CN112557013A - 一种新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法及装置 - Google Patents

一种新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法及装置，针对目前对新能源电驱动系统的实验未对电机转子轴向窜动和径向跳动时旋转部件及与电机接触或者配合的零部件的耐受情况进行验证，缺乏可靠性的问题，通过将被测电驱动系统安装到测试台架上，按照预设的扭矩进行加速或减速运行，在运行过程中用轴向激光传感器采集电机的轴向窜动位移量，用径向激光传感器采集电机的径向跳动位移量，对采集的数据进行处理可以获得用以进行加速实验的轴向窜动位移谱和径向跳动位移谱，通过振动平台进行加速实验，检测被测电驱动系统的耐久性，对与电机转子轴端接触的各零部件的耐久性进行验证，增加电驱动系统的安全可靠性。

Description

一种新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法及装置
技术领域
本发明属于电驱动系统测试的技术领域，尤其涉及一种新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法及装置。
背景技术
新能源电驱动系统作为整车的核心零部件，进一步，电机作为电驱动系统的核心零部件，在电机运行过程中，由于转子动平衡误差的存在，电机定转子磁力中心线自对正调节，定转子之间气隙不均匀等原因，都会使转子在轴向和径向两个方向产生不同程度的位移，轴向相对位移即为转子轴的轴向窜动，径向相对位移即为转子轴的径向跳动，表现为电机的噪声、振动等不良现象。
在当前的验证实验项目中，振动实验只是模拟了整车实际运行环境下的振动对电驱动系统的影响，验证了电驱动系统在随机振动和正弦振动激励下零部件耐抗缺陷的能力。轴向窜动和径向跳动导致的旋转部件及与其接触或者配合的零部件的耐受情况并未得到验证，而实车运行过程中这方面的影响又一直存在，故亟需设计一种实验验证电驱动系统在轴向窜动和径向跳动情况下的耐久性，从而增加电驱动系统的运行可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法及装置，可以验证与电机转子轴端接触的各零部件的耐久性，增加电驱动系统的安全可靠性。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法，包括：
将被测电驱动系统与测试台架连接，按照预设的扭矩，对被测电驱动系统进行加速或减速运行；
将轴向激光传感器固设于被测电驱动系统上，用于采集被测电驱动系统的电机的轴向窜动位移量，得到轴向窜动位移谱；
将径向激光传感器固设于被测电驱动系统上，用于采集被测电驱动系统的电机的径向跳动位移量，得到径向跳动位移谱；
将被测电驱动系统固定于振动平台，按所述轴向窜动位移谱或径向跳动位移谱，对被测电驱动系统的电机转子轴进行加速运行，检测被测电驱动系统的轴端耐久性。
根据本发明一实施例，将所述振动平台替换为液压激振实验台，对被测电驱动系统进行轴端耐久性测试。
根据本发明一实施例，所述被测电驱动系统包括电机、电机控制器及齿轮箱，所述轴向激光传感器沿电机转子轴向固设于所述电机或所述齿轮箱上；所述径向激光传感器沿电机径向固设于所述电机或所述齿轮箱上。
根据本发明一实施例，所述轴向激光传感器或所述径向激光传感器通过工装与所述电机固连。
根据本发明一实施例，所述轴向激光传感器或所述径向激光传感器与所述电机栓接。
根据本发明一实施例，所述测试台架为单电机台架或双电机台架。
根据本发明一实施例，所述预设的扭矩为+162Nm、+45Nm、-55Nm或-132Nm。
一种新能源电驱动系统的轴端耐久实验装置，包括：
测试台架，与被测电驱动系统连接，按照预设的扭矩，对被测电驱动系统进行加速或减速运行；
轴向激光传感器，固设于被测电驱动系统上，采集被测电驱动系统的电机的轴向窜动位移量，得到轴向窜动位移谱；
径向激光传感器，固设于被测电驱动系统上，采集被测电驱动系统的电机的径向跳动位移量，得到径向跳动位移谱；
振动平台，用于按所述轴向窜动位移谱或径向跳动位移谱，对被测电驱动系统的电机转子轴进行加速运行，检测被测电驱动系统的轴端耐久性。
根据本发明一实施例，所述振动平台替换为液压激振实验台。
根据本发明一实施例，所述被测电驱动系统包括电机、电机控制器及齿轮箱，所述轴向激光传感器沿电机转子轴向固设于所述电机或所述齿轮箱上；所述径向激光传感器沿电机径向固设于所述电机或所述齿轮箱上。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
本发明一实施例中的新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法，针对目前对新能源电驱动系统的实验未对电机转子轴向窜动和径向跳动时旋转部件及与电机接触或者配合的零部件的耐受情况进行验证，缺乏可靠性的问题，通过将被测电驱动系统安装到测试台架上，按照预设的扭矩进行加速或减速运行，在运行过程中用轴向激光传感器采集电机的轴向窜动位移量，用径向激光传感器采集电机的径向跳动位移量，对采集的数据进行处理可以获得用以进行加速实验的轴向窜动位移谱和径向跳动位移谱，通过振动平台进行加速实验，检测被测电驱动系统的耐久性，对与电机转子轴端接触的各零部件的耐久性进行验证，增加电驱动系统的轴端安全可靠性。
附图说明
图1为本发明一实施例中的新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法示意图；
图2为本发明一实施例中的新能源电驱动系统的轴端耐久实验装置的示意图；
图3为本发明一实施例中的电驱动系统的模拟装置示意图；
图4为本发明一实施例中的激光传感器采集的轴向位移图；
图5为本发明一实施例中的激光传感器采集的径向位移图。
附图标记说明：
1：测试台架；2：被测电驱动系统；201：电机；2011：电机转子轴；202：电机控制器；203：齿轮箱；3：工装；4：轴向激光传感器；5：径向激光传感器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法及装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
请参看图1，本实施例提供了一种新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法，包括：
S1：将被测电驱动系统与测试台架连接，按照预设的扭矩，对被测电驱动系统进行加速或减速运行；
S2：将轴向激光传感器固设于被测电驱动系统上，用于采集被测电驱动系统的电机的轴向窜动位移量，得到轴向窜动位移谱；
S3：将径向激光传感器固设于被测电驱动系统上，用于采集被测电驱动系统的电机的径向跳动位移量，得到径向跳动位移谱；
S4：将被测电驱动系统固定于振动平台，按所述轴向窜动位移谱或径向跳动位移谱，对被测电驱动系统的电机转子轴进行加速运行，检测被测电驱动系统的轴端耐久性。
该新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法是依赖具体器件实施的，下面先介绍各具体器件构成的新能源电驱动系统的轴端耐久实验装置。
请参看图2和图3，本实施例提供了一种新能源电驱动系统的轴端耐久实验装置，包括：
测试台架1，与被测电驱动系统2连接，按照预设的扭矩，对被测电驱动系统2进行加速或减速运行。
轴向激光传感器4，固设于被测电驱动系统2上，采集被测电驱动系统2的电机201的轴向窜动位移量，得到轴向窜动位移谱；
径向激光传感器5，固设于被测电驱动系统2上，采集被测电驱动系统2的电机201的径向跳动位移量，得到径向跳动位移谱；
振动平台，用于按轴向窜动位移谱或径向跳动位移谱，对被测电驱动系统2的电机转子轴2011进行加速运行，检测被测电驱动系统2的耐久性。
具体的，测试台架1可以是如图2所示的双电机台架，也可以是单电机台架。该测试台架1主要包括用于起支撑作用的底座、与被测电驱动系统2连接的连接盘及连接轴。当被测电驱动系统2配合工装安装到测试台架1上后，测试台架1可使被测电驱动系统2按照给定的或预设的扭矩进行加速或减速运行。其中，根据电驱动系统本身的特性，该给定的或预设的扭矩可取值为+162Nm、+45Nm、-55Nm或-132Nm。
如图3所示，本实施例中的被测电驱动系统2包括电机201、电机控制器202及齿轮箱203。通常，在电机201的运行过程中，由于其转子动平衡误差的存在，电机定转子磁力中心线自对正调节及定转子之间气隙不均匀等原因，都会使电机转子在轴向和径向两个方向产生不同程度的位移。其中，轴向相对位移即为电机转子轴2011的轴向窜动，径向相对位移即为电机转子轴的径向跳动，具体表现为电机201的噪声、振动等不良现象。因此，在对电驱动系统进行可靠性测试中，需要进行电驱动系统在轴向窜动和径向跳动情况下的耐久性实验。在该耐久性实验中，需要采集电机转子轴2011在运行中的轴向窜动位移及径向跳动位移，本实施例采用激光传感器来完成对上述位移的采集。
为了进行区别，本实施例将采集电机转子轴2011的轴向窜动位移的激光传感器称为轴向激光传感器，如图2和3中所示的轴向激光传感器4，该轴向激光传感4可沿电机转子轴2011的轴向布置在电机201或齿轮箱203上，可以通过工装3与电机201、齿轮箱203等部件固连(如利用电机201、齿轮箱203等部件上原因的螺栓进行连接)，也可以通过胶水粘贴在电机201、齿轮箱203等部件上。
本实施例将采集电机转子轴2011的径向跳动位移的激光传感器称为径向激光传感器，如图2和3中所示的径向激光传感器5，该径向激光传感5可沿电机转子轴2011的径向布置在电机201或齿轮箱203上，可以通过工装3与电机201、齿轮箱203等部件固连(如利用电机201、齿轮箱203等部件上原因的螺栓进行连接)，也可以通过胶水粘贴在电机201、齿轮箱203等部件上。
上述工装3是指在电驱动系统的实验过程中需要用到的工艺装备，如工位器具、固定器具等。
下面具体介绍本发明新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法的过程：
在测试台架1上安装好被测电驱动系统2后，根据电驱动系统本身的特性设置扭矩，使被测电驱动系统2(主要是电机201)按照该扭矩进行加速或减速运行，在运行过程中，轴向激光传感器4采集电机转子轴2011的轴向窜动位移，如图4所示。径向激光传感器5采集电机转子轴2011的径向跳动位移，如图5所示。将采集到的轴向窜动位移数据进行处理(如乘上一定的倍数)，得到轴向窜动位移谱；将采集到的径向跳动位移数据进行处理(如乘上一定的倍数)，得到径向跳动位移谱。该轴向窜动位移谱和径向跳动位移谱用于后续的电驱动系统的耐久性测试实验。
对电驱动系统的耐久性测试实验，可以在振动平台或液压激振实验台上进行。在振动平台上将被测电驱动系统2固定成不随振动平台移动，将电机轴端配以一定工装，使电机201随振动平台按给定位移谱加速运行。或者，直接将被测电驱动系统2固定于液压激振实验台(如MTS激振实验台)，使被测电驱动系统2的电机轴端按给定的位移谱施加轴端位移激励。
具体的，按照采集的径向跳动数据中的最大值，如0.3mm，采用工装将0.3mm的径向位移持续施加在被测电驱动系统2的转轴上，其间被测电驱动系统2可以采用低速运行，从而达到验证与电机轴接触的零部件整个圆周在径向跳动加速下的耐久性的目的。
本实施例采用上述新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法及装置，增加该耐久实验的模拟之后，可以及早验证与电机轴相连的零部件的可靠性。如电机中与轴热套连接的转子铁芯的可靠性、轴周端零部件如轴承的可靠性。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法，其特征在于，包括：
将被测电驱动系统与测试台架连接，按照预设的扭矩，对被测电驱动系统进行加速或减速运行；
将轴向激光传感器固设于被测电驱动系统上，用于采集被测电驱动系统的电机的轴向窜动位移量，得到轴向窜动位移谱；
将径向激光传感器固设于被测电驱动系统上，用于采集被测电驱动系统的电机的径向跳动位移量，得到径向跳动位移谱；
将被测电驱动系统固定于振动平台，按所述轴向窜动位移谱或径向跳动位移谱，对被测电驱动系统的电机转子轴进行加速运行，检测被测电驱动系统的轴端耐久性。
2.如权利要求1所述的新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法，其特征在于，所述被测电驱动系统包括电机、电机控制器及齿轮箱，所述轴向激光传感器沿电机转子轴向固设于所述电机或所述齿轮箱上；所述径向激光传感器沿电机径向固设于所述电机或所述齿轮箱上。
3.如权利要求2所述的新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法，其特征在于，所述轴向激光传感器或所述径向激光传感器通过工装与所述电机固连。
4.如权利要求2所述的新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法，其特征在于，所述轴向激光传感器或所述径向激光传感器与所述电机栓接。
5.如权利要求1至4所述的新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法，其特征在于，所述测试台架为单电机台架或双电机台架。
6.如权利要求1至4所述的新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法，其特征在于，所述预设的扭矩为+162Nm、+45Nm、-55Nm或-132Nm。
7.如权利要求1所述的新能源电驱动系统的轴端耐久实验方法，其特征在于，将所述振动平台替换为液压激振实验台，对被测电驱动系统进行轴端耐久性测试。
8.一种新能源电驱动系统的轴端耐久实验装置，其特征在于，包括：
测试台架，与被测电驱动系统连接，按照预设的扭矩，对被测电驱动系统进行加速或减速运行；
轴向激光传感器，固设于被测电驱动系统上，采集被测电驱动系统的电机的轴向窜动位移量，得到轴向窜动位移谱；
径向激光传感器，固设于被测电驱动系统上，采集被测电驱动系统的电机的径向跳动位移量，得到径向跳动位移谱；
振动平台，用于按所述轴向窜动位移谱或径向跳动位移谱，对被测电驱动系统的电机转子轴进行加速运行，检测被测电驱动系统的轴端耐久性。
9.如权利要求8所述的新能源电驱动系统的轴端耐久实验装置，其特征在于，所述被测电驱动系统包括电机、电机控制器及齿轮箱，所述轴向激光传感器沿电机转子轴向固设于所述电机或所述齿轮箱上；所述径向激光传感器沿电机径向固设于所述电机或所述齿轮箱上。
10.如权利要求8所述的新能源电驱动系统的轴端耐久实验装置，其特征在于，所述振动平台替换为液压激振实验台。
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