CN111398821A - 一种新能源电机转子测试设备及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新能源电机转子测试设备及测试方法，主要包括包括设备机身、下顶针滑台、上顶针组件、转子翻转测试组件、待测转子组件，待测转子在测试前先预装上下工装轴承，组成待测转子组件，而后将待测转子组件放置于设备中，转子翻转测试组件将待测转子组件翻转90°使其接近于待测转子装入新能源汽车时的工作姿态，而后启动测试，电机控制器供电驱动待测转子转动，到达一定转速后，断电，转子在惯性作用下继续转动并减速，电流传感器检测设备的模拟定子UVW三相线的感应电流，功率计检测此时的反电动势，该设备克服新能源电机转子不能使用转子上下两端定位的问题，使转子转动时与装车姿态相同，所测得的感应电流和反电动势更准确有效地反映转子状态。

Description

一种新能源电机转子测试设备及测试方法

技术领域

本发明属于电机零部件测试技术领域，具体来说涉及一种新能源电机转子测试设备及测试方法。

背景技术

当今，新能源汽车产业快速发展，产业链逐步向精细化延伸，新能源汽车中的核心动力原件便是新能源电机，而随着产业链的不断延伸和发展，对新能源电机的品质和性能的要求正逐步提高，新能源电机已经不满足于至进行整机检测，而又有越来越多的企业选择从下游产业链企业中买入成品转子进行组装已达到快速产出电机产品的目的，因此，越来越多的企业选择对组装好的转子进行出厂检测，由于对新能源电机及其零部件的品质追求，对新能源电机转子的检测已经不限于只检测转子的磁场强度和磁通量，而检测电机转子在运转过程中的特性成为其重要的检测趋势，而感应电流和反电动势的检测则是反映转子质量重要的检测指标。

而新能源电机转子在设计过程中，通常一端需要设计花键用于连接减速装置，另一端需要设计螺钉孔来安装旋变转子或旋变转子的固定零件，而这样的设计往往会不同程度的破坏电机转子轴两端在加工时所使用的的定位顶针锥孔，使其不同用于转子的定位尤其不能用于高速旋转时转子的定位。

因此，本文提出了一种新能源电机转子测试设备及测试方法，通过设置转子测试前预装工装轴承的方式，解决了新能源电机转子在高速旋转测试时不能使用转子轴上的原有顶针孔进行定位的问题，且通过此设备及方法测得上述感应电流和反电动势的两项重要参数。

发明内容

发明的目的在于提供一种新能源电机转子测试设备及测试方法，以解决上述背景技术中描述的新能源电机转子测试过程中的定位问题以及如何取得感应电流和反电动势两项重要参数的问题。

为了实现上述目的，发明采用了如下技术方案：一种新能源电机转子测试设备及测试方法，包括设备机身、下顶针滑台、上顶针组件、转子翻转测试组件、待测转子组件，所述设备机身固定于地面，为四立柱式机身，下顶针滑台安装于设备机身侧面，上顶针组件安装于设备机身上方，转子翻转测试组件安装于设备机身中间，所述下顶针滑台和上顶针组件可共同定位顶紧待测转子组件，测试时，将其送入转子翻转测试组件内部，所述转子翻转测试组件内部可夹紧待测转子组件，将待测转子组件翻转90°由竖直状态翻转为水平状态，接通电源，驱动待测转子组件旋转，而后切断电源，待测转子组件因惯性作用继续旋转并逐渐减速，此时通过转子翻转测试组件的电源接线读取感应电流以及反电动势。

进一步地，设备机身包括地脚、下支撑柱、设备底板、设备安装板、上支撑柱、设备顶板，所述地脚安装在设备底板四个角上，设备底板上面四个角处安装下支撑柱下端，下支撑柱上端安装设备安装板，设备安装板上面四个角处安装上支撑柱，上支撑柱上端安装设备顶板，所述下顶针滑台包括滑台安装板、导轨、滑块、下顶针安装座、下顶针、安装座连接块、滑台气缸、气缸安装座，所述滑台安装板一侧安装在设备机身的上支撑柱的侧面，该侧上端安装气缸安装座，气缸安装座上方安装滑台气缸，滑台气缸前端杆头通过浮动接头连接安装座连接块，安装座连接侧面安装在下顶针安装座上，滑台安装板另一侧安装导轨，导轨通过滑块连接下顶针安装座，下顶针安装座为L型，其末端安装下顶针，所述上顶针组件包括上顶针气缸、导向杆下连接板、上顶针、导向杆、导向杆上连接板，所述上顶针气缸下端安装在设备机身的设备顶板上方，其前端杆头通过浮动接头连接导向杆下连接板上侧，导向杆下连接板下侧安装上顶针，导向杆下连接板两端安装导向杆下端，导向杆上端安装导向杆上连接板，所述转子翻转测试组件包括测试组件安装座、测试组件转轴、转轴连接件、模拟定子固定工装、伺服驱动组件、模拟定子、夹紧气缸、夹紧块安装板、夹紧导向杆、夹紧块，所述测试组件安装座下端安装于设备机身的设备安装板上方，上端安装测试组件转轴的外端，所述测试组件转轴内端安装转轴连接件，测试组件安装座和测试组件转轴关于转轴连接件对称分布有两组，其中一组的测试组件转轴末端连接伺服驱动组件的输出轴，伺服驱动组件前端安装在同侧的测试组件安装座上端，所述转轴连接件中间安装模拟定子固定工装，模拟定子固定工装中心开台阶孔，台阶孔上大下小，小孔为通孔可供下顶针穿过，大孔构成待测转子的一个轴承室，所述模拟定子固定工装上安装模拟定子，所述转轴连接件对称两外侧的上端安装夹紧气缸、夹紧气缸前端杆头通过浮动接头连接夹紧块安装板一侧，另一侧安装夹紧块，夹紧块安装板两端安装夹紧导向杆，所述待测转子组件包括待测转子、工装轴承，所述工装轴承有两个，分别装在待测转子上下两端。

进一步地，待测转子在放入测试设备前，先在其上下两端各安装一个工装轴承，而后竖直由下顶针和上顶针共同顶紧放入测试设备，上顶针和下顶针同时向下移动，直至将待测转子组件下端的工装轴承接触模拟定子固定工装的轴承室，而后两个夹紧块同时在各自夹紧气缸的推动下，向待测转子中心轴移动，直至夹紧待测转子上端的工装轴承，此时上顶针及下顶针缩回原位，伺服驱动组件驱动转轴连接件旋转90°将夹紧待测转子旋转至水平状态，而后人工连接控制器三相线束至模拟定子的UVW三相线接头上，三相线束至控制器端安装有电流传感器，在电流传感器与控制器之间并联功率计，功率计与电流传感器之间的电路保持断开，而后启动测试，电源给控制器供电，控制器向模拟定子送电，模拟定子产生交替磁场变化驱动待测转子转动，通过电流传感器感应电流大小确定待测转子转速，达到预定转速后控制器断电，同时接通功率计与电流传感器之间的电路，待测转子依惯性继续旋转并开始减速，模拟定子通过UVW 三相线对外输出感应电流，并可通过功率计测出其此时的感应电动势。

进一步地，测试结束后，上顶针和下顶针再次夹紧待测转子，将其从模拟定子中间顶出，人工将测好后的待测转子取下，并取下其上安装的工装轴承。

进一步地，该工装轴承为在标准轴承的基础之上，在内圈装入一铜质衬套，以避免工装轴承在装入待测转子及从待测转子上取出时，对待测转子的转子轴造成磨损。

相比于现有技术，发明的有益效果在于：

1、本发明中通过在测试前在待测转子上安装工装轴承的方式，解决了新能源电机转子在测试时无法使用其前后两端的定位锥孔进行定位的问题。

2、本发明中通过将待测转子翻转90°水平姿态进行测试，更接近新能源电机转子在新能源汽车上的工作姿态，以此测得的结果更能够反映新能源电机转子的工作状态和品质。

3、本发明中通过设置模拟定子的方式，能够根据需要更换不同的模拟定子，具备兼容性、可扩展性强的优点。

4、本发明通过设置电流传感器和功率计能够有效测出电机断电后，转子降速时的反电动势和感应电流，准确判定转子状态。

5、本发明结构紧凑、简单。

附图说明

附图用来提供对发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施例一起用于解释发明，并不构成对发明的限制。

图1为发明的整体结构示意图；

图2为发明设备机身的结构示意图；

图3为发明下顶针滑台的结构示意图；

图4为发明上顶针组件的结构示意图；

图5为发明转子翻转测试组件的结构示意图；

图6为发明待测转子组件的结构示意图；

图7为发明待测转子组件装入设备时的姿态示意图；

图8为发明待测转子组件进入模拟定子时的姿态示意图；

图9为发明待测转子组件翻转90°时的姿态示意图；

图10为发明的测试方法结构框图；

图中：1设备机身，2下顶针滑台，3顶针组件，4转子翻转测试组件，5待测转子组件，101地脚,102下支撑柱，103设备底板,104设备安装板，105上支撑柱，106设备顶板，201滑台安装板，202导轨，203滑块，204下顶针安装座， 205下顶针,206安装座连接块,207滑台气缸,208气缸安装座，301上顶针气缸,302导向杆下连接板,303上顶针,304导向杆,305导向杆上连接板，401测试组件安装座,402测试组件转轴,403转轴连接件,404模拟定子固定工装,405伺服驱动组件,406模拟定子,407夹紧气缸,408夹紧块安装板,409夹紧导向杆， 410夹紧块，51待测转子,52工装轴承。

具体实施方式

下面将结合发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，因此不能理解为对发明的限制。

参照图1-图10，发明提出的一种技术方案：一种新能源电机转子测试设备及测试方法，包括设备机身1、下顶针滑台2、上顶针组件3、转子翻转测试组件4、待测转子组件5，所述设备机身1通过地脚螺栓固定于地面，为四立柱式机身，下顶针滑台2通过螺钉和定位销安装于设备机身1侧面，上顶针组件3 通过螺钉安装于设备机身1上方，转子翻转测试组件4通过螺钉和定位销安装于设备机身1中间，所述下顶针滑台2和上顶针组件3可共同定位顶紧待测转子组件5，测试时，将其送入转子翻转测试组件4内部，所述转子翻转测试组件 3内部可夹紧待测转子组件5，将待测转子组件5翻转90°由竖直状态翻转为水平状态，接通电源，驱动待测转子组件5旋转，而后切断电源，待测转子组件5 因惯性作用继续旋转并逐渐减速，此时通过转子翻转测试组件4的电源接线读取感应电流以及反电动势。

进一步地，设备机身1包括地脚101、下支撑柱102、设备底板103、设备安装板104、上支撑柱105、设备顶板106，所述地脚101通过螺钉安装在设备底板103四个角上，设备底板103上面四个角处通过螺钉安装下支撑柱102下端，下支撑柱102上端通过螺钉安装设备安装板104，设备安装板104上面四个角处通过螺钉安装上支撑柱105，上支撑柱105上端通过螺钉安装设备顶板106，所述下顶针滑台2包括滑台安装板201、导轨202、滑块203、下顶针安装座204、下顶针205、安装座连接块206、滑台气缸207、气缸安装座208，所述滑台安装板201一侧通过螺钉和定位销安装在设备机身1的上支撑柱105的侧面，该侧上端通过螺钉安装气缸安装座208，气缸安装座上方通过螺钉安装滑台气缸 207，滑台气缸207前端杆头通过浮动接头连接安装座连接块206，安装座连接 206侧面通过螺钉安装在下顶针安装座204上，滑台安装板201另一侧通过螺钉安装导轨202，导轨202通过滑块203连接下顶针安装座204，下顶针安装座204 为L型，其末端通过螺钉和定位孔安装下顶针205，所述上顶针组件3包括上顶针气缸301、导向杆下连接板302、上顶针303、导向杆304、导向杆上连接板 305，所述上顶针气缸301下端通过螺钉安装在设备机身1的设备顶板106上方，其前端杆头通过浮动接头连接导向杆下连接板302上侧，导向杆下连接板302 下侧通过螺钉和定位孔安装上顶针303，导向杆下连接板302两端通过螺钉和定位孔安装导向杆304下端，导向杆304上端通过螺钉和定位孔安装导向杆上连接板305，所述转子翻转测试组件包括测试组件安装座401、测试组件转轴402、转轴连接件403、模拟定子固定工装404、伺服驱动组件405、模拟定子406、夹紧气缸407、夹紧块安装板408、夹紧导向杆409、夹紧块410，所述测试组件安装座401下端通过螺钉安装于设备机身1的设备安装板104上方，上端通过轴承孔及轴承安装测试组件转轴402的外端，所述测试组件转轴402内端通过螺钉和定位孔安装转轴连接件403，测试组件安装座401和测试组件转轴(402) 关于转轴连接件403对称分布有两组，其中一组的测试组件转轴402末端连接伺服驱动组件405的输出轴，伺服驱动组件405前端通过螺钉安装在同侧的测试组件安装座401上端，所述转轴连接件403中间通过螺钉和定位销安装模拟定子固定工装404，模拟定子固定工装404中心开台阶孔，台阶孔上大下小，小孔为通孔可供下顶针205穿过，大孔构成待测转子5的一个轴承室，所述模拟定子固定工装404上端设置安装支撑模拟定子406的支撑柱，定位模拟定子406 的定位大孔和键槽，模拟定子406放置在上述定位打孔中，模拟定子406的外周键与上述键槽配合，模拟定子406下端与上述支撑柱接触，所述转轴连接件 403对称两外侧的上端通过螺钉安装夹紧气缸407、夹紧气缸407前端杆头通过浮动接头连接夹紧块安装板408一侧，另一侧安装夹紧块410，夹紧块安装板 408两端通过螺钉和定位孔安装夹紧导向杆409，所述待测转子组件5包括待测转子51、工装轴承52，所述工装轴承52有两个，分别装在待测转子51上下两端。

进一步地，所述待测转子51在放入测试设备前，先在其上下两端各安装一个工装轴承52，而后竖直由下顶针205和上顶针303共同顶紧放入测试设备，上顶针205和下顶针303同时向下移动，直至将待测转子组件5下端的工装轴承接触上述的模拟定子固定工装404的轴承室，而后两个夹紧块410同时在各自夹紧气缸407的推动下，向待测转子51中心轴移动，直至夹紧待测转子51 上端的工装轴承52，此时上顶针205及下顶针303缩回原位，伺服驱动组件405 驱动转轴连接件403旋转90°将夹紧待测转子51旋转至水平状态，而后人工连接控制器三相线束至模拟定子406的UVW三相线接头上，三相线束至控制器端安装有电流传感器，在电流传感器与控制器之间并联功率计，功率计与电流传感器之间的电路保持断开，而后启动测试，电源给控制器供电，控制器向模拟定子406送电，模拟定子406产生交替磁场变化驱动待测转子51转动，通过电流传感器感应电流大小确定待测转子51转速，达到预定转速后控制器断电，同时接通功率计与电流传感器之间的电路，待测转子51依惯性继续旋转并开始减速，模拟定子406通过UVW三相线对外输出感应电流，并可通过功率计测出其此时的感应电动势。

进一步地，测试结束后，上顶针303和下顶针205再次夹紧待测转子51，将其从模拟定子406中间顶出，人工将测好后的待测转子51取下，并取下其上安装的工装轴承52。

进一步地，该工装轴承52为在标准轴承的基础之上，在内圈装入一铜质衬套，以避免工装轴承52在装入待测转子51及从待测转子51上取出时，对待测转子51的转子轴造成磨损。

以上所述，仅为发明较佳的具体实施方式，但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发明揭露的技术范围内，根据发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新能源电机转子测试设备及测试方法，其特征在于：所述新能源电机转子测试设备包括设备机身(1)、下顶针滑台(2)、上顶针组件(3)、转子翻转测试组件(4)、待测转子组件(5)，所述设备机身(1)固定于地面，为四立柱式机身，下顶针滑台(2)安装于设备机身(1)侧面，上顶针组件(3)安装于设备机身(1)上方，转子翻转测试组件(4)安装于设备机身(1)中间，所述下顶针滑台(2)和上顶针组件(3)可共同定位顶紧待测转子组件(5)，测试时，将其送入转子翻转测试组件(4)内部，所述转子翻转测试组件(3)内部可夹紧待测转子组件(5)，将待测转子组件(5)翻转90°由竖直状态翻转为水平状态，接通电源，驱动待测转子组件(5)旋转，而后切断电源，待测转子组件(5)因惯性作用继续旋转并逐渐减速，此时通过转子翻转测试组件(4)的电源接线读取感应电流以及反电动势。

2.根据权利要求1所述的一种新能源电机转子测试设备及测试方法，其特征是：所述设备机身(1)包括地脚(101)、下支撑柱(102)、设备底板(103)、设备安装板(104)、上支撑柱(105)、设备顶板(106)，所述地脚(101)安装在设备底板(103)四个角上，设备底板(103)上面四个角处安装下支撑柱(102)下端，下支撑柱(102)上端安装设备安装板(104)，设备安装板(104)上面四个角处安装上支撑柱(105)，上支撑柱(105)上端安装设备顶板(106)，所述下顶针滑台(2)包括滑台安装板(201)、导轨(202)、滑块(203)、下顶针安装座(204)、下顶针(205)、安装座连接块(206)、滑台气缸(207)、气缸安装座(208)，所述滑台安装板(201)一侧安装在设备机身(1)的上支撑柱(105)的侧面，该侧上端安装气缸安装座(208)，气缸安装座上方安装滑台气缸(207)，滑台气缸(207)前端杆头通过浮动接头连接安装座连接块(206)，安装座连接(206)侧面安装在下顶针安装座(204)上，滑台安装板(201)另一侧安装导轨(202)，导轨(202)通过滑块(203)连接下顶针安装座(204)，下顶针安装座(204)为L型，其末端安装下顶针(205)，所述上顶针组件(3)包括上顶针气缸(301)、导向杆下连接板(302)、上顶针(303)、导向杆(304)、导向杆上连接板(305)，所述上顶针气缸(301)下端安装在设备机身(1)的设备顶板(106)上方，其前端杆头通过浮动接头连接导向杆下连接板(302)上侧，导向杆下连接板(302)下侧安装上顶针(303)，导向杆下连接板(302)两端安装导向杆(304)下端，导向杆(304)上端安装导向杆上连接板(305)，所述转子翻转测试组件包括测试组件安装座(401)、测试组件转轴(402)、转轴连接件(403)、模拟定子固定工装(404)、伺服驱动组件(405)、模拟定子(406)、夹紧气缸(407)、夹紧块安装板(408)、夹紧导向杆(409)、夹紧块(410)，所述测试组件安装座(401)下端安装于设备机身(1)的设备安装板(104)上方，上端安装测试组件转轴(402)的外端，所述测试组件转轴(402)内端安装转轴连接件(403)，测试组件安装座(401)和测试组件转轴(402)关于转轴连接件(403)对称分布有两组，其中一组的测试组件转轴(402)末端连接伺服驱动组件(405)的输出轴，伺服驱动组件(405)前端安装在同侧的测试组件安装座(401)上端，所述转轴连接件(403)中间安装模拟定子固定工装(404)，模拟定子固定工装(404)中心开台阶孔，台阶孔上大下小，小孔为通孔可供下顶针(205)穿过，大孔构成待测转子(5)的一个轴承室，所述模拟定子固定工装(404)上安装模拟定子(406)，所述转轴连接件(403)对称两外侧的上端安装夹紧气缸(407)、夹紧气缸(407)前端杆头通过浮动接头连接夹紧块安装板(408)一侧，另一侧安装夹紧块(410)，夹紧块安装板(408)两端安装夹紧导向杆(409)，所述待测转子组件(5)包括待测转子(51)、工装轴承(52)，所述工装轴承(52)有两个，分别装在待测转子(51)上下两端。

3.根据权利要求1所述的一种新能源电机转子测试设备及测试方法，其特征是：所述待测转子(51)在放入测试设备前，先在其上下两端各安装一个工装轴承(52)，而后竖直由下顶针(205)和上顶针(303)共同顶紧放入测试设备，上顶针(205)和下顶针(303)同时向下移动，直至将待测转子组件(5)下端的工装轴承接触权利要求2所述的模拟定子固定工装(404)的轴承室，而后两个夹紧块(410)同时在各自夹紧气缸(407)的推动下，向待测转子(51)中心轴移动，直至夹紧待测转子(51)上端的工装轴承(52)，此时上顶针(205)及下顶针303缩回原位，伺服驱动组件(405)驱动转轴连接件(403)旋转90°将夹紧待测转子(51)旋转至水平状态，而后人工连接控制器三相线束至模拟定子(406)的UVW三相线接头上，三相线束至控制器端安装有电流传感器，在电流传感器与控制器之间并联功率计，功率计与电流传感器之间的电路保持断开，而后启动测试，电源给控制器供电，控制器向模拟定子(406)送电，模拟定子(406)产生交替磁场变化驱动待测转子(51)转动，通过电流传感器感应电流大小确定待测转子(51)转速，达到预定转速后控制器断电，同时接通功率计与电流传感器之间的电路，待测转子(51)依惯性继续旋转并开始减速，模拟定子(406)通过UVW三相线对外输出感应电流，并可通过功率计测出其此时的感应电动势。

4.根据权利要求2所述的一种新能源电机转子测试设备及测试方法，其特征是：所描述的工装轴承(52)为包括但不限于在标准轴承的基础上在内圈套入一个铜质衬套的处理方式以保护在装入和取出工装轴承(52)时，工装轴承(52)的内圈不会对待测转子(51)的转子轴造成磨损。

Images