CN109254247A - 一种在高速条件下的新能源电机转子测试机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电机领域，具体的说是一种在高速条件下的新能源电机转子测试机构。包括转子对中机构，转子装夹上载机构，底板，陪测驱动机构，其特征是：所述底板的上方从左至右依次设有陪测驱动机构和转子对中机构、转子装夹上载机构，转子对中机构和转子装夹上载机构之间通过被测转子相连，所述转子对中机构包括轴承机构、定子安装端盖、电机定子、定子安装壳体和电机转子，所述定子安装壳体内嵌设有电机定子，电机定子的内部嵌设有转子主轴，位于电机定子内的转子主轴外套设有电机转子，电机转子右侧的定子安装壳体上设有线圈防护环。本发明同现有技术相比，电子转子主轴的防划伤、防烧伤双重保护；定子线圈绕组的防碰伤保护；转子对中机构的设计降低了对转子上载机构设计要求。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，具体的说是一种在高速条件下的新能源电机转子测试机构。
背景技术
新能源电机转子在12000转/分的高速测试条件下时，由于振动、转子离心力、工装机构制造及装配精度、电机转子上料装夹偏差等原因，常发生下列不良现象：电机转子主轴夹持端及支撑端在卡盘卡爪中转转动打滑、轴向滑动，造成转子夹持端及支撑端表面划伤及烧伤；电机转子主轴支撑端在转子定心滑套中转动打滑、轴向滑动，造成转子夹持端及支撑端表面划伤及烧伤；有振动大、噪音大等不良现象出现；转子进入工装时定子上的线圈绕组被划伤。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，设计一种在高速条件下的新能源电机转子测试机构，即使夹紧套筒夹持不足够紧固时，此工装机构也能防止测试时转子主轴产生轴向、及圆周上滑动，并且在电机转子上料测试装夹有偏差的情况下，此工装机构有效保护工装上定子铜线不被划伤。同时该工装机构要有同心度方面的可靠性、稳定性，尽可能减少由于机构之和机构之间，机构和被测试产品之间由过大的不同心度带来的振动、噪音偏大的弊端。
为实现上述目的，设计一种在高速条件下的新能源电机转子测试机构，包括转子对中机构，转子装夹上载机构，底板，陪测驱动机构，其特征是：所述底板的上方从左至右依次设有陪测驱动机构和转子对中机构、转子装夹上载机构，转子对中机构和转子装夹上载机构之间通过被测转子相连，所述转子对中机构包括轴承机构、定子安装端盖、电机定子、定子安装壳体和电机转子，所述定子安装壳体内嵌设有电机定子，电机定子的内部嵌设有转子主轴，位于电机定子内的转子主轴外套设有电机转子，电机转子右侧的定子安装壳体上设有线圈防护环，电机转子左侧的定子安装壳体上设有定子安装端盖，位于定子安装端盖左侧的转子主轴外设有轴承机构。
所述陪测驱动机构和转子对中机构、转子装夹上载机构的底部分别设有一块支撑，陪测驱动机构和转子对中机构、转子装夹上载机构分别通过支撑固定在底板上，所述转子对中机构和转子装夹上载机构的底部分别设有滑块，位于转子对中机构和转子装夹上载机构下方的支撑上设有导轨，转子对中机构、转子装夹上载机构和支撑之间通过滑块和导轨滑动连接。
所述定子安装壳体的顶部设有工装吊环，定子安装壳体的前侧面上设有快速夹具钩。
所述电机定子的表面设有若干个定子安装螺丝，电机定子通过定子安装螺丝与定子安装壳体相连。
所述定子安装端盖的上侧设有电源线转换板，所述电源线转换板上设有三相电源线，子安装端盖的前侧设有夹钳抱紧板。
所述轴承机构包括向心球轴承、轴承安装轴、轴承安装座，转子主轴的左端套设有聚氨酯安装环，位于聚氨酯安装环右侧的转子主轴外套设有聚氨酯环，聚氨酯安装环左侧的转子主轴上套设有轴承安装轴，所述轴承安装轴与转子主轴之间并排设有定心滑套和另一聚氨酯环，所述另一聚氨酯环的右侧抵接聚氨酯安装环，轴承安装轴上套设有向心球轴承，所述向心球轴承、轴承安装轴和聚氨酯环的外侧套设有轴承安装座，轴承安装座左侧的转子主轴外从右至左依次套设有轴承内圈压盖和轴承外圈压盖。
本发明同现有技术相比，满足测试设备12000转/分的高转速下新能源电机转子的测试要求；工装结构保证了较高的同心度，能抑制与之相关的振动、噪音；电子转子主轴的防划伤、防烧伤双重保护；定子线圈绕组的防碰伤保护；转子对中机构的设计降低了对转子上载机构设计要求。
附图说明
图1为本发明测试前的结构示意图。
图2为本发明测试中的结构示意图。
图3为本发明中转子对中机构的结构示意图。
图4为本发明中转子对中机构的剖视图。
图5为本发明中轴承机构的细节图。
图6为本发明中测试状态下转子轴向受力状态图。
图7为本发明中聚氨酯作用原理细节图。
图8为本发明中定子绕组线圈原理细节图。
参见图1～图8，其中，1是转子对中机构，2是转子装夹上载机构，3是底板，4是陪测驱动机构，5是支撑，6是被测转子，7是导轨，8是滑块，9是向心球轴承，10是轴承内圈压盖，11是轴承外圈压盖，12是轴承安装轴，13是另一聚氨酯环，14是聚氨酯安装环，15是夹钳抱紧板，16是定子安装螺丝，17是电机定子，18是快速夹具钩，19是电机转子，20是转子主轴，21是线圈防护环，22是工装吊环，23是定子安装壳体，24是定子安装端盖，25是电源线转换板，26是聚氨酯环，27是轴承安装座，28是定心滑套，29是三相电源线，30是轴承机构，31是夹紧套筒。
具体实施方式
下面根据附图对本发明做进一步的说明。
如图1～图7所示，包括转子对中机构，转子装夹上载机构，底板，陪测驱动机构，其特征是：所述底板3的上方从左至右依次设有陪测驱动机构4和转子对中机构1、转子装夹上载机构2，转子对中机构1和转子装夹上载机构2之间通过被测转子6相连，所述转子对中机构1包括轴承机构30、定子安装端盖24、电机定子17、定子安装壳体23和电机转子19，所述定子安装壳体23内嵌设有电机定子17，电机定子17的内部嵌设有转子主轴20，位于电机定子17内的转子主轴20外套设有电机转子19，电机转子19右侧的定子安装壳体23上设有线圈防护环21，电机转子19左侧的定子安装壳体23上设有定子安装端盖24，位于定子安装端盖24左侧的转子主轴20外设有轴承机构30。
所述陪测驱动机构4和转子对中机构1、转子装夹上载机构2的底部分别设有一块支撑5，陪测驱动机构4和转子对中机构1、转子装夹上载机构2分别通过支撑5固定在底板3上，所述转子对中机构1和转子装夹上载机构2的底部分别设有滑块8，位于转子对中机构1和转子装夹上载机构2下方的支撑5上设有导轨7，转子对中机构1、转子装夹上载机构2和支撑5之间通过滑块8和导轨7滑动连接。
所述定子安装壳体23的顶部设有工装吊环22，定子安装壳体23的前侧面上设有快速夹具钩18。
所述电机定子17的表面设有若干个定子安装螺丝16，电机定子17通过定子安装螺丝16与定子安装壳体23相连。
所述定子安装端盖24的上侧设有电源线转换板25，所述电源线转换板25上设有三相电源线29，子安装端盖24的前侧设有夹钳抱紧板15。
所述轴承机构30包括向心球轴承9、轴承安装轴12、轴承安装座27，转子主轴20的左端套设有聚氨酯安装环14，位于聚氨酯安装环14右侧的转子主轴20外套设有聚氨酯环26，聚氨酯安装环14左侧的转子主轴20上套设有轴承安装轴12，所述轴承安装轴12与转子主轴20之间并排设有定心滑套28和另一聚氨酯环13，所述另一聚氨酯环13的右侧抵接聚氨酯安装环26，轴承安装轴12上套设有向心球轴承9，所述向心球轴承9、轴承安装轴12和聚氨酯环26的外侧套设有轴承安装座27，轴承安装座27左侧的转子主轴20外从右至左依次套设有轴承内圈压盖10和轴承外圈压盖11。
本发明使用时，陪测驱动机构高速转动，带动电机转子在转子对中机构中转动，进一步带动夹持电机转子的转子装夹上载机构的中心可旋转的部分一同高速旋转，进而得到电机转子的相关电性能。
图1所示，其中对中基准面A是内圆面，对中基准面B是外圆面，两者的配合是H7/h6的小间隙配合；对中基准面C是内圆面，对中基准面D是外圆面，两者的配合是H7/h6的小间隙配合；基准面B与基准面C处于同一固定机构即转子对中机构上；电机转子在装夹后如果没有异物，夹持不均匀等异常现象，理论上与对中基准面D外圆面同心；在转子对中机构中，转子与对中基准面B及对中基准面C同心。综合以上，可以保证了电子转子在测试过程中三个机构以及电子转子在合拢工作时的装夹同心度，使得测试设备的振动、噪音得到抑制。
如图6所示，转子对中机构主要由轴承机构、电机定子安装零部件组成，其工作原理是：
①转子上载机构中夹紧套筒夹紧电机转子后，通过导轨滑块进入转子对中机构，进一步穿过其轴承机构，与陪测驱动机构合拢形成一个转动整体。在陪测驱动机构的带动下使得转子在定子中旋转测试得到电子转子的测试数据。
②电子转子防轴向蹿动：图7中夹紧套筒夹紧位置在轴台阶A处，弹性体聚氨酯B挡住轴台阶B处，挡住轴台阶B时让聚氨酯由于被压缩产生变形量D，由于聚氨酯是弹性体，最终结果会产生图7中作用力F与反作用力F”，从而达到电机转子被夹紧套筒和聚氨酯B抱紧的效果，这样在夹紧套筒夹紧不牢固或其它异常时，电机转子不会出现在夹紧套筒内圆面转动打滑和轴向蹿动的情况，也不会出现电机转子在轴承机构中轴向蹿动的情况。
③电机转子在轴承机构支撑端内圆面的转动打滑的防止原理如图7所示：由整个工装的相关动作可知道，电机转子上载夹持好要穿过电机对中工装。但是电机转子对中工装上的轴承机构中定心滑套因为有支撑转子的要求，所以是既要有能支撑住转子硬度，也要有较低摩擦系数的黄铜零件。这样转子主轴与定心滑套必须是间隙配合（H7/h6）才能保证转子能顺利地穿过轴承机构与陪测驱动机构相连，且不划伤转子主轴。为了方便更换定心滑套，它与轴承安装轴内孔是间隙配合；另一方面转子主轴和定心滑套间由于有了间隙不能确认是轴在定心滑套里转动打滑还是随着向心球轴承内圈同速度转动。由于上述原因，就需要引入弹性体另一聚氨酯环类似的结构。另一聚氨酯环的作用如图8所示：在转子主轴穿过滑套时，另一聚氨酯环内孔略小于转子主轴直径(也可以减小转子主轴穿过定心滑套时对其摩擦程度)，另一聚氨酯环将受到挤压其外圆直径将变大，通过避让间隙F来吸收其变大的直径。这样转子主轴通过轴承机构后另一聚氨酯环抱紧了转子主轴；另一方面，聚氨酯安装环压紧另一聚氨酯环产生压缩量L，使定心滑套被压紧在轴承安装轴内孔端面上。以上两点可以确保电机转子和向心球轴承内圈一起转动，而不会出现转子主轴在定心滑套中转动打滑而产生摩擦的情况，从而防止了转子主轴的支撑端的划伤或烧伤。
④定子绕组线圈防划伤：由于电机转子本身质量较大，且转子内部布满强磁力的磁钢，加上电机转子由于装夹可能不正，导致在转子进入定子时会碰伤定子绕组线圈。在以上不良情况发生时，加装硬度低的线圈防护环后，间隙M、N使电子转子可顺利进入定子并保证不碰到定子线圈绕组，可以防止定子线圈绕组被划伤，如图8所示。
Claims (6)
1.一种在高速条件下的新能源电机转子测试机构，包括转子对中机构，转子装夹上载机构，底板，陪测驱动机构，其特征是：所述底板（3）的上方从左至右依次设有陪测驱动机构（4）和转子对中机构（1）、转子装夹上载机构（2），转子对中机构（1）和转子装夹上载机构（2）之间通过被测转子（6）相连，所述转子对中机构（1）包括轴承机构（30）、定子安装端盖（24）、电机定子（17）、定子安装壳体（23）和电机转子（19），所述定子安装壳体（23）内嵌设有电机定子（17），电机定子（17）的内部嵌设有转子主轴（20），位于电机定子（17）内的转子主轴（20）外套设有电机转子（19），电机转子（19）右侧的定子安装壳体（23）上设有线圈防护环（21），电机转子（19）左侧的定子安装壳体（23）上设有定子安装端盖（24），位于定子安装端盖（24）左侧的转子主轴（20）外设有轴承机构（30）。
2.根据权利要求1所述的一种在高速条件下的新能源电机转子测试机构，其特征是：所述陪测驱动机构（4）和转子对中机构（1）、转子装夹上载机构（2）的底部分别设有一块支撑（5），陪测驱动机构（4）和转子对中机构（1）、转子装夹上载机构（2）分别通过支撑（5）固定在底板（3）上，所述转子对中机构（1）和转子装夹上载机构（2）的底部分别设有滑块（8），位于转子对中机构（1）和转子装夹上载机构（2）下方的支撑（5）上设有导轨（7），转子对中机构（1）、转子装夹上载机构（2）和支撑（5）之间通过滑块（8）和导轨（7）滑动连接。
3.根据权利要求1所述的一种在高速条件下的新能源电机转子测试机构，其特征是：所述定子安装壳体（23）的顶部设有工装吊环（22），定子安装壳体（23）的前侧面上设有快速夹具钩（18）。
4.根据权利要求1所述的一种在高速条件下的新能源电机转子测试机构，其特征是：所述电机定子（17）的表面设有若干个定子安装螺丝（16），电机定子（17）通过定子安装螺丝（16）与定子安装壳体（23）相连。
5.根据权利要求1所述的一种在高速条件下的新能源电机转子测试机构，其特征是：所述定子安装端盖（24）的上侧设有电源线转换板（25），所述电源线转换板（25）上设有三相电源线（29），子安装端盖（24）的前侧设有夹钳抱紧板（15）。
6.根据权利要求1所述的一种在高速条件下的新能源电机转子测试机构，其特征是：所述轴承机构（30）包括向心球轴承（9）、轴承安装轴（12）、轴承安装座（27），转子主轴（20）的左端套设有聚氨酯安装环（14），位于聚氨酯安装环（14）右侧的转子主轴（20）外套设有聚氨酯环（26），聚氨酯安装环（14）左侧的转子主轴（20）上套设有轴承安装轴（12），所述轴承安装轴（12）与转子主轴（20）之间并排设有定心滑套（28）和另一聚氨酯环（13），所述另一聚氨酯环（13）的右侧抵接聚氨酯安装环（26），轴承安装轴（12）上套设有向心球轴承（9），所述向心球轴承（9）、轴承安装轴（12）和聚氨酯环（26）的外侧套设有轴承安装座（27），轴承安装座（27）左侧的转子主轴（20）外从右至左依次套设有轴承内圈压盖（10）和轴承外圈压盖（11）。
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