)与加载设备9相连接，所述加载设备9与加载控制装置13电性连接，在所述联轴器3上安装有转矩转速传感器4，所述传动轴5上安装有用于调整惯量负载的组合式惯量盘组6，所述传动齿轮组与加载设备9之间设有位置传感器8，所述数据采集分析设备14分别与待测试电机1、转矩转速传感器4和位置传感器8相连接。所述电机支架2、转矩转速传感器4、加载设备9均固定在支撑底座10上。
所述加载设备9为阻性负载加载装置(本实施例优选为磁粉制动器，也可以为对拖电机)通过传动齿轮组(图中未标示)和传动轴5连接，不仅使传动轴端部可以留出位置安装高精度位置检测装置(本实施例中为位置传感器8)，还可以通过传动齿轮组不同配比实现多种传动比的调整，可以适应更丰富的电机种类，拓展了测试装置的应用范围。
所述组合式惯量盘组6为惯性负载加载装置，其摒弃原有的固定惯量的飞轮设计，而是采用组合式惯量盘组6，每一惯量盘7标定不同量值，组合式惯量盘组6根据测试的需要可以由不同的惯量盘7进行组合(类似在称量过程中使用的砝码，每个砝码标定不同的量值)，可以根据需要配比出不同的惯量负载。
待测试电机1由驱动装置12带动运转起来，组合式惯量盘组6提供惯性负载，加载控制设备13发送信号激励加载设备9(本实施例优选为磁粉制动器)提供阻性负载；调整惯量盘配比和加载控制信号，可以灵活模拟各种工况。从待测试电机1处采集的电压、电流信号，转矩转速传感器4采集的转矩、转速信号，以及位置传感器8(如光电编码器)采集的位置信号都传到数据采集分析设备14处理，由此分析电机的欲动性能。
作为优选，所述组合式惯量盘组包括若干结构相同的惯量盘，每一所述惯量盘均标定出各个量值规格。
作为本实施例的优选，所述惯量盘7均由两个对称设置的惯量半圆盘组成，两个惯量半圆盘沿着分割线11组装在一起，每一惯量盘7上均匀分布有若干相同个数的通孔7.1和螺纹孔7.2，所述通孔7.1和螺纹孔7.2均匀分布在同一圆周上，且每一通孔7.1和螺纹孔7.2的孔心与惯量盘7的盘心的距离都相等。每一通孔7.1内设有沉孔7.3，所述沉孔7.3的孔径与螺纹孔7.2的孔径相同。
所述惯量盘7安装的过程中，将两个半圆盘沿着分割线11组装在一起，形成一个完整的惯量盘7，所述惯量盘7的盘心处为中空安装孔7.4，通过中空安装孔7.4将惯量盘7安装在传动轴5上，不同惯量盘7标定不同量值，所有惯量盘7的结构均相同，只是大小不相同。
所述组合式惯量盘组6由多个惯量盘7进行组合而成，其中组合式惯量盘组6的组成个数以及惯量盘7的标量可根据实际的需要来进行组合。在惯量盘7组合的过程中，相邻两个惯量盘7之间采用错位装配方式进行安装。所述错位装配方式是指，在安装的过程中相邻两个惯量盘7其中一个的螺纹孔7.2与另一个惯量盘7上通孔7.1内的沉孔7.3错位安装，由于螺纹孔7.2与沉孔7.3的孔径相同，这样，螺纹孔7.2与沉孔7.3内的螺丝形成自锁结构，组合式惯量盘组6的安装不仅装配简便同时由于自锁结构使得组合式惯量盘组6内的惯量盘7连接也更加可靠。一般情况下，所述沉孔7.3的孔深一般为通孔7.1孔深的1/2。通过上述安装结构，组合式惯量盘组6调整惯量配比十分灵活。
综上所述，所述惯性负载加载通过组合式惯量盘组6进行提供，所述阻性负载加载通过磁粉制动器进行提供，惯性负载加载和阻性负载加载构成整个加载装置；转速信号、转矩信号、位置信号等构成整个信号检测装置；驱动装置12控制待测试电机1运转，待测试电机1通过调整组合式惯量盘组6的配比，通过加载控制设备来控制负载激励电流，待测试电机1各检测传感装置采集到的信号上传到数据采集分析设备14做处理。加载装置同时拥有惯性负载加载和阻性负载加载功能，两者都可调节，灵活配比，可模拟出各种应用场合的工况。在传动轴5的末端安装高精度的位置传感器(如光电编码器)，可以实时采集位置信号，并通过信号处理装置转化成转速信号或波形，可以直观、细致的分析电机的动态性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电机性能测试系统，其特征在于：包括驱动装置、待测试电机、加载控制装置、加载设备和数据采集分析设备，所述驱动装置与待测试电机电性连接，所述待测试电机固定安装在电机支架上，所述待测试电机的输出轴通过联轴器与传动轴的一端轴性连接，所述传动轴的另一端通过传动齿轮组与加载设备相连接，所述加载设备与加载控制装置电性连接，在所述联轴器上安装有转矩转速传感器，所述传动轴上安装有用于调整惯量负载的组合式惯量盘组，所述传动齿轮组与加载设备之间设有位置传感器，所述数据采集分析设备分别与待测试电机、转矩转速传感器和位置传感器相连接；所述组合式惯量盘组包括若干结构相同的惯量盘，每一所述惯量盘均标定出各个量值规格，每一所述惯量盘均由两个对称设置的惯量半圆盘组成，两个所述惯量半圆盘沿着分割线组装在一起，每一所述惯量盘上均匀分布有若干相同个数的通孔和螺纹孔，所述通孔和螺纹孔均匀分布在同一圆周上，且每一所述通孔和螺纹孔的孔心与惯量盘的盘心的距离都相等，每一所述通孔内设有沉孔，所述沉孔的孔径与螺纹孔的孔径相同，相邻两个惯量盘之间采用错位装配方式进行安装，沉孔的孔深为通孔的孔深的1/2。
2.根据权利要求1所述的一种电机性能测试系统，其特征在于：所述加载设备为磁粉制动器，所述磁粉制动器与加载控制装置电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种电机性能测试系统，其特征在于：还包括支撑底座，所述电机支架、转矩转速传感器、加载设备均固定在支撑底座上。
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