CN112014730A

CN112014730A - 一种电机负载性能的测试装置

Info

Publication number: CN112014730A
Application number: CN202010750640.XA
Authority: CN
Inventors: 韩博; 高猛; 赵瑞; 吴闯; 刘莉; 邝栗山
Original assignee: CASIC Space Engineering Development Co Ltd
Current assignee: CASIC Space Engineering Development Co Ltd
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2020-12-01

Abstract

本申请实施例公开一种电机负载性能的测试装置。该具体实施方式包括测试平台以及位于所述测试平台上的转速转矩传感器和制动器；所述转速转矩传感器的一端通过第一级联轴器与所述制动器连接，所述转速转矩传感器的另一端连接有第二级联轴器；所述测试装置还包括移动平台，升降组件以及位于所述移动平台上的位移组件和用于固定待测电机的电机固定架；所述位移组件被配置为驱动电机固定架向远离或靠近所述转速转矩传感器的方向移动；所述升降组件被配置为驱动移动平台升降，使得待测电机的轴心与所述第二级联轴器的轴心在同一直线上。该实施方式的测试装置可实现对不同型号、不同尺寸的电机进行电机负载性能测试。

Description

一种电机负载性能的测试装置

技术领域

本申请涉及设备试验技术领域。更具体地，涉及一种电机负载性能的测试装置。

背景技术

电机作为一种重要的执行机构在各个领域得到广泛的应用，尤其在航空航天及军事领域，对电机的不同工况负载能力的测试是对电机综合性能评价的重要因素，同时，为了满足各种先进控制算法的研发与验证，需要根据实际应用模拟电机动态负载情况，获取电机控制系统在要求工况下的转速、转矩等重要参数，可加深科研人员对电机的了解，提高开发效率。因此，发展高精度，灵活高效的电机负载模拟系统势在必行。

目前现有技术的电机负载模拟系统存在一定的问题，其一，现有技术中的电机负载模拟系统一次只能得到一种工况的特定尺寸的电机的性能，但是被测电机的种类繁多，尺寸多样，因此，需要准备多种不同规格的试验装置多次进行试验。其二，负载加卸载过程往往都是开环控制，操作者对电机负载性能的变化无法作进一步的控制，负载调整精度较差，一旦出错，将产生无法挽回的损失；其三，现有的电机负载模拟系统不能根据不同工况动态调整电机负载。其四，现有的电机负载模拟系统的测试设备与控制设备彼此分散，不便于工作人员测量与操作。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电机负载性能的测试装置，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。

为达到上述目的中至少一个，本申请采用下述技术方案：

本申请提供一种电机负载性能的测试装置，包括测试平台以及位于所述测试平台上的转速转矩传感器和制动器；

所述转速转矩传感器的一端通过第一级联轴器与所述制动器连接，所述转速转矩传感器的另一端连接有第二级联轴器；

所述测试装置还包括移动平台，升降组件以及位于所述移动平台上的位移组件和用于固定待测电机的电机固定架；

所述位移组件被配置为驱动电机固定架向远离或靠近所述转速转矩传感器的方向移动；

所述升降组件被配置为驱动移动平台升降，使得待测电机的轴心与所述第二级联轴器的轴心在同一直线上。

在一种实施例中，所述制动器为磁滞制动器。

在一种实施例中，所述位移组件包括设置在移动平台上的直线滑台和沿所述直线滑台的延伸方向移动的滑块，所述电机固定架与所述滑块结合固定。

在一种实施例中，所述升降组件包括有底板、设置在所述移动平台和底板之间的步进电机以及若干个支撑杆；所述支撑杆的一端与所述移动平台的底面结合固定，所述支撑杆的另一端可活动连接在底板上。

在一种实施例中，所述升降组件还包括若干个位于所述底板上的可拆卸紧固件，所述若干个可拆卸紧固件分别用于固定所述若干个支撑杆。

在一种实施例中，所述测试装置包括电机负载控制器和工控机；所述电机负载控制器分别与所述转速转矩传感器、制动器和工控机相连接。

在一种实施例中，所述电机固定架包括第一侧壁部、第二侧壁部、分别连接所述第一侧壁部和第二侧壁部的顶壁部和底壁部；

所述电机固定架还包括位于底壁部上的底座、固定部以及贯穿所述顶壁部的调节丝杆；

待测电机固定在所述底座和固定部之间；

所述调节丝杆与所述固定部连接固定。

在一种实施例中，所述固定部靠近所述底座的端部呈倒V型或者拱桥型。

在一种实施例中，所述固定部靠近所述底座以及所述底座靠近所述固定部的表面分别设置有缓冲胶垫。

在一种实施例中，所述测试平台包括若干个支腿，所述若干个支腿的底端分别设置有减震垫铁。

本申请的有益效果如下：

本申请针对目前现有的问题，提供一种电机负载性能的测试装置，该测试装置通过设置升降组件和位移组件，可方便调节不同电机的轴心位置，使得待测的电机的轴心始终与第二级联轴器的轴心在同一直线上，保证待测电机与测试平台上的测试设备的可靠连接，避免不同型号、不同尺寸的电机对测试装置的影响，从而实现可对不同型号、不同尺寸的电机进行电机负载性能测试；另外，通过配置电机负载控制器和工控机，形成闭环控制系统，实时调整制动器输出的控制信号，提高测试装置的负载调整精度，降低测试装置的测量误差；同时，工控机既能够通过无级调节命令手动加载，并且能够通过对不同工况下电机所需带载能力的数据分析，确定电机转速、转矩与所需负载的拟合曲线，调整电机负载控制器的负载给定参数，实现全工况下电机负载的连续动态加载。

附图说明

下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本申请的一个实施例的测试装置的结构示意图。

图2示出本申请的一个实施例的电机固定架的结构示意图。

图3示出本申请的一个实施例的可拆卸紧固件的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请，下面结合实施例和附图对本申请做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本申请的保护范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

还需要说明的是，在本申请的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

针对现有技术中存在的问题，本申请的一个实施例提供一种电机负载性能的测试装置10，如图1-3所示，该测试装置10包括测试平台11以及位于测试平台11上的转速转矩传感器12和制动器13，还包括承载转速转矩传感器12的第一固定座14和承载制动器13的第二固定座15，该第一固定座14和第二固定座15的高度根据转速转矩传感器12和制动器13的实际尺寸而定，保证转速转矩传感器12的轴心和制动器13的轴心在同一直线上即可。该转速转矩传感器12的一端通过第一级联轴器16与制动器13连接，转速转矩传感器12的另一端连接有第二级联轴器17；所述测试装置还包括移动平台18，升降组件20以及位于所述移动平台18上的位移组件30和用于固定待测电机的电机固定架19；该位移组件30被配置为驱动电机固定架19向远离或靠近转速转矩传感器12的方向移动，通过位移组件30驱动电机固定架19，从而带动待测电机靠近或者远离转速转矩传感器12，方便电机的安装或者拆卸；该升降组件20被配置为驱动移动平台18升降，使得待测电机的轴心与第二级联轴器17的轴心在同一直线上，即，使得待测电机通过第二级联轴器17与转速转矩传感器12连接。

在一个示例中，先将待测电机固定在电机固定架19上，调节升降组件20使得待测电机的轴心与第二级联轴器17的轴心在同一直线上，调节位移组件30驱动电机固定架19从而带动待测电机靠近第二级联轴器17，对准后，将待测电机与第二级联轴器17连接固定，即实现与转速转矩传感器12的连接，可开始测试。

该实施例提供的测试装置通过升降组件20和位移组件30的配合，提高电机固定架19的活动空间和电机的安装/拆卸效率，可方便调节不同电机的轴心位置，使得待测的电机的轴心始终与第二级联轴器17的轴心在同一直线上，保证待测电机与测试平台11上的测试设备的可靠连接，避免不同型号、不同尺寸的电机对测试装置的影响，从而实现可对不同型号、不同尺寸的电机进行电机负载性能测试。

在一种具体的实施方式中，制动器13为输入电压与制动扭矩具有线性关系的磁滞制动器，磁滞制动器利用磁滞原理，通过控制输入的励磁电流，产生一定的扭矩，控制电流和输出扭矩有较好的线性关系；同时磁滞制动器可提供光滑、无级可调、与转速无关的转矩控制，使得装置内无其它摩擦，具有稳定可靠、使用转速高噪音小、使用寿命长，维护成本低等优点。

在一种具体的实施方式中，测试平台11包括若干个支腿110，所述若干个支腿110的底端分别设置有减震垫铁111。在如图1所示的实施方式中，测试平台11包括有4个支腿110，每个支腿110的底端分别设置有减震垫铁111，该减震垫铁111用于调节测试平台11的高度，确保测试平台11上的测试设备处于同一高度，同时减小测试装置10测试过程中的震动。

在一种具体的实施方式中，如图1所示，位移组件30包括设置在移动平台18上的直线滑台31、沿直线滑台31的延伸方向移动的滑块(图中未显示)以及位于直线滑台31一端的电机32，电机固定架19与所述滑块结合固定，通过位移组件30的电机32驱动，滑块带动电机固定架19在直线滑台31上移动，从而调整待测电机和第二级联轴器17之间的水平距离。

在一种具体的实施方式中，如图1所示，升降组件20包括有底板21、设置在移动平台18和底板21之间的步进电机22以及若干个支撑杆23；支撑杆23的一端与移动平台18的底面结合固定，支撑杆23的另一端贯穿底板21的表面且可活动连接在底板21上。在如图1所示的实施方式中，包括有4个支撑杆23，该支撑杆23用于增强移动平台18的稳定性且保证移动平台18不会左右晃动，保持电机的位置稳定。当需要调节电机的轴心与第二级联轴器17的轴心的相对高度时，通过步进电机22驱动移动平台18升降，从而带动电机上下移动。

在一种具体的实施方式中，升降组件20还包括若干个位于底板21上的可拆卸紧固件24，若干个可拆卸紧固件24分别用于固定所述若干个支撑杆23。在如图1所示的实施方式中，包括有和4个支撑杆23一一对应的4个可拆卸紧固件24。如图3所示，该可拆卸紧固件24包括紧固圈241以及将紧固圈241的两个端部螺栓连接的螺纹锁杆242，螺纹锁杆242的一端设置有调整螺母243，调整螺母243用于调节支撑杆23的紧固半径，螺纹锁杆242的另一端依次设置有弹垫244、橡胶垫片245和扳手246。通过将支撑杆23插入紧固圈241中，旋转调整螺母243，使得紧固圈241与支撑杆23贴合固定，随后扳动扳手246，压紧橡胶垫片244和弹垫245，带动螺纹锁杆242缩小紧固圈241的半径从而锁紧支撑杆23。当需要调节移动平台18的垂直高度时，松开扳手246，通过步进电机22调节电机的高度，调节完成后，再扳动扳手246锁紧支撑杆23。

在一种具体的实施方式中，如图2所示，电机固定架19包括第一侧壁部191、第二侧壁部192、分别连接第一侧壁部191和第二侧壁部192的顶壁部193和底壁部194；电机固定架19还包括位于底壁部194上的底座195、固定部196以及贯穿顶壁部的调节丝杆197；待测电机固定在底座195和固定部196之间；调节丝杆197与固定部196连接固定，调节丝杆197远离固定部196的一端设置有旋钮198，该调节丝杆197用于调节固定部196的高度。当不同尺寸的电机装配时，通过旋转旋钮198，从而带动调节丝杆197上下移动，进而调节固定部196的高度，使得不同型号的电机可顺利嵌入到固定部196和底座195之间，通过位移组件20和升降组件30，使得电机与第二级联轴器17连接，反向旋转旋钮198直至锁紧固定电机。在另一种具体的实施方式中，固定部196靠近底座195的端部呈如图2所示的倒V型或者拱桥型，该实施方式可有效扩大固定部196的容纳面积，从而允许装载更多不同型号、不同尺寸的电机，扩大测试装置10的应用范围。在再一种具体的实施方式中，如图2所示，固定部196靠近底座195以及底座195靠近固定部196的表面分别设置有缓冲胶垫199。该缓冲胶垫199可使得电机表面不被损坏以及减小测试过程中电机的振动，提高测试装置的稳定性

在一种具体的实施方式中，如图1所示，测试装置10包括电机负载控制器40和工控机50；电机负载控制器40的三个接口分别与转速转矩传感器12、制动器13和工控机50相连接。在该实施方式中，电机负载控制器40、转速转矩传感器12、制动器13和工控机50组成电机负载测试的闭环控制系统，即在测试过程中，电机负载控制器40在预设的周期内通过转速转矩传感器12采集待测电机的转速、转矩等数据量作为制动器13控制的反馈信号并上传至工控机50，工控机50向电机负载控制器40发送指令，实时调节制动器13的输出转矩控制信号，从而保证制动器13输出转矩的精度。该实施方式的测试装置相比于现有技术中的无法对电机负载性能的变化作进一步的控制从而导致负载调整精度较差的开环控制系统，该实施方式所形成的闭环控制系统可实时根据反馈的转速与转矩信号实时调节制动器13输出转矩控制信号，使其输出符合预期要求，从而提高电机负载的调整精度，降低了系统测量误差。

在另一种具体的实施方式中，工控机50用于通过上位机软件集中控制升降组件20、位移组件30和电机负载控制器40。电机负载控制器40与工控机50保持通讯，工控机50向电机负载控制器40发送指令，从而控制制动器13的输出转矩，同时电机负载控制器40将采集到的电机的转矩、转速等信息上传到工控机50的上位机软件中进行显示。

在再一种具体的实施方式中，工控机50既能够通过无级调节命令手动加载，并且能够通过对不同工况下电机所需带载能力和已知的电机特性的数据分析，确定电机转速、转矩与所需负载的拟合曲线，调整电机负载控制器40的负载给定参数，实现全工况下电机负载的连续动态加载。同时，工控机50作为唯一的控制与显示终端，简化了测试装置的操作流程，提高数据监测与分析的效率。

本领域的技术人员应当理解的是，也可以将上述几种实施方式进行自由组合，例如，在一种具体的实施方式中，该测试装置10既包括有升降组件23、位移组件30、电机固定架19、电机负载控制器40、转速转矩传感器12、制动器13和工控机50。本申请对此不做任何限制。

显然，本申请的上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非是对本申请的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本申请的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之列。

Claims

1.一种电机负载性能的测试装置，其特征在于，包括：

测试平台以及位于所述测试平台上的转速转矩传感器和制动器；

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述制动器为磁滞制动器。

3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述位移组件包括设置在移动平台上的直线滑台和沿所述直线滑台的延伸方向移动的滑块，所述电机固定架与所述滑块结合固定。

4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述升降组件包括有底板、设置在所述移动平台和底板之间的步进电机以及若干个支撑杆；

所述支撑杆的一端与所述移动平台的底面结合固定，所述支撑杆的另一端可活动连接在底板上。

5.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述升降组件还包括若干个位于所述底板上的可拆卸紧固件，所述若干个可拆卸紧固件分别用于固定所述若干个支撑杆。

6.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括电机负载控制器和工控机；

所述电机负载控制器分别与所述转速转矩传感器、制动器和工控机相连接。

7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述电机固定架包括第一侧壁部、第二侧壁部、分别连接所述第一侧壁部和第二侧壁部的顶壁部和底壁部；

待测电机固定在所述底座和固定部之间；

所述调节丝杆与所述固定部连接固定。

8.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述固定部靠近所述底座的端部呈倒V型或者拱桥型。

9.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述固定部靠近所述底座以及所述底座靠近所述固定部的表面分别设置有缓冲胶垫。

10.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试平台包括若干个支腿，所述若干个支腿的底端分别设置有减震垫铁。