CN110567622A - 一种直流马达测功机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种直流马达测功机，包括测功机主体和工装；测功机主体包括机箱，以及设置在机箱中的工控计算机、负载仪、程控数字万用表、电源；负载仪、程控数字万用表、电源均与工控计算机电性连接；工装包括托板，设置在托板上的电机座，设置在电机座上的电机，用于测量该电机转速的传感器，以及用于承托被测马达的马达承托座；电机的转轴与被测马达的转轴在同一直线上，且电机的转轴端部设置有用于与被测马达的转轴连接的联轴器；电机、被测马达、传感器均与程控数字万用表电性连接，电机还与负载仪电性连接。该直流马达测功机的成本低且测量结果准确。

Description

一种直流马达测功机

技术领域

本发明涉及电机测功机领域，尤其涉及一种直流马达测功机。

背景技术

目前市场上的直流马达测功机是直接用扭力传感器通过联轴器连接被测马达作为负载的。这种技术存在以下缺陷和不足：

由于需要用到高精度的扭力传感器，设备制造成本高；

由于受到扭力传感器精度及联轴器连接马达同心度的影响较大，目前这种设备测试结果与实际偏差较大；

由于扭力传感器与用于测量转速的转速传感器（通常为旋转编码器）之间存在异步误差，会进一步加大测量误差。

而如果用一个电机替代扭力传感器，并把该电机与被测马达通过联轴器连接，当被测马达转动时，电机相当于负载发电机，把其发的电送到负载仪上，调整负载大小可控制被测马达的转速，从而得到力和转速的变趋线，可测出马达扭力特性；若用该电机驱动马达转动，则被测马达相当于发电机，通过测量其发出电压，并结合转速，可测得其反电动势常数KE和转矩常数KT。实际上，电机的价格比高精度的扭力传感器低，且测试也不受扭力传感器扭力量程的限制，测量结果更准确。

因此，需要寻求一种用电机替代扭力传感器的直流马达测功机，以降低设备成本，提高测量结果准确性。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种无扭力传感器的直流马达测功机，其成本较低且测量结果准确性高。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种直流马达测功机，包括测功机主体和工装；测功机主体包括机箱，以及设置在机箱中的工控计算机、负载仪、程控数字万用表、电源；负载仪、程控数字万用表、电源均与工控计算机电性连接；工装包括托板，设置在托板上的电机座，设置在电机座上的电机，用于测量该电机转速的传感器，以及用于承托被测马达的马达承托座；电机的转轴与被测马达的转轴在同一直线上，且电机的转轴端部设置有用于与被测马达的转轴连接的联轴器；电机、被测马达、传感器均与程控数字万用表电性连接，电机还与负载仪电性连接。

所述的直流马达测功机中，所述传感器为旋转编码器，所述测功机主体还包括D/A转换器，传感器先与该D/A转换器连接再连接至程控数字万用表。

所述的直流马达测功机中，所述测功机主体还包括由多个继电器组成的继电器组合，该继电器组合用于在工控计算机的控制下控制各电器设备的启闭。

所述的直流马达测功机中，所述工装还包括用于调节马达承托座前后、左右和上下位置的三轴调节机构。

所述的直流马达测功机中，所述三轴调节机构包括沿前后方向延伸的纵向导轨，滑动设置在纵向导轨上的滑架，以及可升降地设置滑架上的升降架；升降架由竖向调节螺杆驱动其升降；所述马达承托座可左右移动地设置在升降架上，该马达承托座由横向调节螺杆驱动其左右移动。

所述的直流马达测功机中，所述马达承托座的顶部开设有沿前后方向延伸的定位槽，该定位槽用于放置被测马达。

所述的直流马达测功机中，所述马达承托座上设置有一个固定压把，该固定压把的一端延伸至定位槽的上方且设置有可上下调节的压块，该压块用于压紧被测马达。

所述的直流马达测功机中，所述定位槽为V型槽。

所述的直流马达测功机中，所述机箱设置有工作台，所述托板承托在该工作台上；托板的顶部设置有防静电减振层，定位槽的表面设置有防静电减振层。

所述的直流马达测功机中，所述联轴器为绝缘弹性联轴器。

有益效果：

本发明提供的一种直流马达测功机，可使用电机替代现有技术中的高精度扭力传感器作为负载，此时测试不受扭力传感器扭力量程的限制；通过传感器可测量电机转速，再结合程控数字万用表测得的电机和被测马达的电压电流值、以及电机本身特性参数，可计算得到被测马达的各项特性参数。与现有技术相比，其成本更低且测量结果准确性高。

附图说明

图1为本发明提供的直流马达测功机的正视图。

图2为本发明提供的直流马达测功机的设备连接图。

图3本发明提供的直流马达测功机中，工装的俯视图。

图4本发明提供的直流马达测功机中，工装的正视图。

图5本发明提供的直流马达测功机中，工装的侧视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下文的公开提供的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

为了方便描述，本文中，把被测马达的转轴朝向定位前，即图1中的左侧；后与前方向，即图1中的右侧；上、下与实际使用时的上、下方向一致，即图1中的上、下侧；左右为与前后水平垂直的方向，即图1中垂直于纸面的方向。

请参阅图1-5，本发明提供的一种直流马达测功机，包括测功机主体A和工装B；测功机主体包括机箱1，以及设置在机箱中的工控计算机2、负载仪3、程控数字万用表4、电源14；负载仪3、程控数字万用表4、电源14均与工控计算机2电性连接；工装B包括托板5，设置在托板上的电机座6，设置在电机座上的电机7，用于测量该电机转速的传感器8，以及用于承托被测马达的马达承托座9；电机7的转轴与被测马达90的转轴在同一直线上，且电机7的转轴端部设置有用于与被测马达90的转轴连接的联轴器10；电机7、被测马达90、传感器8均与程控数字万用表4电性连接，电机7还与负载仪3电性连接。

使用时，把被测马达90放置在马达承托座9上并与联轴器10连接，需要测被测马达的扭力特性时，由被测马达90驱动电机7转动，由传感器8测量转速，此时电机7为负载发电机，其发出的电压和电流由程控数字万用表4采集，由于电机7的各特征参数是已知的通过其输出电压电流可得到其所受力矩T（T=Kt*I，其中Kt是电机7的转矩常数，I输出电流），通负载仪3可改变电机7的负载，从而可改变转速，再通过上述方法得到对应的力矩，从而得到被测马达90的输出力矩和转速之间的变趋线；需要测被测马达的反电动势常数KE和转矩常数KT时，由电机7驱动被测马达90转动，由传感器8测量转速，此时被测马达90为发电机，通过程控数字万用表4测量其输出电压，根据该电压和转速可计算得到KE值和KT值（KE=E/N，KT= KE/104.7，E是输出电压，N是转速）。

该测功机由于不使用高精度扭力传感器进行扭力的直接测量，测量精度不受扭力传感器精度的限制，且可测范围也不受扭力传感器扭力量程的限制，通过测量电流电压和转速并通过计算公式计算得到的测量结果也不会由于扭力传感器与转速传感器之间异步误差影响，因此其测量结果的精度比现有技术高；而且电机的价格比高精度扭力传感器低，该测功机比现有技术的成本更低。

优选实施方式中，所述电源14为程控电源，可以利用工控计算机2灵活地控制电源输出电压、电流、及过流保护和动态浪涌抑制等。

进一步的，见图2，所述传感器8为旋转编码器，所述测功机主体A还包括D/A转换器11，传感器8先与该D/A转换器11连接再连接至程控数字万用表4。由于旋转编码器输出的是数字信号，而程控数字万用表4的采集端的输入信号为模拟信号，因此传感器8的输出信号需先经过数模转换。

进一步的，见图2，所述测功机主体A还包括由多个继电器组成的继电器组合12，该继电器组合用于在工控计算机2的控制下控制各电器设备的启闭。

一些实施方式中，见图3-5，所述工装还包括用于调节马达承托座9前后、左右和上下位置的三轴调节机构13。把被测马达90放置在马达承托座9后，可通过三轴调节机构13调节马达承托座9的位置，确保被测马达90的转轴与电机9的转轴对准，可适应不同尺寸的被测马达90的使用要求。

具体的，见图5，所述三轴调节机构13包括沿前后方向延伸的纵向导轨13.1，滑动设置在纵向导轨上的滑架13.2，以及可升降地设置滑架上的升降架13.3；升降架13.3由竖向调节螺杆13.4驱动其升降；所述马达承托座9可左右移动地设置在升降架13.3上，该马达承托座9由横向调节螺杆13.5驱动其左右移动。

本实施例中，纵向导轨13.1设置在一个导轨座13.6上，滑架13.2通过一个滑座13.7与纵向导轨13.1滑动连接。

进一步的，所述竖向调节螺杆13.4的端部设置有上调节旋钮13.8，所述横向调节螺杆13.5的端部设置有侧调节旋钮13.9。通过旋转上调节旋钮13.8和侧调节旋钮13.9可方便地进行测马达90的对准调节。

进一步的，见图5，所述马达承托座9的顶部开设有沿前后方向延伸的定位槽9.1，该定位槽用于放置被测马达90。通过该定位槽9.1可对测马达90与马达承托座9的相对位置进行定位，且可保证被测马达90的转轴严格地沿前后方向设置，从而确保其可与电机7的转轴同轴。

进一步的，所述马达承托座9上设置有一个固定压把9.2，该固定压把的一端延伸至定位槽9.1的上方且设置有可上下调节的压块9.3，该压块用于压紧被测马达90。具体的，该固定压把9.2可通过一个连接架9.4与马达承托座9固连，已实现其与马达承托座9同步移动；压块9.3可通过螺杆与固定压把9.2连接，通过旋转螺杆实现升降。该压块9.3优选为防静电橡胶压块，一方面具有良好的电绝缘性，可避免被测马达通过固定压把与其它设备电连通，避免电磁和静电干扰而影响测量结果；另一方面具有良好的减振效果，可避免高频振动骚扰，进一步保证测量结果的准确性。

优选实施方式中，所述定位槽9.1为V型槽，如图5所示。由于被测马达90的外壳随型号的不同其形状不同，有的是圆的有的是扁的，而且尺寸也不同，但无论是哪种形状及尺寸，均会在V型槽中被两点支持，配合压块9.3的压紧即可实现被测马达90的稳定固定，兼容性强，无需针对每种被测马达90制备对应的马达承托座9，省去更换马达承托座的时间也大大减少设备制造及管理成本。

进一步的，所述机箱1设置有工作台1.1（见图1），所述托板5承托在该工作台1.1上；托板5的顶部可设置防静电减振层，定位槽的表面可设置防静电减振层。防静电减振层可以是防静电橡胶垫层，一方面具有良好的电绝缘性，可实现被测马达与工装电隔离，进一步避免电磁和静电干扰而影响测量结果；另一方面具有良好的减振效果，可避免高频振动骚扰，进一步保证测量结果的准确性。

进一步的，所述联轴器10为绝缘弹性联轴器，如梅花型弹性联轴器，具有良好的减振、缓冲和电绝缘性能，可实现电机7与被测马达90的电隔离，防止电弧脉冲干扰，且可减缓启动时的冲击反弹力，还可在通过三轴调节机构13调整前后位置意外撞击电机7的转轴时，避免产生大冲击而损坏电机7。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，其方案与本发明实质上相同。

Claims (10)

1.一种直流马达测功机，其特征在于，包括测功机主体和工装；测功机主体包括机箱，以及设置在机箱中的工控计算机、负载仪、程控数字万用表、电源；负载仪、程控数字万用表均、电源与工控计算机电性连接；工装包括托板，设置在托板上的电机座，设置在电机座上的电机，用于测量该电机转速的传感器，以及用于承托被测马达的马达承托座；电机的转轴与被测马达的转轴在同一直线上，且电机的转轴端部设置有用于与被测马达的转轴连接的联轴器；电机、被测马达、传感器均与程控数字万用表电性连接，电机还与负载仪电性连接。

2.根据权利要求1所述的直流马达测功机，其特征在于，所述传感器为旋转编码器，所述测功机主体还包括D/A转换器，传感器先与该D/A转换器连接再连接至程控数字万用表。

3.根据权利要求2所述的直流马达测功机，其特征在于，所述测功机主体还包括由多个继电器组成的继电器组合，该继电器组合用于在工控计算机的控制下控制各电器设备的启闭。

4.根据权利要求1所述的直流马达测功机，其特征在于，所述工装还包括用于调节马达承托座前后、左右和上下位置的三轴调节机构。

5.根据权利要求4所述的直流马达测功机，其特征在于，所述三轴调节机构包括沿前后方向延伸的纵向导轨，滑动设置在纵向导轨上的滑架，以及可升降地设置滑架上的升降架；升降架由竖向调节螺杆驱动其升降；所述马达承托座可左右移动地设置在升降架上，该马达承托座由横向调节螺杆驱动其左右移动。

6.根据权利要求1所述的直流马达测功机，其特征在于，所述马达承托座的顶部开设有沿前后方向延伸的定位槽，该定位槽用于放置被测马达。

7.根据权利要求6所述的直流马达测功机，其特征在于，所述马达承托座上设置有一个固定压把，该固定压把的一端延伸至定位槽的上方且设置有可上下调节的压块，该压块用于压紧被测马达。

8.根据权利要求6所述的直流马达测功机，其特征在于，所述定位槽为V型槽。

9.根据权利要求6所述的直流马达测功机，其特征在于，所述机箱设置有工作台，所述托板承托在该工作台上；托板的顶部设置有防静电减振层，定位槽的表面设置有防静电减振层。

10.根据权利要求1所述的直流马达测功机，其特征在于，所述联轴器为绝缘弹性联轴器。