CN114112135A - 一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及步进电机转矩测试技术领域，公开了一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统，包括牵引电机、测功机和扭矩传感器，扭矩传感器输出端连接有待测电机，所述牵引电机通过第一联轴器与测功机一端连接，所述测功机通过第二联轴器与扭矩传感器一端连接，所述牵引电机、测功机、扭矩传感器和待测电机均固定设在测试台上，其中测试系统由机械装置模块、测试系统模块和软件模块构成，该测试系统包括有牵入转矩、自定位转矩及摩擦力矩的自动测试，进一步的解决了目前步进电机转矩测试无可靠自动装置的问题，同时集成多项目测试于一体，各项目一次性高速自动完成，落实结果自动记录，测试高效的同时加大了电机行业的检测。
Description
技术领域
本发明涉及步进电机转矩测试技术领域，具体为一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统。
背景技术
步进电机又称为脉冲电机，基于最基本的电磁铁原理，它是一种可以自由回转的电磁铁，其动作原理是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩，步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是，它接收数字控制信号电脉冲信号并转化成与之相对应的角位移或直线位移，它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制，输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量，因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序，即可获得所需的转角、速度和方向。
目前步进电机转矩测试，在配备步进电机专用电源条件下，按对应测试参数，人工使用扭力仪进行检测，存在多次操作测试及检验准确性不足的情况，如专利号为CN111337826B的一种电机制造转动扭矩测试系统及测试方法，虽通过固定装置、测试装置及测量装置的相互配合，能够解决传统的扭矩测试只能针对一种电机进行测试的问题，但并未涉及多个转矩测试，且还需人工调整测试仪及测试装置的垂直高度，存在一定的局限性。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统，通过设置有牵引电机、测功机、扭矩传感器及与之相配套的测试系统，能够实现对被测电机的牵入转矩、自定位转矩及摩擦力矩的自动测试，。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统，包括牵引电机、测功机和扭矩传感器，扭矩传感器输出端连接有待测电机，所述牵引电机通过第一联轴器与测功机一端连接，所述测功机通过第二联轴器与扭矩传感器一端连接，所述牵引电机、测功机、扭矩传感器和待测电机均固定设在测试台上；
所述测试系统由机械装置模块、测试系统模块和软件模块构成；
所述测试系统包括有牵入转矩、自定位转矩及摩擦力矩的自动测试。
优选的，由牵引电机、测功机、扭矩传感器和待测电机构成所述机械装置模块。
优选的，所述测试系统模块包括有系统集成控制柜、负载检测模块、控制器模块和电路保护模块。
优选的，所述软件模块包括有测量软件模块和工控机控制模块。
优选的，所述牵引电机、测功机、扭矩传感器及待测电机均外连接于系统集成控制柜。
优选的，所述牵入转矩的测试为额定频率、额定电压下启动牵引电机，牵引电机正常启动并牵入同步时的转矩，重复测试三次并取最小值，其中牵入力矩小于牵出力矩。
优选的，所述自定位转矩为控制器模块不通电控制，待测电机处于自由状态、转动开始前扭矩传感器最大扭矩值。
优选的，所述摩擦力矩为额定电压锁定转子，牵引电机转动增加控制信号直至被测电机转动、扭矩传感器的读数。
优选的，所述测试台顶部安装有防护罩。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统，具备以下有益效果：
该发明，通过设置牵引电机、测功机和扭矩传感器及与之相匹配的测试系统，扭矩传感器能够实时监测被测电机的扭矩，并装载有负载检测模块，能够监测电机是否稳定、是否堵转，进一步的解决了目前步进电机转矩测试无可靠自动装置的问题，同时集成多项目测试于一体，各项目一次性高速自动完成，落实结果自动记录，测试高效的同时加大了电机行业的检测。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明平面参考图；
图3为本发明部分测试流程图；
图4为本发明测试系统模块图；
图5为本发明整体结构部分示意图。
图中：1、测试台；2、牵引电机；3、测功机；4、扭矩传感器；5、防护罩；6、待测电机；7、第一联轴器；8、第二联轴器。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统做进一步详细的描述。
请参阅图1-5，本发明：一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统，包括牵引电机2、测功机3和扭矩传感器4，扭矩传感器4输出端连接有待测电机6，牵引电机2通过第一联轴器7与测功机3一端连接，测功机3通过第二联轴器8与扭矩传感器4一端连接，牵引电机2、测功机3、扭矩传感器4和待测电机6均固定设在测试台1上，测试台1顶部安装有防护罩5；
测试系统由机械装置模块、测试系统模块和软件模块构成；
测试系统包括有牵入转矩、自定位转矩及摩擦力矩的自动测试。
其中，测试系统模块包括有系统集成控制柜、负载检测模块、控制器模块和电路保护模块，软件模块包括有测量软件模块和工控机控制模块，由牵引电机2、测功机3、扭矩传感器4和待测电机6构成所述机械装置模块，且牵引电机2、测功机3、扭矩传感器4及待测电机6均外连接于系统集成控制柜；
其中，还可根据被测电机的尺寸规格，设计多个可调节电机固定支架，操作人员只需将电机对接联轴器并拧至固定支架后即可完成固定；
牵入转矩的测试为额定频率、额定电压下启动牵引电机2，牵引电机2正常启动并牵入同步时的转矩，重复测试三次并取最小值，其中牵入力矩小于牵出力矩，选一牵引电机2反向与待测电机6同轴连接，两机同时起动，调节牵引电机2不同的输入电压以获得不同的转矩，若牵引电机2制动转矩大于待测电机6的牵入转矩，待测电机6会被反向拖动；若牵引电机2的制动转矩小于待测电机6牵入转矩，待测电机6会被牵入同步；当待测电机6进入同步运行和被反向拖动的临界点，此时牵引电机2的制动转矩，就是待测电机6的牵入转矩。记下此时牵引电机2的输入电压，将牵引电机2取出，测出牵引电机2该电压下的堵转的转矩，此时堵转转矩则等于牵入转矩。批量检验中，则预先设置一个与牵入转矩相等的堵转转矩(即堵转电压)。测试时，能牵入同步的待测电机6，这项指标则合格；被反向驱动的电机，则不合格；
自定位转矩为控制器模块不通电控制，待测电机6处于自由状态、转动开始前扭矩传感器4最大扭矩值，通过系统集成控制柜中的的计算机程序自动发送不同频率至牵引电机2，并通过扭矩传感器4采集待测电机6的扭矩数值，在这之前，用户可以根据测功机3对应转矩量程和转速齿盘或光电偏码器齿数来对量程及齿数进行设定，可通过计算机实现测功机3校准全过程，校准数据可以存储在电脑上，可自动生成校准数据表格，并可打印输出，并且可根据待测电机6的要求，任意设置周期数、各时段时间、负载大小(包括空载、轻载、额定负载、超载、堵转、停止等)及正/反转等耐久工况情况，并自动显示设定的耐久曲线和实际运行的耐久曲线；
摩擦力矩为额定电压锁定转子，牵引电机2转动增加控制信号直至被测电机转动、扭矩传感器4的读数，扭矩传感器4扭矩数值的测量采用应变电测原理，当应变轴受扭力影响产生微小变形后，粘贴在应变轴上的应变计阻值发生相应变化，应变电阻的变化即可转变为电压信号的变化进行测量，电源经过处理后送，经激励电源送到应变轴上，由稳压电源变成稳定电压供给应变轴上各电子器件，将应变轴的微小变形转换成电信号，经过压/频转换，变成与扭应变成正比的频率信号，通过调解电路后输出调频方波信号，由于传感器输出为频率信号，所以无需AD转换即可直接送至计算机进行数据处理，经计算机中测量软件模块分析处理，可得到相应的摩擦力矩数值。
该装置及测试系统，由牵引电机2、测功机3、扭矩传感器4及待测电机6于一体，并搭载相匹配的测试系统，可配合各个测试流程完成不同阶段的扭矩测试，摩擦力矩、牵入转矩、自定位转矩测试由程序控制一次性自动测试完成，在系统主界面中选择选项，系统会自动载入上次测试使用过的测试程序文件，点击“执行测试”按钮，系统会根据设置好的系统设备和测试流程对被测物进行测试。测试信息、测试结果都会在各自显示区显示，测试后可查询，在系统软件主界面中选择选项，分别选择日期，筛选方式，然后点击“查找”按钮，符合查询条件的所有测试序列号会在显示区显示。双击其中一个序列号，就可以看到详细的测试数据和结果。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
Claims (9)
1.一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统，包括牵引电机、测功机和扭矩传感器，扭矩传感器输出端连接有待测电机，其特征在于：所述牵引电机通过第一联轴器与测功机一端连接，所述测功机通过第二联轴器与扭矩传感器一端连接，所述牵引电机、测功机、扭矩传感器和待测电机均固定设在测试台上；
所述测试系统由机械装置模块、测试系统模块和软件模块构成；
所述测试系统包括有牵入转矩、自定位转矩及摩擦力矩的自动测试。
2.根据权利要求1所述的一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统，其特征在于：由牵引电机、测功机、扭矩传感器和待测电机构成所述机械装置模块。
3.根据权利要求1所述的一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统，其特征在于：所述测试系统模块包括有系统集成控制柜、负载检测模块、控制器模块和电路保护模块。
4.根据权利要求1所述的一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统，其特征在于：所述软件模块包括有测量软件模块和工控机控制模块。
5.根据权利要求3所述的一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统，其特征在于，所述牵引电机、测功机、扭矩传感器及待测电机均外连接于系统集成控制柜。
6.根据权利要求1所述的一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统，其特征在于：所述牵入转矩的测试为额定频率、额定电压下启动牵引电机，牵引电机正常启动并牵入同步时的转矩，重复测试三次并取最小值，其中牵入力矩小于牵出力矩。
7.根据权利要求3所述的一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统，其特征在于：所述自定位转矩为控制器模块不通电控制，待测电机处于自由状态、转动开始前扭矩传感器最大扭矩值。
8.根据权利要求1所述的一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统，其特征在于：所述摩擦力矩为额定电压锁定转子，牵引电机转动增加控制信号直至待测电机转动、扭矩传感器的读数。
9.根据权利要求1所述的一种步进电机转矩自动测试装置及测试系统，其特征在于：所述测试台顶部安装有防护罩。
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