CN114859225B

CN114859225B - 一种电机设备性能测试装置

Info

Publication number: CN114859225B
Application number: CN202210791187.6A
Authority: CN
Inventors: 付朝阳; 牛小童; 平双瑞
Original assignee: Northwestern Polytechnical University
Current assignee: Northwestern Polytechnical University
Priority date: 2022-07-07
Filing date: 2022-07-07
Publication date: 2022-09-09
Anticipated expiration: 2042-07-07
Also published as: CN114859225A

Abstract

本发明涉及电机测试技术领域，且公开了一种电机设备性能测试装置，包括底座、速度传感器、振动传感器、压力传感器、电磁铁、壳体、外壳和盖板，盖板的上端中心处通过圆口固定连接有套管，套管内连接有负载机构，负载机构用于连接在待测电机输出轴上提供负载力，壳体内竖直设有转轴，转轴的轴壁上连接有传动机构，传动机构与电磁铁相连，用于改变电磁铁对于负载机构的作用力，使负载机构产生不同大小的振动力。该电机设备性能测试装置，可以简化测试电机性能时的操作步骤，提高测试电机性能的速度，并且能够对电机施加不同大小和不同方向的负载力，进而可以多角度测试电机的机械性能。

Description

一种电机设备性能测试装置

技术领域

本发明涉及电机测试技术领域，具体为一种电机设备性能测试装置。

背景技术

目前，电机在下线出厂前需对其进行性能检测，一般需要检测的参数包括启动电流、空载电流、负载电流、堵转电流、空载转速、负载转速和堵转扭力等，其中启动电流、空载电流、负载电流、堵转电流等检测项目可通过万用表检测设备进行检测，直接观察电流以及电压数据是否符合出厂标准，而空载转速、负载转速、堵转扭力以及电机动平衡等运转性能的测试过程则较为复杂，不仅需要连接不同的负载加载设备，还需要安装对应的速度传感器、压力传感器以及振动传感器采集电机运转时的动态信号，采集到的电信号传输至接收设备进行实时显示，进而可以得到电机运转时的各种动态数据，技术人员以此判断电机的机械性能是否符合出厂标准。

目前，测试电机运转时的动态信息时，需要连接不同的负载加载设备，连接过程需要多次的拆装转运电机，过程比较繁琐，降低了测试电机的速度，此外，电机负载的形式较为单一，无法改变负载力作用在电机轴上的方向。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电机设备性能测试装置，具备可以简化测试电机性能时的操作步骤，提高测试电机性能的速度，并且能够对电机施加不同大小和不同方向的负载力，进而可以多角度测试电机的机械性能等优点，解决了测试电机性能时，需要连接不同的负载加载设备，连接过程需要多次的拆装转运电机，过程比较繁琐，降低了测试电机的速度，此外，电机负载的形式较为单一，无法改变负载力作用在电机轴上的方向的问题。

技术方案

为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种电机设备性能测试装置，包括底座、速度传感器、振动传感器、压力传感器、电磁铁、壳体、外壳和盖板，所述盖板的上端中心处通过圆口固定连接有套管，所述套管内连接有负载机构，所述负载机构用于连接在待测电机输出轴上提供负载力；

所述壳体内竖直设有转轴，所述转轴的轴壁上连接有传动机构，所述传动机构与电磁铁相连，用于改变电磁铁对于负载机构的作用力，使负载机构产生不同大小的振动力；

所述壳体固定在底座的上端，所述外壳的下端通过安装口与壳体的上端固定连接，所述盖板通过螺栓固定连接在外壳的上端，所述盖板的上端连接有安装架。

优选的，所述负载机构包括主轴，所述主轴的上端固定连接有联轴器，所述主轴的下端固定连接有转子，所述转子上固定连接有多个均匀分布的永磁铁，所述主轴的轴壁上套接有圆环和环形板，所述圆环和环形板之间共同固定连接有多个均匀分布的弹簧，所述环形板通过滚动轴承转动连接在主轴的轴壁上，所述圆环固定在套管内；

所述振动传感器固定在环形板上，所述速度传感器固定在盖板的下端与永磁铁的位置相对应，且永磁铁与电磁铁位于同一水平面上。

优选的，所述传动机构包括弯杆，所述弯杆的一端固定在转轴的上端，所述转轴的下端通过滚动轴承转动连接在壳体的内壁，所述壳体内固定连接有横杆，所述横杆的杆壁通过滚珠轴承与转轴的轴壁转动连接，所述转轴的轴壁上固定连接有蜗轮，所述蜗轮的一侧啮合有蜗杆，所述壳体的一侧固的连接有第一电机，所述第一电机的输出端贯穿壳体的侧壁并与蜗杆的一端固定连接，所述弯杆的杆壁上固定连接有固定架，所述固定架上连接有调节单元，所述调节单元与电磁铁相连。

优选的，所述调节单元包括第二电机，所述第二电机固定在固定架的一侧，所述第二电机的输出端固定连接有丝杆，所述丝杆的杆壁上螺纹连接有传动块，所述传动块的上端固定连接有支撑架，所述支撑架的上端与电磁铁固定连接，所述固定架的一侧固定连接有定向杆，所述支撑架的侧壁通过方孔与定向杆的杆壁套接，所述弯杆的一端固定连接有支撑板，所述支撑板的一侧与定向杆的一端固定连接，所述支撑板的一侧通过密封轴承与丝杆的一端转动连接。

优选的，所述转子的下端固定连接有第一摩擦盘，所述固定架的上端开设有安装孔，所述安装孔内固定连接有支撑杆，所述支撑杆的杆壁上通过滚针轴承转动连接有支撑轴，所述支撑轴的上端固定连接有第二摩擦盘，所述支撑轴的下端固定连接有制动块，所述固定架的一侧通过装配孔与压力传感器固定连接，所述制动块的一侧与压力传感器相接触。

优选的，所述套管的一侧开设有矩形口，所述矩形口内设有矩形杆和连接块，所述矩形杆固定在矩形口内，所述连接块通过矩形孔与矩形杆的杆壁套接，所述连接块的一端固定连接有弧形板，所述弧形板的两端均通过销轴转动连接有压辊，且压辊位于环形板的上方，所述套管的侧壁固定连接有电动推杆，所述电动推杆的输出端与连接块的一侧固定连接。

优选的，所述盖板的上端固定连接有固定板，所述固定板的上端固定连接有两个矩形块，两个所述矩形块的侧壁通过圆孔套接有导向杆，所述安装架的侧壁开设有多个条形通孔，其中两个所述条形通孔分别与两个矩形块套接，且导向杆固定在条形通孔内，另一个所述条形通孔内设有紧固螺栓，所述固定板通过螺纹孔与紧固螺栓连接。

有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种电机设备性能测试装置，具备以下有益效果：

1、本发明在使用的时候，启动待测电机带动负载机构工作，此时可以检测待测电机的空载转速、负载转速、堵转扭力以及电机动平衡等机械性能，并通过速度传感器、振动传感器、压力传感器采集获取相关的测试数据，并且无需多次拆装待测电机，通过传动机构能够改变电磁铁对于负载机构的作用力，使负载机构产生不同大小的振动力，此外，调节机构与负载机构之间能够产生摩擦力，增加负载机构的运行阻力，以此测试待测电机的扭力。

2、本发明设置有的负载机构，在使用时，启动电磁铁工作产生磁力，使其保持与永磁铁的磁极相同，此时，被待测电机带动旋转的转子带动多个永磁铁做圆周运动，在永磁铁连续的经过电磁铁的一侧时产生连续的互斥力，进而使得主轴产生振动力，此振动力传递至待测电机的输出轴上，此时能够测试待测电机的动平衡性能，在电磁铁断电时则振动力消失，此时可以利用速度传感器测试待测电机的空载转速，并且，第一摩擦盘下移与第二摩擦盘接触产生摩擦力时，待测电机的转速下降至某一个预定的转速，此时可以利用压力传感器测试待测电机的堵转扭力，同时测得的转子转速为待测电机的负载转速。

3、本发明设置有的传动机构，在使用时，启动第一电机带动蜗杆使蜗轮旋转，蜗轮旋转时带动转轴使弯杆摆动，弯杆摆动时带动调节单元使电磁铁摆动，进而能够调节电磁铁的位置，使其与永磁铁之间产生互斥力的方向发生改变，进而可以能够多角度测试待测电机的机械性能，此外，启动第二电机带动丝杆利用螺纹带动传动块移动，传动块带动支撑架和电磁铁移动，进而可以改变电磁铁与永磁铁的间距，且间距越小，二者之间的互斥力越大，进而能够改变电磁铁与永磁铁之间因互斥力产生振动力的大小，方便工作人员使用。

附图说明

图1为本发明提出的一种电机设备性能测试装置结构示意图；

图2为本发明提出的一种电机设备性能测试装置中壳体和外壳的内部结构示意图；

图3为本发明提出的一种电机设备性能测试装置中负载机构的结构示意图；

图4为本发明提出的一种电机设备性能测试装置中图3的底部结构示意图；

图5为本发明提出的一种电机设备性能测试装置中电动推杆、连接块和弧形板的结构示意图；

图6为本发明提出的一种电机设备性能测试装置中传动机构的结构示意图；

图7为本发明提出的一种电机设备性能测试装置中固定架和第二摩擦板的结构示意图；

图8为本发明提出的一种电机设备性能测试装置中安装架的局部剖视图。

图中：1、壳体；2、外壳；3、盖板；4、安装架；5、电动推杆；6、联轴器；7、套管；8、底座；9、主轴；10、连接块；11、矩形杆；12、电磁铁；13、传动块；14、弯杆；15、第一电机；16、横杆；17、蜗轮；18、蜗杆；19、第二电机；20、永磁铁；21、环形板；22、弹簧；23、圆环；24、转子；25、第一摩擦盘；26、振动传感器；27、压辊；28、弧形板；29、压力传感器；30、固定架；31、丝杆；32、支撑架；33、定向杆；34、第二摩擦盘；35、制动块；36、矩形块；37、导向杆；38、紧固螺栓；39、固定板；40、速度传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本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本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

参照附图1-8,一种电机设备性能测试装置，包括底座8、速度传感器40、振动传感器26、压力传感器29、电磁铁12、壳体1、外壳2和盖板3，盖板3的上端中心处通过圆口固定连接有套管7，套管7内连接有负载机构，负载机构用于连接在待测电机输出轴上提供负载力，壳体1内竖直设有转轴，转轴的轴壁上连接有传动机构，传动机构与电磁铁12相连，用于改变电磁铁12对于负载机构的作用力，使负载机构产生不同大小的振动力，速度传感器40、振动传感器26和压力传感器29均通过信号电缆与外部的接收端设备进行连接，接收端设备实时显示并采集到的数据信息，此技术在生活中已被广泛的使用，本领域技术人员已经知晓，故不再做过多赘述；

壳体1固定在底座8的上端，外壳2的下端通过安装口与壳体1的上端固定连接，盖板3通过螺栓固定连接在外壳2的上端，盖板3的上端连接有安装架4，盖板3的上端固定连接有固定板39，固定板39的上端固定连接有两个矩形块36，两个矩形块36的侧壁通过圆孔套接有导向杆37，安装架4的侧壁开设有多个条形通孔，其中两个条形通孔分别与两个矩形块36套接，且导向杆37固定在条形通孔内，另一个条形通孔内设有紧固螺栓38，固定板39通过螺纹孔与紧固螺栓38连接。

本发明在使用的时候，使用专用螺栓将待测电机（图中未示出）固定在安装架4上，并将待测电机的输出轴连接负载机构，然后使用紧固螺栓38将安装架4固定在固定板39上，并按照待测电机的接线标准连接电路，最后启动待测电机带动负载机构工作，此时可以检测待测电机的空载转速、负载转速、堵转扭力以及电机动平衡等机械性能，并通过速度传感器40、振动传感器26、压力传感器29采集获取相关的测试数据，并且无需多次拆装待测电机，通过传动机构能够改变电磁铁12对于负载机构的作用力，使负载机构产生不同大小的振动力，此外，调节机构与负载机构之间能够产生摩擦力，增加负载机构的运行阻力，以此测试待测电机的扭力。

实施例2：基于实施例1有所不同的是；

参照附图4-5,负载机构包括主轴9，主轴9的上端固定连接有联轴器6，连接轴6采用可伸缩的花键规和花键轴连接待测电机输出轴和主轴9，且花键轴和花键规的配合间隙0.01-0.03毫米，且使用对称设置的螺钉进行固定，保证主轴9与待测电机轴的连接刚度，在进行堵转扭力测试时，仅需关闭待测电机的电源，松开螺钉之后重新接通电源即可，主轴9的下端固定连接有转子24，转子24上固定连接有多个均匀分布的永磁铁20，主轴9的轴壁上套接有圆环23和环形板21，圆环23和环形板21之间共同固定连接有多个均匀分布的弹簧22，环形板21通过滚动轴承转动连接在主轴9的轴壁上，圆环23固定在套管7内，振动传感器26固定在环形板21上，速度传感器40固定在盖板3的下端与永磁铁20的位置相对应，且永磁铁20与电磁铁12位于同一水平面上；

转子24的下端固定连接有第一摩擦盘25，在传动机构中固定架30的上端还开设有安装孔，安装孔内固定连接有支撑杆，支撑杆的杆壁上通过滚针轴承转动连接有支撑轴，支撑轴的上端固定连接有第二摩擦盘34，支撑轴的下端固定连接有制动块35，固定架30的一侧通过装配孔与压力传感器29固定连接，制动块35的一侧与压力传感器29相接触；

套管7的一侧开设有矩形口，矩形口内设有矩形杆11和连接块10，矩形杆11固定在矩形口内，连接块10通过矩形孔与矩形杆11的杆壁套接，连接块10的一端固定连接有弧形板28，弧形板28的两端均通过销轴转动连接有压辊27，且压辊27位于环形板21的上方，套管7的侧壁固定连接有电动推杆5，电动推杆5的输出端与连接块10的一侧固定连接。

本发明设置有的负载机构，在使用时，启动电磁铁12工作产生磁力，使其保持与永磁铁20的磁极相同，此时在待测电机带动联轴器6使主轴9旋转时，转子24带动多个永磁铁20做圆周运动，在永磁铁20连续的经过电磁铁12的一侧时能够产生连续的互斥力，在电磁铁12正对永磁铁20时，二者之间的互斥力最大，电磁铁12处于两个永磁铁20之间时，二者之间的互斥力最小，进而使得主轴9产生振动力，此振动力传递至待测电机的输出轴上，此时能够测试待测电机的动平衡性能，在电磁铁12断电时则振动力消失，此时可以利用速度传感器40测试待测电机的空载转速，启动电动推杆5推动连接块10使弧形板28下移，弧形板28下移时压辊27挤压环形板21移动，环形板21通过滚动轴承带动主轴9使转子24和第一摩擦盘25下移，第一摩擦盘25下移时与第二摩擦盘34接触产生摩擦力，此时第二摩擦盘34受到的摩擦力通过支撑轴传递至制动块35上，制动块35受力挤压压力传感器29，此时可以利用压力传感器29测试待测电机的堵转扭力，同时测得的转子24转速为待测电机的负载转速。

实施例3：基于实施例1有所不同的是；

参照附图2和图6,传动机构包括弯杆14，弯杆14的一端固定在转轴的上端，转轴的下端通过滚动轴承转动连接在壳体1的内壁，壳体1内固定连接有横杆16，横杆16的杆壁通过滚珠轴承与转轴的轴壁转动连接，转轴的轴壁上固定连接有蜗轮17，蜗轮17的一侧啮合有蜗杆18，壳体1的一侧固的连接有第一电机15，第一电机15的输出端贯穿壳体1的侧壁并与蜗杆18的一端固定连接，弯杆14的杆壁上固定连接有固定架30，固定架30上连接有调节单元，调节单元与电磁铁12相连；

调节单元包括第二电机19，第二电机19固定在固定架30的一侧，第二电机19的输出端固定连接有丝杆31，丝杆31的杆壁上螺纹连接有传动块13，传动块13的上端固定连接有支撑架32，支撑架32的上端与电磁铁12固定连接，固定架30的一侧固定连接有定向杆33，支撑架32的侧壁通过方孔与定向杆33的杆壁套接，弯杆14的一端固定连接有支撑板，支撑板的一侧与定向杆33的一端固定连接，支撑板的一侧通过密封轴承与丝杆31的一端转动连接，第一电机15、第二电机19和电磁铁12的电力输入端均通过导线与外部电源和控制器电性连接，此技术在生活中已被广泛的使用，本领域技术人员已经知晓，故不再做过多赘述。

本发明设置有的传动机构，在使用时，启动第一电机15带动蜗杆18使蜗轮17旋转，蜗轮17旋转时带动转轴使弯杆14摆动，弯杆14摆动时带动调节单元使电磁铁12摆动，进而能够调节电磁铁12的位置，使其与永磁铁20之间产生互斥力的方向发生改变，进而可以能够多角度测试待测电机的机械性能，此外，启动第二电机19带动丝杆31利用螺纹带动传动块13移动，传动块13带动支撑架32和电磁铁12移动，进而可以改变电磁铁12与永磁铁20的间距，且间距越小，二者之间的互斥力越大，进而能够改变电磁铁12与永磁铁20之间因互斥力产生振动力的大小，方便工作人员使用。

需要说明的是，术语“包括”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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种电机设备性能测试装置，包括底座（8）、速度传感器（40）、振动传感器（26）、压力传感器（29）、电磁铁（12）、壳体（1）、外壳（2）和盖板（3），其特征在于：所述盖板（3）的上端中心处通过圆口固定连接有套管（7），所述套管（7）内连接有负载机构，所述负载机构用于连接在待测电机输出轴上提供负载力；

所述负载机构包括主轴（9），所述主轴（9）的上端固定连接有联轴器（6），所述主轴（9）的下端固定连接有转子（24），所述转子（24）上固定连接有多个均匀分布的永磁铁（20），所述主轴（9）的轴壁上套接有圆环（23）和环形板（21），所述圆环（23）和环形板（21）之间共同固定连接有多个均匀分布的弹簧（22），所述环形板（21）通过滚动轴承转动连接在主轴（9）的轴壁上，所述圆环（23）固定在套管（7）内，所述振动传感器（26）固定在环形板（21）上，所述速度传感器（40）固定在盖板（3）的下端与永磁铁（20）的位置相对应，且永磁铁（20）与电磁铁（12）位于同一水平面上；

所述转子（24）的下端固定连接有第一摩擦盘（25），固定架（30）的上端开设有安装孔，所述安装孔内固定连接有支撑杆，所述支撑杆的杆壁上通过滚针轴承转动连接有支撑轴，所述支撑轴的上端固定连接有第二摩擦盘（34），所述支撑轴的下端固定连接有制动块（35），所述固定架（30）的一侧通过装配孔与压力传感器（29）固定连接，所述制动块（35）的一侧与压力传感器（29）相接触；

所述套管（7）的一侧开设有矩形口，所述矩形口内设有矩形杆（11）和连接块（10），所述矩形杆（11）固定在矩形口内，所述连接块（10）通过矩形孔与矩形杆（11）的杆壁套接，所述连接块（10）的一端固定连接有弧形板（28），所述弧形板（28）的两端均通过销轴转动连接有压辊（27），且压辊（27）位于环形板（21）的上方，所述套管（7）的侧壁固定连接有电动推杆（5），所述电动推杆（5）的输出端与连接块（10）的一侧固定连接；

所述壳体（1）内竖直设有转轴，所述转轴的轴壁上连接有传动机构，所述传动机构与电磁铁（12）相连，用于改变电磁铁（12）对于负载机构的作用力，使负载机构产生不同大小的振动力；

所述传动机构包括弯杆（14），所述弯杆（14）的一端固定在转轴的上端，所述转轴的下端通过滚动轴承转动连接在壳体（1）的内壁，所述壳体（1）内固定连接有横杆（16），所述横杆（16）的杆壁通过滚珠轴承与转轴的轴壁转动连接，所述转轴的轴壁上固定连接有蜗轮（17），所述蜗轮（17）的一侧啮合有蜗杆（18），所述壳体（1）的一侧固的连接有第一电机（15），所述第一电机（15）的输出端贯穿壳体（1）的侧壁并与蜗杆（18）的一端固定连接，所述弯杆（14）的杆壁上固定连接有固定架（30），所述固定架（30）上连接有调节单元，所述调节单元与电磁铁（12）相连；

所述调节单元包括第二电机（19），所述第二电机（19）固定在固定架（30）的一侧，所述第二电机（19）的输出端固定连接有丝杆（31），所述丝杆（31）的杆壁上螺纹连接有传动块（13），所述传动块（13）的上端固定连接有支撑架（32），所述支撑架（32）的上端与电磁铁（12）固定连接，所述固定架（30）的一侧固定连接有定向杆（33），所述支撑架（32）的侧壁通过方孔与定向杆（33）的杆壁套接，所述弯杆（14）的一端固定连接有支撑板，所述支撑板的一侧与定向杆（33）的一端固定连接，所述支撑板的一侧通过密封轴承与丝杆（31）的一端转动连接；

所述壳体（1）固定在底座（8）的上端，所述外壳（2）的下端通过安装口与壳体（1）的上端固定连接，所述盖板（3）通过螺栓固定连接在外壳（2）的上端，所述盖板（3）的上端连接有安装架（4）。

2.根据权利要求1所述的一种电机设备性能测试装置，其特征在于：所述盖板（3）的上端固定连接有固定板（39），所述固定板（39）的上端固定连接有两个矩形块（36），两个所述矩形块（36）的侧壁通过圆孔套接有导向杆（37），所述安装架（4）的侧壁开设有多个条形通孔，其中两个所述条形通孔分别与两个矩形块（36）套接，且导向杆（37）固定在条形通孔内，另一个所述条形通孔内设有紧固螺栓（38），所述固定板（39）通过螺纹孔与紧固螺栓（38）连接。