CN111351601A - 一种高速电机的扭矩的测试方法及装置 - Google Patents

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罗思维
王怀东
周裕斌
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    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating

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Abstract

本发明实施例公开一种高速电机的扭矩的测试方法及装置。该方法包括：驱动第一高速电机转动，使第一高速电机带动第二高速电机转动，其中，第一高速电机和第二高速电机通过同一转轴连接，且第一高速电机和第二高速电机为相同的电机；采集输入第一高速电机的输入电功率，以及，从第二高速电机输出的输出电功率；获取第一高速电机的转速；计算输入电功率与输出电功率的和的二分之一，得到第一高速电机传递到第二高速电机的机械功率；计算第一高速电机传递到第二高速电机的机械功率与第一高速电机的转速的商的二分之一，得到第一高速电机的扭矩。本发明解决了高转速下实体扭矩传感器无法检测扭矩的问题。

Description

一种高速电机的扭矩的测试方法及装置
技术领域
本发明涉及电机测试技术领域，尤其涉及一种高速电机的扭矩的测试方法及装置。
背景技术
市场上可以获得的电机测试装置通常使用扭矩传感器直接测量电机的转速和扭矩，以便确定待测电机的外特性曲线，效率曲线等。但对于高速电机，由于电机高速转动下导致严重的抖动和应力损耗等等问题，使得扭矩传感器无法较为准确地测量扭矩。
发明内容
本发明实施例提供一种高速电机的扭矩的测试方法及装置，以解决现有技术无法通过扭矩传感器测量高速电机的扭矩的问题。
第一方面，提供一种高速电机的扭矩的测试方法，包括：
驱动第一高速电机转动，使所述第一高速电机带动第二高速电机转动，其中，所述第一高速电机和所述第二高速电机通过同一转轴连接，且所述第一高速电机和所述第二高速电机为相同的电机；
采集输入所述第一高速电机的输入电功率，以及，从所述第二高速电机输出的输出电功率；
获取所述第一高速电机的转速；
计算所述输入电功率与所述输出电功率的和的二分之一，得到所述第一高速电机传递到所述第二高速电机的机械功率；
计算所述第一高速电机传递到所述第二高速电机的机械功率与所述第一高速电机的转速的商的二分之一，得到所述第一高速电机的扭矩。
第二方面，提供一种高速电机的扭矩的测试装置，包括：
通过同一转轴连接的第一高速电机和第二高速电机，所述第一高速电机和所述第二高速电机为相同的电机；
驱动模块，用于驱动所述第一高速电机转动，使所述第一高速电机带动所述第二高速电机转动；
第一电功率分析仪，用于采集输入所述第一高速电机的输入电功率；
第二电功率分析仪，用于采集从所述第二高速电机输出的输出电功率；
处理模块，用于获取所述第一高速电机的转速；计算所述输入电功率与所述输出电功率的和的二分之一，得到所述第一高速电机传递到所述第二高速电机的机械功率；以及，计算所述第一高速电机传递到所述第二高速电机的机械功率与所述第一高速电机的转速的商的二分之一，得到所述第一高速电机的扭矩。
这样，本发明实施例，通过一根转轴连接两个高速电机以减少抖动；且不采用实体扭矩传感器，而是通过采集同轴的两个相同的高速电机的输入电功率和输出电功率以及转速，计算得到高转速下电机的扭矩，从而解决了高转速下，实体扭矩传感器无法检测扭矩的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的高速电机的扭矩的测试方法的流程图；
图2是本发明实施例的高速电机的扭矩的测试装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种高速电机的扭矩的测试方法。如图1所示，该测试方法包括如下的步骤：
步骤S101：驱动第一高速电机转动，使第一高速电机带动第二高速电机转动。
其中，第一高速电机和第二高速电机通过同一转轴连接，且第一高速电机和第二高速电机为相同的电机。第一高速电机作为待测电机，第二高速电机作为负载电机。在本发明一优选的实施例中，第一高速电机和第二高速电机的转速可以达到70000rpm以上。应当理解的是，不同高速电机的特性不同，因此高速电机的转速还可以是80000rpm、100000rpm以上。
步骤S102：采集输入第一高速电机的输入电功率，以及，从第二高速电机输出的输出电功率。
具体的，可通过电功率分析仪进行采集。应当理解的是，输入电功率、输出电功率都是在第一高速电机和第二高速电机稳态运行时采集得到的。
步骤S103：获取第一高速电机的转速。
具体的，该步骤可通过如下的过程获取第一高速电机的转速。
(1)获取输入第一高速电机的电学参数的周期，或，从第二高速电机输出的电学参数的周期。
其中，电学参数为电压或电流。第一高速电机和第二高速电机的电学参数可通过电功率分析仪采集得到。应当理解的是输入第一高速电机的电学参数的周期和从第二高速电机输出的电学参数的周期相同，电压的周期和电流的周期也相同，因此获取其中任一周期即可。
(2)根据第一高速电机或第二高速电机的类型确定正比系数。
每种类型的电机具有特定的参数，从而具有特定的正比系数。因此，第一高速电机和第二高速电机的类型确定的情况下，可以通过查阅电机类型与正比参数的对应表来获取第一高速电机或第二高度电机的正比系数。应当理解的是，本发明实施例的第一高速电机和第二高速电机是相同的电机，因此，两者的正比系数相同。
(3)计算采集的电学参数的周期与正比系数的乘积，得到第一高速电机的转速。
通过上述的步骤可以得到第一高速电机的转速。应当理解的是，本发明实施例并不以此为限，还可以通过其他的方式得到电机的转速。
步骤S104：计算输入电功率与输出电功率的和的二分之一，得到第一高速电机传递到第二高速电机的机械功率。
具体的，该步骤的计算式通过如下的过程推导得到：
第一高速电机和第二高速电机的整体的损耗功率为输入电功率和输出电功率的差，即Pconsum＝Pin-Pout。其中Pconsum表示损耗功率，Pin表示输入电功率，Pout表示输出电功率。由于第一高速电机和第二高速电机为相同的电机，因此，可以将两台高速电机的损耗功率视为近似相同的，则第一高速电机的损耗功率为Pconsum/2。那么，第一高速电机传递到第二高速电机的机械功率为Pmech＝Pin-Pconsum/2。将Pconsum＝Pin-Pout代入到Pmech＝Pin-Pconsum/2中，得到Pconsum＝(Pin+Pout)/2。
步骤S105：计算第一高速电机传递到第二高速电机的机械功率与第一高速电机的转速的商的二分之一，得到第一高速电机的扭矩。
扭矩的计算公式为T＝Pmech/2n。其中，T表示扭矩，n表示第一高速电机的转速。
因此，通过上述的方式，不采用扭矩传感器，只需采集输入电功率和输出电功率以及转速，即可计算得到扭矩。
综上，本发明实施例的高速电机的扭矩的测试方法，通过一根转轴连接两个高速电机以减少抖动；且不采用实体扭矩传感器，而是通过采集同轴的两个相同的高速电机的输入电功率和输出电功率以及转速，计算得到高转速下电机的扭矩，从而解决了高转速下，实体扭矩传感器无法检测扭矩的问题。
本发明实施例还公开了一种高速电机的扭矩的测试装置。如图2所示，该测试装置包括如下的结构：
通过同一转轴连接的第一高速电机1和第二高速电机2。第一高速电机1和第二高速电机2为相同的电机。优选的，第一高速电机1和第二高速电机2的转速可达到70000rpm以上。
驱动模块3，用于驱动第一高速电机1转动，使第一高速电机1带动第二高速电机2转动。
具体的，驱动模块3包括：直流电源301和无刷直流控制器302。直流电源301的输出端与无刷直流控制器302的输入端电连接。无刷直流控制器302的输出端与第一高速电机1的输入端电连接。直流电源301用于提供能量，无刷直流控制器302用于驱动第一高速电机1转动。无刷直流控制器302可以包括但不限于采用六步换向控制方法，采用方波电流控制方法，或者，采用正弦电流控制方法的各类无刷电机控制器。例如，无刷直流控制器302包括但不限于三相无刷电机控制器，单相无刷电机控制器，以及各种多相无刷电机控制器。
第一电功率分析仪4，用于采集输入第一高速电机1的输入电功率。根据电机和无刷直流控制器302的类型，第一电功率分析仪4可以是三相的，单相的或多相的功率分析仪。应当理解的是，第一电功率分析仪4还可以采集输入第一高速电机1的交流电流和交流电压，以便用于获取电机转速。
第二电功率分析仪5，用于采集从第二高速电机2输出的输出电功率。根据电机和无刷直流控制器302的类型，第二电功率分析仪5可以是三相的，单相的或多相的功率分析仪。应当理解的是，第二电功率分析仪5还可以采集从第二高速电机2输出的交流电流和交流电压，以便用于获取电机转速。
处理模块6，用于获取第一高速电机1的转速。
具体的，处理模块6包括如下的子模块：
获取子模块，用于获取输入第一高速电机1的电学参数的周期，或，从第二高速电机2输出的电学参数的周期。
其中，电学参数为电压或电流。第一高速电机1的电学参数通过第一电功率分析仪4采集，第二高速电机2输出的电学参数通过第二电功率分析仪5采集。
确定子模块，用于根据第一高速电机1或者第二高速电机2的型号确定正比系数。
计算子模块，用于计算采集的电学参数的周期与正比系数的乘积，得到第一高速电机1的转速。
处理模块6，还用于计算输入电功率与输出电功率的和的二分之一，得到第一高速电机1传递到第二高速电机2的机械功率；以及，用于计算第一高速电机1传递到第二高速电机2的机械功率与第一高速电机1的转速的商的二分之一，得到第一高速电机1的扭矩。
处理模块6可以是可编程的处理器，以便通过搭载的软件进行各种逻辑判断、运算处理等等。
该高速电机的扭矩的测试装置还包括：对称负载7。对称负载7的输入端与第二高速电机2的输出端电连接。对称负载7用于接收第二高速电机2传递的有功或无功功率。对称负载7可以是可变的或不可变的，可编程的或不可编程的，单相的或多相的，纯阻性的或感性的或容性的负载。对称负载7可以含有单相的或多相对称的臂，在每个臂上具有对称的纯阻性的或感性的或容性的负载。对称负载7可以含有整流装置或不含有整流装置。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
综上，本发明实施例的高速电机的扭矩的测试装置，通过一根转轴连接两个高速电机以减少抖动；且不采用实体扭矩传感器，而是通过采集同轴的两个相同的高速电机的输入电功率和输出电功率以及转速，计算得到高转速下电机的扭矩，从而解决了高转速下，实体扭矩传感器无法检测扭矩的问题。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种高速电机的扭矩的测试方法，其特征在于，包括：
驱动第一高速电机转动，使所述第一高速电机带动第二高速电机转动，其中，所述第一高速电机和所述第二高速电机通过同一转轴连接，且所述第一高速电机和所述第二高速电机为相同的电机；
采集输入所述第一高速电机的输入电功率，以及，从所述第二高速电机输出的输出电功率；
获取所述第一高速电机的转速；
计算所述输入电功率与所述输出电功率的和的二分之一，得到所述第一高速电机传递到所述第二高速电机的机械功率；
计算所述第一高速电机传递到所述第二高速电机的机械功率与所述第一高速电机的转速的商的二分之一，得到所述第一高速电机的扭矩。
2.根据权利要求1所述的高速电机的扭矩的测试方法，其特征在于，所述获取所述第一高速电机的转速的步骤，包括：
获取输入所述第一高速电机的电学参数的周期，或，从所述第二高速电机输出的电学参数的周期，其中，所述电学参数为电压或电流；
根据所述第一高速电机或所述第二高速电机的类型确定正比系数；
计算采集的所述电学参数的周期与所述正比系数的乘积，得到所述第一高速电机的转速。
3.根据权利要求1所述的高速电机的扭矩的测试方法，其特征在于：所述第一高速电机和所述第二高速电机的转速达到70000rpm以上。
4.一种高速电机的扭矩的测试装置，其特征在于，包括：
通过同一转轴连接的第一高速电机和第二高速电机，所述第一高速电机和所述第二高速电机为相同的电机；
驱动模块，用于驱动所述第一高速电机转动，使所述第一高速电机带动所述第二高速电机转动；
第一电功率分析仪，用于采集输入所述第一高速电机的输入电功率；
第二电功率分析仪，用于采集从所述第二高速电机输出的输出电功率；
处理模块，用于获取所述第一高速电机的转速；计算所述输入电功率与所述输出电功率的和的二分之一，得到所述第一高速电机传递到所述第二高速电机的机械功率；以及，计算所述第一高速电机传递到所述第二高速电机的机械功率与所述第一高速电机的转速的商的二分之一，得到所述第一高速电机的扭矩。
5.根据权利要求4所述的高速电机的扭矩的测试装置，其特征在于：所述驱动模块包括：直流电源和无刷直流控制器，所述直流电源的输出端与所述无刷直流控制器的输入端电连接，所述无刷直流控制器的输出端与所述第一高速电机的输入端电连接。
6.根据权利要求4所述的高速电机的扭矩的测试装置，其特征在于，所述处理模块包括：
获取子模块，用于获取输入所述第一高速电机的电学参数的周期，或，从所述第二高速电机输出的电学参数的周期，其中，所述电学参数为电压或电流，所述第一高速电机的电学参数通过所述第一电功率分析仪采集，所述第二高速电机输出的电学参数通过所述第二电功率分析仪采集；
确定子模块，用于根据所述第一高速电机或者所述第二高速电机的类型确定正比系数；
计算子模块，用于计算采集的所述电学参数的周期与所述正比系数的乘积，得到所述第一高速电机的转速。
7.根据权利要求4所述的高速电机的扭矩的测试装置，其特征在于，还包括：对称负载，所述对称负载的输入端与所述第二高速电机的输出端电连接。
8.根据权利要求4所述的高速电机的扭矩的测试装置，其特征在于：所述第一高速电机和所述第二高速电机的转速达到70000rpm以上。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3201163B2 (ja) * 1994-09-01 2001-08-20 トヨタ自動車株式会社 モータ評価方法
CN2648427Y (zh) * 2003-09-23 2004-10-13 洛阳轴研科技股份有限公司 高速电机输出功率测试装置
CN101387688A (zh) * 2007-09-11 2009-03-18 通用汽车环球科技运作公司 用于电动马达转矩监测的方法和设备
CN101975923A (zh) * 2010-08-24 2011-02-16 上海奥波电子有限公司 一种电动机加载性能测试系统
CN102645632A (zh) * 2012-04-01 2012-08-22 南京航空航天大学 一种永磁同步电机无角度传感器效率测试系统及控制方法
CN104777425A (zh) * 2015-03-31 2015-07-15 浙江大学 共轴高速永磁同步电机互馈测试平台
KR20180029493A (ko) * 2016-09-12 2018-03-21 이레산업(주) 전동기의 다이나모 시험장치
CN108020359A (zh) * 2018-02-01 2018-05-11 成都纵横大鹏无人机科技有限公司 实现对不同扭矩测量量程调节的电机特性测试装置
CN109946005A (zh) * 2017-12-20 2019-06-28 宝沃汽车（中国）有限公司 功率检测的方法、装置和系统
CN110187192A (zh) * 2019-06-17 2019-08-30 南方电网科学研究院有限责任公司 一种基于对拖实验的换流阀损耗测量系统及方法
CN110687448A (zh) * 2019-10-08 2020-01-14 宁波大桔科技有限公司 一种轮毂电机负载检测装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3201163B2 (ja) * 1994-09-01 2001-08-20 トヨタ自動車株式会社 モータ評価方法
CN2648427Y (zh) * 2003-09-23 2004-10-13 洛阳轴研科技股份有限公司 高速电机输出功率测试装置
CN101387688A (zh) * 2007-09-11 2009-03-18 通用汽车环球科技运作公司 用于电动马达转矩监测的方法和设备
CN101975923A (zh) * 2010-08-24 2011-02-16 上海奥波电子有限公司 一种电动机加载性能测试系统
CN102645632A (zh) * 2012-04-01 2012-08-22 南京航空航天大学 一种永磁同步电机无角度传感器效率测试系统及控制方法
CN104777425A (zh) * 2015-03-31 2015-07-15 浙江大学 共轴高速永磁同步电机互馈测试平台
KR20180029493A (ko) * 2016-09-12 2018-03-21 이레산업(주) 전동기의 다이나모 시험장치
CN109946005A (zh) * 2017-12-20 2019-06-28 宝沃汽车（中国）有限公司 功率检测的方法、装置和系统
CN108020359A (zh) * 2018-02-01 2018-05-11 成都纵横大鹏无人机科技有限公司 实现对不同扭矩测量量程调节的电机特性测试装置
CN110187192A (zh) * 2019-06-17 2019-08-30 南方电网科学研究院有限责任公司 一种基于对拖实验的换流阀损耗测量系统及方法
CN110687448A (zh) * 2019-10-08 2020-01-14 宁波大桔科技有限公司 一种轮毂电机负载检测装置

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