CN114415024A - 一种电机堵转测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机堵转测试装置及方法，该装置包括：轴承支座，轴承支座的一侧通过安装盘与被测电机连接，轴承支座连接有第一高速旋转轴；扭矩传感器，扭矩传感器的一侧与第一高速旋转轴连接，另一侧连接有第二高速旋转轴；堵转机构，堵转机构用于防止第二高速旋转轴转动；测功机，测功机与第二高速旋转轴连接；上位机，用于控制测功机的工作；其中，第一高速旋转轴与第二高速旋转轴共轴转动，堵转机构与第二高速旋转轴连接，上位机与测功机连接，且与堵转机构连接。通过本申请，不仅能够实现任意角度进行堵转试验，操作简单方便，同时还能够自动调整角度，自动化程度高，有利于提高测试精度。

Description

一种电机堵转测试装置及方法

技术领域

本发明涉及电机检测技术领域，特别涉及一种电机堵转测试装置及方法。

背景技术

电动汽车在一定坡度路段起动、停靠或驾驶员出现拉手刹踩油门、以及车轮被卡死等工况下，驱动电机输出轴被抱死无法正常运转而处于堵转状态，此时被认为是驱动电机的堵转工况。堵转工况是车辆常见工况之一，堵转特性是驱动电机性能考核指标之一。

公开号为CN106896321A的专利公开了一种电机堵转的测试装置，旋转盘随被测电机旋转，其圆周上有多个卡槽，定位部与旋转盘同轴，同时也能旋转一定角度，锁止部具有锁止和解锁功能，设置在定位部上，定位部转动的角度大于任意相邻的两个固定槽的中心线之间的夹角中的最大值，进而实现全角度范围内的堵转测试。

上述测试装置使用机械方法调整旋转角度的办法来实现全角度范围测试，不仅同轴度不好，影响测试精度；还需要人为调整角度，操作不便，导致效率低，同时精度低，可重复性差。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种电机堵转测试装置及方法，以解决现有技术中使用机械方法调整角度不仅同轴度不好，影响测试精度，同时还需要人为调整角度，操作不便，效率低且精度低、可重复性差的问题。

一种电机堵转测试装置，包括：

轴承支座，所述轴承支座的一侧通过安装盘与被测电机连接，所述轴承支座转动连接有第一高速旋转轴；

扭矩传感器，所述扭矩传感器的一侧与所述第一高速旋转轴连接，另一侧通过联轴器连接有第二高速旋转轴；

堵转机构，所述堵转机构用于防止所述第二高速旋转轴转动；

测功机，所述测功机与所述第二高速旋转轴连接；

上位机，所述上位机用于控制所述测功机的工作；

其中，所述第一高速旋转轴与所述第二高速旋转轴共轴转动，所述堵转机构与所述第二高速旋转轴连接，所述上位机与所述测功机连接，且与所述堵转机构连接。

本发明的有益效果是：通过上位机控制测功机旋转以带动被测电机的输出轴进行角度调整，然后控制堵转机构将第二高速旋转轴抱死，以此防止被测电机的输出轴进行转动，再驱动被测电机进行工作，测试被测电机的堵转性能，这种方式不仅能够进行全角度测试，操作方便，还能自动调整角度，提高了测试精度。

优选的，所述轴承支座上设置有对中盘和对中调整组件，所述对中盘与所述第一高速旋转轴共一中心轴，所述对中调整组件用于调节所述对中盘与所述第一高速旋转轴同轴度。

优选的，所述第一高速旋转轴的一端固定连接有内花键套，所述内花键套与所述被测电机的输出轴间隙配合。

优选的，所述堵转机构包括支撑板体、堵转圆盘以及堵转组件，所述支撑板体用于支撑所述堵转组件，所述堵转圆盘固定套设于所述第二高速旋转轴的外侧，通过所述堵转组件夹紧所述堵转圆盘，以防止所述第二高速旋转轴旋转。

优选的，所述对中调整组件包括调整螺栓和安装块，所述安装块设置于所述轴承支座上，所述安装块上开设有一插接孔，所述调整螺栓与所述插接孔螺纹连接，通过所述调整螺栓旋入或旋出所述插接孔，以限制或者松开所述对中盘。

优选的，所述堵转组件包括两个夹紧块、夹紧支撑架和调整弹簧，所述夹紧支撑架与所述支撑板体固定连接，两个所述夹紧块分别通过转轴与所述夹紧支撑架的中部转动连接，所述调整弹簧位于两个所述夹紧块的同一端，且两个所述夹紧块分别与所述调整弹簧的两端固定连接，通过驱动气缸的活塞杆的伸出，以使两个所述夹紧块的同一端相互远离。

优选的，所述对中盘和所述轴承支座上分别开设有第一定位槽与第二定位槽，通过定位销穿过所述第一定位槽插接于所述第二定位槽中，以对所述对中盘进行定位。

优选的，所述第一高速旋转轴上固定连接有磁性座，所述磁性座上安装有千分表，所述千分表用于测量所述对中盘的跳动量。

优选的，所述电机堵转测试装置还包括驱动电机控制器和功率分析仪，所述驱动电机控制器和所述功率分析仪分别与所述被测电机电性连接，所述功率分析仪用于采集电流。

本发明还提供了一种电机堵转测试方法，采用上述中的电机堵转测试装置，包括：

将被测电机通过安装盘与轴承支座连接；

通过上位机控制测功机旋转以带动所述被测电机的输出轴旋转进行角度调整，再控制堵转装置将第二高速旋转轴抱死以限制所述被测电机的输出轴旋转；

利用驱动电机控制器对被测电机施加扭矩，通过功率分析仪采集电流，获取所述被测电机的峰值电流，并利用扭矩传感器获取所述被测电机处于峰值电流下的峰值扭矩；

所述驱动电机控制器对所述被测电机施加峰值扭矩，所述被测电机基于所述峰值扭矩工作，直至所述驱动电机控制器过热保护，再利用所述上位机记录所述被测电机的堵转扭矩、三相电流以及堵转时间。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的电机堵转测试装置的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的堵转组件的结构示意图；

图3为本发明第一实施例提供的夹紧块的结构示意图；

图4为本发明第一实施例提供的对中调整机构的结构示意图；

图5为本发明第一实施例提供的逆变桥电路的电路图；

图6为本发明第二实施例提供的电机堵转测试方法的流程图。

主要元件符号说明：

被测电机	100	夹紧块	431
				轴承支座	200	夹紧支撑架	432
扭矩传感器	300	调整弹簧	433
				测功机	500	驱动气缸	434
安装盘	210	调整螺杆	435
				第一高速旋转轴	220	对中盘	240
内花键套	230	对中调整组件	250
				第二高速旋转轴	310	调整螺栓	251
堵转圆盘	410	安装块	252
				支撑板体	420

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图4，本发明第一实施例中的电机堵转测试装置，用于测试被测电机100的堵转性能，包括轴承支座200、扭矩传感器300、堵转机构、测功机500以及上位机。

其中：轴承支座200呈L型，轴承支座200的一侧固定连接有安装盘210，安装盘210为圆台形环状结构，被测电机100通过螺栓结构与安装盘210固定连接，轴承支座200上转动连接有第一高速旋转轴220，可以理解的，轴承支座200上开设有一插接槽，第一高速旋转轴220插接于插接槽中，且第一高速旋转轴220的一端延伸至安装盘210的内部，第一高速旋转轴220位于安装盘210的一端端部固定连接有内花键套230，通过将被测电机100的输出轴与内花键套230间隙配合，以实现被测电机100的输出轴与第一高速旋转轴220共轴转动。

在本实施例中，扭矩传感器300用于实时测量被测电机100的扭矩，扭矩传感器300通过承接支架进行支撑，扭矩传感器300的一侧通过联轴器与第一高速旋转轴220连接，另一侧通过联轴器连接有第二高速旋转轴310，可以理解的，扭矩传感器300的中心转动连接有连接轴，第一高速旋转轴220和第二高速旋转轴310分别与连接轴的两端固定连接，以使第一高速旋转轴220和第二高速旋转轴310能够共轴转动，需要说明的是，承接支架呈倒T状，承接支架的底面与轴承支座200的底面位于同一片面内。

在本实施例中，堵转机构用于防止第二高速旋转轴310转动，以此对被测电机100的输出轴进行抱死，具体地，堵转机构包括支撑板体420、堵转圆盘410以及堵转组件，堵转圆盘410由两个半圆组成，堵转圆盘410通过螺栓与第二高速旋转轴310的侧壁固定连接，支撑板体420为倒T形结构，支撑板体420用于支撑堵转组件，堵转组件位于堵转圆盘410的一侧，通过堵转组件夹紧堵转圆盘410，以防止第二高速旋转轴310旋转，从而堵转装置能够抱死被测电机100的输出轴。

在本实施例中，测功机500的工作轴与第二高速旋转轴310远离扭矩传感器300的一端固定连接，可以理解的，被测电机100、安装盘210、轴承支座200、第一高速旋转轴220、扭矩传感器300、第二高速旋转轴310、堵转机构以及测功机500依次设置。

需要说明的是，上位机是指可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC/hostcomputer/master computer/upper computer，屏幕上显示各种信号变化(液压，水位，温度等)。上位机用于控制测功机500和堵转机构的工作，测功机500和堵转机构分别与上位机电性连接，通过上位机控制测功机500旋转以带动被测电机100的输出轴进行角度调整，然后控制堵转机构将第二高速旋转轴310抱死，以此防止被测电机100的输出轴进行转动，再驱动被测电机100进行工作，测试被测电机100的堵转性能，这种方式不仅能够进行全角度测试，操作方便，还能自动调整角度，提高了测试精度。

在本实施例中，堵转组件包括两个夹紧块431、夹紧支撑架432和调整弹簧433，夹紧支撑架432通过螺栓结构与支撑板体420固定连接，两个夹紧块431相对设置，两个夹紧块431分别位于夹紧支撑架432的中部，且分别通过转轴与夹紧支撑架432转动连接，需要说明的是，夹紧块431的转动方向为沿水平面左右转动，调整弹簧433位于两个夹紧块431的同一端，且两个夹紧块431均通过安装杆分别与调整弹簧433的两端固定连接，可以理解的，在调整弹簧433的作用下，两个夹紧块431靠近调整弹簧433的同一端相互靠拢，另一端则相互远离。

在本实施例中，堵转圆盘410与调整弹簧433分别位于夹紧块431的两端，为了能够夹紧堵转圆盘410，堵转组件还包括驱动气缸434，驱动气缸434安装于其中一个夹紧块431上，且驱动气缸434与调整弹簧433位于夹紧块431的同一侧，可以理解的，当驱动气缸434的活塞杆伸长时，两个夹紧块431靠近驱动气缸434的一端相互远离，另一端相互靠拢，以此实现对堵转圆盘410的抱死操作，需要说明的是，驱动气缸434连接有电磁阀，驱动气缸434由电磁阀直接控制，且电磁阀与上位机电性连接，当上位机控制电磁阀开启后，电磁阀得电，驱动气缸434的活塞杆伸长，当电磁阀关闭时，驱动气缸434的活塞杆自动缩短。

需要说明的是，其中一个夹紧块431上安装有驱动气缸434，另一个夹紧块431上设置有调整螺杆435，调整螺杆435和驱动气缸434位于夹紧块431的同一侧，且调整螺杆435与驱动气缸434互不干涉，需要说明的是，在夹紧块431上开设有螺纹孔，通过调整螺杆435旋入螺纹孔，并旋入至两个夹紧块431之间，调整螺杆435的设置能够避免当调整弹簧433处于伸长状态时，两个夹紧块431之间的开口太大，还能通过调整调整螺杆435能够精确调整单个夹紧块431与堵转圆盘410的距离为5MM。

在本实施例中，轴承支座200上设置有对中调整机构，对中调整机构包括对中盘240和对中调整组件250，对中盘240与轴承支座200转动连接，对中盘240的中心开设有一通孔，用于插接第一高速旋转轴220，且对中盘240的中心轴与第一高速旋转轴220的中心轴位于同一直线上，对中调整组件250用于调节对中盘240与第一高速旋转轴220同轴度，以此提高测试精度。

在本实施例中，对中调整组件250包括调整螺栓251和安装块252，安装块252设置于轴承支座200上，安装块252上开设有一插接孔，插接孔内设置有螺纹，调整螺栓251与插接孔螺纹连接，通过调整螺栓251旋入或旋出插接孔，以限制或者松开对中盘240，需要说明的是，调整螺栓251设置有四个，相应的，安装块252也设置有四个，四个调整螺栓251沿对中盘240的圆周等角度设置。

在本实施例中，在第一高速旋转轴220上固定连接有磁性座，在磁性座上安装有千分表，可以理解的，千分表用于测量对中盘240的跳动量，且千分表的指针对准对中盘240内圆周，以保证调整后对中盘240的跳动量符合要求。

需要说明的是，在安装被测电机100之前，必须调整对中盘240与第一高速旋转轴220同轴度，否则会影响到测试扭矩精度，具体操作为，松开安装于轴承支座200上的调整螺栓251，通过四个调整螺栓251来调整对中盘240的位置，然后利用千分表进行测量，以保证跳动量在0.02MM以内，然后紧固调整螺栓251，可以理解的，一旦调整好，当进行下次试验时就不需要再进行调整，有利于提高测试效率。

可以理解的，为了辅助调节对中盘240与第一高速旋转轴220同轴度，在对中盘240上设置有定位销，具体地，通过在对中盘240和轴承支座200上分别开设第一定位槽与第二定位槽，定位销穿过第一定位槽插接于第二定位槽中，以对对中盘240进行定位，辅助对中调整组件250固定对中盘240。

在本实施例中，电机堵转测试装置还包括驱动电机控制器和功率分析仪，驱动电机控制器和功率分析仪分别与被测电机100电性连接，功率分析仪用于采集电流。需要说明的是，电机堵转测试装置还包括电池模拟器和冷却水路，电池模拟器用于给被测电机100提供电能，电池模拟器通过电线与被测电机100连接，冷却水路通过水管与被测电机100连接。

如图5所示，需要说明的是，电池模拟器提供直流电流，然后驱动电机控制器通过逆变桥电路调制输出三相交流电来驱动被测电机100工作，通过功率分析仪采集被测电机100的三相电流，当慢慢旋转被测电机100找到三相电流其中一相的峰值电流位置点时，此相电流最大，被测电机100和驱动电机控制器最容易热保护，且此角度位置就是被测电机100最容易热保护的位置。

在具体实施时，调整对中盘240与第一高速旋转轴220同轴度，并利用千分表保证对中盘240的跳动量符合要求，保证测试精度，再将被测电机100通过螺栓结构与安装盘210固定连接，并将被测电机100的输出轴与内花键套230联接，安装完毕后，上位机控制测功机500旋转，以带动被测电机100角度调整，上位机发送指令至电磁阀，电磁阀通电，驱动气缸434的活塞杆伸长，堵转装置抱死被测电机100，然后驱动电机控制器给被测电机100施加扭矩，通过功率分析仪采集驱动电机的三相电流以及扭矩传感器300实时采集扭矩，多次重复操作下，获取到三相电流的峰值位置点和峰值扭矩，之后，驱动电机控制器施加峰值扭矩至被测电机100，以使上位机能够采集到被测电机100的堵转性能，即堵转电流、堵转扭矩以及热保护时间，这种方式能够在任意角度下进行堵转试验，也可以快速抱死或松开堵转圆盘410，区别于现有技术，不仅更加自动化，测试效率更高，且操作也更为简单方便，同时还使用启动系统，能源清洁。

需要说明的是，上述的实施过程只是为了说明本申请的可实施性，但这并不代表本申请的电机堵转测试装置只有上述唯一一种实施流程，相反的，只要能够将本申请的电机堵转测试装置实施起来，都可以被纳入本申请的可行实施方案。

请参阅图6，本发明第二实施例中的电机堵转测试方法，采用上述中的电机堵转测试装置，包括如下步骤：

步骤S101，将被测电机100通过安装盘210与轴承支座200连接；

步骤S102，通过上位机控制测功机500旋转以带动所述被测电机100的输出轴旋转进行角度调整，再控制堵转装置将第二高速旋转轴310抱死以限制所述被测电机100的输出轴旋转；

步骤S103，利用驱动电机控制器对被测电机100施加扭矩，通过功率分析仪采集电流，获取所述被测电机100的峰值电流，并利用扭矩传感器300获取所述被测电机100处于峰值电流下的峰值扭矩；

步骤S104，驱动电机控制器对所述被测电机100施加峰值扭矩，所述被测电机100基于所述峰值扭矩工作，直至所述驱动电机控制器过热保护，再利用所述上位机记录所述被测电机100的堵转扭矩、三相电流以及堵转时间。

在本实施例中，将被测电机100通过安装盘210与轴承支座200连接的步骤之前，电机堵转测试方法还包括：

调整对中盘240与第一高速旋转轴220同轴度；

将被测电机100的输出轴与内花键套230联接。

在本实施例中，将被测电机100的输出轴与内花键套230联接的步骤之后，电机堵转测试方法还包括：

将电池模拟器、驱动电机控制器以及功率分析仪分别通过电线与被测电机100联接；

将冷却水路与被测电机100连接。

其中，将冷却水路与被测电机100连接好后，需要设定好冷却液入水口温度和流量，并开启冷却循环后进行测试，需要说明的是，冷却液入水口温度和流量分别根据整车实际条件设置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电机堵转测试装置，其特征在于，包括：

轴承支座，所述轴承支座的一侧通过安装盘与被测电机连接，所述轴承支座转动连接有第一高速旋转轴；

扭矩传感器，所述扭矩传感器的一侧与所述第一高速旋转轴连接，另一侧通过联轴器连接有第二高速旋转轴；

堵转机构，所述堵转机构用于防止所述第二高速旋转轴转动；

测功机，所述测功机与所述第二高速旋转轴连接；

上位机，所述上位机用于控制所述测功机的工作；

其中，所述第一高速旋转轴与所述第二高速旋转轴共轴转动，所述堵转机构与所述第二高速旋转轴连接，所述上位机与所述测功机连接，且与所述堵转机构连接。

2.根据权利要求1所述的电机堵转测试装置，其特征在于，所述轴承支座上设置有对中盘和对中调整组件，所述对中盘与所述第一高速旋转轴共一中心轴，所述对中调整组件用于调节所述对中盘与所述第一高速旋转轴同轴度。

3.根据权利要求1所述的电机堵转测试装置，其特征在于，所述第一高速旋转轴的一端固定连接有内花键套，所述内花键套与所述被测电机的输出轴间隙配合。

4.根据权利要求1所述的电机堵转测试装置，其特征在于，所述堵转机构包括支撑板体、堵转圆盘以及堵转组件，所述支撑板体用于支撑所述堵转组件，所述堵转圆盘固定套设于所述第二高速旋转轴的外侧，通过所述堵转组件夹紧所述堵转圆盘，以防止所述第二高速旋转轴旋转。

5.根据权利要求2所述的电机堵转测试装置，其特征在于，所述对中调整组件包括调整螺栓和安装块，所述安装块设置于所述轴承支座上，所述安装块上开设有一插接孔，所述调整螺栓与所述插接孔螺纹连接，通过所述调整螺栓旋入或旋出所述插接孔，以限制或者松开所述对中盘。

6.根据权利要求4所述的电机堵转测试装置，其特征在于，所述堵转组件包括两个夹紧块、夹紧支撑架和调整弹簧，所述夹紧支撑架与所述支撑板体固定连接，两个所述夹紧块分别通过转轴与所述夹紧支撑架的中部转动连接，所述调整弹簧位于两个所述夹紧块的同一端，且两个所述夹紧块分别与所述调整弹簧的两端固定连接，通过驱动气缸的活塞杆的伸出，以使两个所述夹紧块的同一端相互远离。

7.根据权利要求2所述的电机堵转测试装置，其特征在于，所述第一高速旋转轴上固定连接有磁性座，所述磁性座上安装有千分表，所述千分表用于测量所述对中盘的跳动量。

8.根据权利要求2所述的电机堵转测试装置，其特征在于，所述对中盘和所述轴承支座上分别开设有第一定位槽与第二定位槽，通过定位销穿过所述第一定位槽插接于所述第二定位槽中，以对所述对中盘进行定位。

9.根据权利要求1所述的电机堵转测试装置，其特征在于，所述电机堵转测试装置还包括驱动电机控制器和功率分析仪，所述驱动电机控制器和所述功率分析仪分别与所述被测电机电性连接，所述功率分析仪用于采集电流。

10.一种电机堵转测试方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任意一项所述的电机堵转测试装置，包括：

将被测电机通过安装盘与轴承支座连接；

通过上位机控制测功机旋转以带动所述被测电机的输出轴旋转进行角度调整，再控制堵转装置将第二高速旋转轴抱死以限制所述被测电机的输出轴旋转；

利用驱动电机控制器对被测电机施加扭矩，通过功率分析仪采集电流，获取所述被测电机的峰值电流，并利用扭矩传感器获取所述被测电机处于峰值电流下的峰值扭矩；

所述驱动电机控制器对所述被测电机施加峰值扭矩，所述被测电机基于所述峰值扭矩工作，直至所述驱动电机控制器过热保护，再利用所述上位机记录所述被测电机的堵转扭矩、三相电流以及堵转时间。

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