CN115855408A - 用于电机振动测试的测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于电机振动测试的测试设备，属于测试设备技术领域。该测试设备包括振动台、被测电机、第一调节转换装置、第二调节转换装置、流量调节阀、储液罐以及对拖负载电机；第一调节转换装置设置于振动台上且与被测电机的输出轴连接，以用于调节被测电机的转矩且将机械能转换为液压能；第二调节转换装置，以用于将液压能转换为机械能且调节输出端的转矩与被测电机的转矩一致。本发明的测试设备通过柔性连接使对拖负载电机不安装在振动台，释放了振动台的推力，提高了对拖负载电机的使用寿命；可对不同功率的被测电机进行测试且不用更换对拖负载电机。

Description

用于电机振动测试的测试设备

技术领域

本发明涉及测试设备技术领域，特别涉及一种用于电机振动测试的测试设备。

背景技术

驱动电机作为新能源汽车核心“三电”的部件之一，其性能直接决定了新能源汽车整车的动力特性。驱动电机性能不仅影响驾驶者的乘坐感受，在高速行驶阶段甚至直接影响驾驶者人身安全，因此驱动电机的性能可靠性就显得尤为重要。

目前我国对新能源汽车驱动电机的可靠性测试主要根据GB/T18488，其中涉及驱动电机结构及性能可靠性主要通过振动测试实现检验。但该测试仅在驱动电机非工作模式下进行，与汽车实际行驶场景不相符。通过分析不难发现，新能源汽车在道路行驶过程中，驱动电机在工作模式下承受路面传递的行驶阻力、颠簸振动、高低温及湿热载荷。如何实现在工作模式下对驱动电机进行振动及性能可靠性测试，成为保障新能源汽车驱动系统安全的关键。

截止目前，行业内对此解决的思路是：“被测电机-万向节-对拖负载电机”，将上述三者同时安装在振动测试台上。被测电机和对拖负载电机刚性连接且同时处于振动测试台上，意味着在被测电机承受振动载荷的同时，对拖负载电机也将承受相同的工况，这将会使对拖负载电机寿命将缩短，进而影响整个测试台架的使用寿命；对拖负载电机因自身质量占据大部分推力，降低振动测试台的有效率；现有的测试设备扭矩不可以调节，难以满足不同功率被测电机需求的不同精度和不同最大转矩，不能对不同功率被测电机进行测试，其测试不同功率的被测电机需要更换不同功率的对拖负载电机，其操作繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电机振动测试的测试设备，该测试设备通过柔性连接使对拖负载电机不安装在振动台，释放了振动台的推力，提高了对拖负载电机的使用寿命；可对不同功率的被测电机进行测试且不用更换对拖负载电机。

为实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种用于电机振动测试的测试设备。所述测试设备包括：振动台、被测电机、第一调节转换装置、第二调节转换装置、流量调节阀、储液罐以及对拖负载电机；所述第一调节转换装置设置于所述振动台上且与所述被测电机的输出轴连接，以用于调节所述被测电机的转矩且将机械能转换为液压能；第二调节转换装置，以用于将液压能转换为机械能且调节输出端的转矩与所述被测电机的转矩一致；所述流量调节阀通过第一液压柔性管路连通所述第一调节转换装置和所述第二调节转换装置；所述储液罐通过第二液压柔性管路连通所述第一调节转换装置和所述第二调节转换装置，所述储液罐用于储存液体和吸收所述第二液压柔性管路内多余的液压能；所述对拖负载电机与所述第二调节转换装置连接；其中，所述第一调节转换装置、所述流量调节阀、所述第二调节转换装置和所述储液罐通过所述第一液压柔性管路和所述第二液压柔性管路形成液压回路，以用于将刚性连接转换为柔性连接。

根据本发明的一实施方式，其中，所述第一调节转换装置包括：第一转矩调节装置、泵装置、第一万向节以及第二万向节，所述第一转矩调节装置的动力输入轴通过所述第一万向节与所述被测电机的转轴连接，以调节所述被测电机的输出转矩，所述第一转矩调节装置的动力输出轴通过所述第二万向节与所述泵装置的转轴连接，所述泵装置的进液口与所述第二液压柔性管路连通，所述泵装置的出液口与所述第一液压柔性管路连通且将所述被测电机传递的机械能转换为液压能。

根据本发明的一实施方式，其中，所述第二调节转换装置包括：第二转矩调节装置、水轮机、第三万向节以及第四万向节，所述水轮机的进液口与所述第一液压柔性管路连通且将液压能转换为机械能，所述水轮机的出液口与所述第二液压柔性管路连通，所述水轮机的动力输出轴通过所述第三万向节与所述第二转矩调节装置的动力输入轴连接，所述第二转矩调节装置的动力输出轴通过所述第四万向节与所述对拖负载电机的输出轴连接。

根据本发明的一实施方式，其中，测试设备还包括：被测电机动力电缆和被测电机控制器，所述被测电机动力电缆与所述被测电机控制器电性连接，所述被测电机控制器与所述被测电机电性连接。

根据本发明的一实施方式，其中，测试设备还包括：第一扭矩传感器和第二扭矩传感器，所述第一扭矩传感器设置于所述被测电机与所述第一转矩调节装置的连接轴上，以检测被测电机的转矩，所述第二扭矩传感器设置于所述第二转矩调节装置和所述对拖负载电机的连接轴上，以检测所述对拖负载电机的转矩。

根据本发明的一实施方式，其中，测试设备还包括：对拖负载电机动力电缆和所述对拖负载电机控制器，所述对拖负载电机动力电缆与所述对拖负载电机控制器电性连接，所述对拖负载电机控制器与对拖负载电机电性连接。

根据本发明的一实施方式，其中，测试设备还包括：扭矩线性控制主机，所述扭矩线性控制主机控制所述被测电机控制器、所述第一扭矩传感器、所述流量调节阀、所述第二扭矩传感器和所述对拖负载电机控制器。

根据本发明的一实施方式，其中，所述第一转矩调节装置和所述第二转矩调节装置均为变速箱。

根据本发明的一实施方式，其中，所述泵装置为水泵，所述水轮机为反击式水轮机。

根据本发明的一实施方式，其中，所述第一万向节、所述第二万向节、所述第三万向节和所述第四万向节均为等速万向节。

本发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：

1、本发明的测试设备中第一调节转换装置、流量调节阀、第二调节转换装置和储液罐通过第一液压柔性管路和第二液压柔性管路形成液压回路，使被测电机和对拖负载电机之间的刚性连接转换为柔性连接，进而使对拖负载电机不安装在振动台上，可提高对拖负载电机的使用寿命，释放振动台的推力；

2、本发明的测试设备通过设置大功率的对拖负载电机，且其满足新能源汽车上最大功率的被测电机的负载需求，还设置第一调节转换装置和第二调节转换装置，可以调节转矩，若被测电机为大功率电机，可以先减小转矩后增大转矩，可对大功率被测电机测试；若被测电机为小功率电机，可以先增大转矩后减小转矩，可对小功率被测电机测试；可根据被测电机的需求，调节相关设备的转矩，对被测电机施加负载进行测试，可满足不同被测电机的不同转矩需求，可对不同功率的被测电机进行测试，且不用更换对拖负载电机。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种用于电机振动测试的测试设备的工作原理图。

图2是根据一示例性实施方式示出的一种用于电机振动测试的测试设备的柔性连接液压回路原理图。

其中，附图标记说明如下：

1、振动台；2、被测电机；3、第一调节转换装置；31、第一转矩调节装置；32、泵装置；4、第二调节转换装置；41、第二转矩调节装置；42、水轮机；5、流量调节阀；6、储液罐；7、对拖负载电机；8、第一液压柔性管路；9、第二液压柔性管路；10、被测电机控制器；11、第一扭矩传感器；12、第二扭矩传感器；13、对拖负载电机控制器；14、扭矩线性控制主机。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

如图1至图2所示，图1示出了本发明提供的一种用于电机振动测试的测试设备的工作原理图。图2示出了本发明提供的一种用于电机振动测试的测试设备的柔性连接液压回路原理图。

本发明实施例的测试设备包括：振动台1、被测电机2、第一调节转换装置3、第二调节转换装置4、流量调节阀5、储液罐6以及对拖负载电机7。

第一调节转换装置3和被测电机2均设置于振动台1上且第一调节转换装置3与被测电机2的输出轴连接，以用于调节被测电机2的转矩且将机械能转换为液压能。第一调节转换装置3可以增大或者减小被测电机2的转矩并传递至自身输出端，

第二调节转换装置4，以用于将液压能转换为机械能且调节输出端的转矩与被测电机2的转矩一致。

流量调节阀5通过第一液压柔性管路8连通第一调节转换装置3和第二调节转换装置4；流量调节阀5调节第一液压柔性管路8内的液压使其处于稳定值，避免液压过大导致管路破裂，还能使液体单向流动。

储液罐6通过第二液压柔性管路9连通第一调节转换装置3和第二调节转换装置4，储液罐6用于储存液体和吸收第二液压柔性管路9内多余的液压能。

对拖负载电机7与第二调节转换装置4连接，以用于对第二调节转换装置4施加负载。

其中，第一调节转换装置3、流量调节阀5、第二调节转换装置4和储液罐6通过第一液压柔性管路8和第二液压柔性管路9形成液压回路，以用于将刚性连接转换为柔性连接。

第一调节转换装置3同时与第一液压柔性管路8和第二液压柔性管路9连通，其通过第二液压柔性管路9抽取储液罐6内的液体使其流入第一液压柔性管路8，第一液压柔性管路8内的液体流动，可将机械能转换为液压能；第一液压柔性管路8和第二液压柔性管路9同时与第二调节转换装置4连通，第二调节转换装置4可将液压能转换为机械能，且可以增大或者减小输出端的转矩使其与被测电机2的转矩一致，第二调节转换装置4的输出端与对拖负载电机7的转轴连接，第二调节转换装置4的出液口与第二液压柔性管路9连通，刚流出的液体残余一部分液压能，储液罐6内储存有液体可以吸收多余的液压能，使第二液压柔性管路9内流向第一调节转换装置3的液体流速保持稳定。

具体的，对拖负载电机7是大功率电机且可满足新能源汽车上最大功率的被测电机2的负载需求，测试时，先连通被测电机2的电源，使被测电机2开始工作，若被测电机2是大功率电机，第一调节转换装置3减小从被测电机2上传递过来的转矩，且将机械能转换为液压能，通过第二液压柔性管路9抽取储液罐6内的液体，使其流入第一液压柔性管路8，流量调节阀5调节第一液压柔性管路8内的液压使其保持稳定且液体单向流动，液体流入第二调节转换装置4的输入端，液压能转换为机械能，第二调节转换装置4调节转矩可使输出端的转矩与被测电机2的转矩一致且转向相同；

被测电机2运行一段时间后，启动对拖负载电机7，对拖负载电机7的输出转矩可以调节，且其启动时输出轴的转向与第二调节转换装置4转轴的转向相反，先使对拖负载电机7的输出轴缓慢运行直至运行到合适的输出转矩，可对第二转矩调节装置4的输出端施加负载，因被测电机2的转矩通常都是远大于对拖负载电机7的输出转矩，故对拖负载电机7输出轴最终的转向与被测电机2的输出轴的转向相同，在这过程中，因力的作用是相互的，第一液压柔性管路8内的液体相当于受到一个与液体流向相反的作用力，则第一调节转换装置3的输出端同样受到该反向作用力，进而被测电机2的输出轴受到该反向作用力，即相当于给被测电机2施加负载，即模拟被测电机2的工作模式，振动台1振动即可进行振动测试，此为本测试设备的缩小模式。

若被测电机2是小功率电机，第一调节转换装置3可以增大被测电机2的输出转矩，使输出端的转矩与缩小模式时的转矩一致，维持第一液压柔性管路8内的液压稳定，第二调节转换装置4可以增大自身输出端的转矩使其与被测电机2的输出转矩一致，其余过程与缩小模式时相同，此为本测试设备的放大模式。可对不同功率的被测电机2进行测试。

第一调节转换装置3、流量调节阀5、第二调节转换装置4和储液罐6通过第一液压柔性管路8和第二液压柔性管路9形成液压回路，被测电机2和对拖负载电机7之间的刚性连接转换为柔性连接，使对拖负载电机7不安装在振动台1上，振动测试时，对拖负载电机7不需要受到和被测电机2相同的振动载荷，有利于提高对拖负载电机7的使用寿命且释放了振动台1的推力。

本发明由于第一调节转换装置3、流量调节阀5、第二调节转换装置4和储液罐6通过第一液压柔性管路8和第二液压柔性管路9形成液压回路，将刚性连接转换为柔性连接，使对拖负载电机7不安装在振动台1上，从而实现了提高对拖负载电机7的使用寿命和释放振动台1推力的技术效果，避免了对拖负载电机7使用寿命的缩短，进而避免了影响整个测试台架的使用寿命，也避免了降低振动台1有效率的问题。

由于设置了大功率的对拖负载电机7，且其满足新能源汽车上最大功率的被测电机2的负载需求，还设置了第一调节转换装置3和第二调节转换装置4，可以调节转矩，实现了对不同功率的被测电机2进行测试，且不用更换对拖负载电机7的技术效果，避免了不能对不同功率被测电机2进行测试，测试不同功率的被测电机2需要更换不同功率的对拖负载电机7的技术问题。

在本发明的一个优选实施例中，第一调节转换装置3包括：第一转矩调节装置31、泵装置32、第一万向节以及第二万向节，第一转矩调节装置31的动力输入轴通过第一万向节与被测电机2的转轴连接，以调节被测电机2的输出转矩，第一转矩调节装置31的动力输出轴通过第二万向节与泵装置32的转轴连接，泵装置32的进液口与第二液压柔性管路9连通，泵装置32的出液口与第一液压柔性管路8连通且将被测电机2传递的机械能转换为液压能。

如图1所示，第一转矩调节装置31可以增大或者减小被测电机2传递的输出转矩，泵装置32可将机械能转化为液压能，通过第二液压柔性管路9将液体从储液罐6内的液体抽出，再通过第一液压柔性管路8排出。

在本发明的一个优选实施例中，第二调节转换装置4包括：第二转矩调节装置41、水轮机42、第三万向节以及第四万向节，水轮机42的进液口与第一液压柔性管路8连通且将液压能转换为机械能，水轮机42的出液口与第二液压柔性管路9连通，水轮机42的动力输出轴通过第三万向节与第二转矩调节装置41的动力输入轴连接，第二转矩调节装置41的动力输出轴通过第四万向节与对拖负载电机7的输出轴连接。

如图1和图2所示，第一液压柔性管路8内的液体冲击水轮机42，水轮机42可将液压能转换为机械能，水轮机42的输出端与第二转矩调节装置41的输入端连接，水轮机42的出液口与第二液压柔性管路9连通。

在本发明的一个优选实施例中，测试设备还包括：被测电机动力电缆和被测电机控制器10，被测电机动力电缆与被测电机控制器10电性连接，被测电机控制器10与被测电机2电性连接。

如图1所示，被测电机动力电缆与电源连接，电机控制器10可以控制被测电机2的转矩和转速，并将电信号传给扭矩线性控制主机14。

在本发明的一个优选实施例中，测试设备还包括：第一扭矩传感器11和第二扭矩传感器12，第一扭矩传感器11设置于被测电机2与第一转矩调节装置31的连接轴上，以检测被测电机2的转矩，第二扭矩传感器12设置于第二转矩调节装置41和对拖负载电机7的连接轴上，以检测对拖负载电机7的转矩。

如图1所示，第一扭矩传感器11和第二扭矩传感器12可以分别检测被测电机2和对拖负载电机7的扭矩，并将电信号传给扭矩线性控制主机14。

在本发明的一个优选实施例中，测试设备还包括：对拖负载电机动力电缆和对拖负载电机控制器13，对拖负载电机动力电缆与对拖负载电机控制器13电性连接，对拖负载电机控制器13与对拖负载电机7电性连接。

如图1所示，对拖负载电机动力电缆与电源连接，对拖负载电机控制器13可以控制对拖负载电机7的转速和转矩，并将电信号传给扭矩线性控制主机14。

在本发明的一个优选实施例中，测试设备还包括：扭矩线性控制主机14，扭矩线性控制主机14控制被测电机控制器10、第一扭矩传感器11、流量调节阀5、第二扭矩传感器12和对拖负载电机控制器13。

如图1所示，扭矩线性控制主机14上可以显示和控制被测电机控制器10、第一扭矩传感器11、流量调节阀5、第二扭矩传感器12和对拖负载电机控制器13的相关参数，可以根据各个装置的相关参数对各装置进行调节，实现精准控制。

在本发明的一个优选实施例中，第一转矩调节装置31和第二转矩调节装置41均为变速箱。

如图1所示，第一转矩调节装置31和第二转矩调节装置41均为变速箱，具体的，两个变速箱一个可以增大转矩，一个可以减小转矩；若被测电机2为大功率电机，则第一转矩调节装置31和第二转矩调节装置41分别为减小转矩变速箱和增大转矩变速箱；若被测电机2为小功率电机，则第一转矩调节装置31和第二转矩调节装置41分别为增大转矩变速箱和减小转矩变速箱；变速箱可以拆卸，可根据需求安装合适的变速箱。

在本发明的一个优选实施例中，泵装置32为水泵，水轮机42为反击式水轮机。

如图1和图2所示，储液罐6内储存的液体为水，水泵可将机械能转换为液压能，水轮机42可将液压能转换为机械能，两者配合使用，完成机械能-液压能-机械能的能量转换。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一万向节、所述第二万向节、所述第三万向节和所述第四万向节均为等速万向节。

如图1所示，第一转矩调节装置31的输入端与被测电机2的输出端通过第一万向节连接，第一转矩调节装置31的输出端与泵装置32的输入端通过第二万向节连接，可保持万向节两端的转速不变；水轮机42的输出端与第二转矩调节装置41的输入端通过第三万向节连接，第二转矩调节装置41的输出端与对拖负载电机7的输出轴通过第四万向节连接，可保持万向节两端的转速不变。

在本发明实施例中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。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发明实施例中的具体含义。

本发明实施例的描述中，需要理解的是，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发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明实施例的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一个优选实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明实施例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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上仅为本发明实施例的优选实施例而已，并不用于限制本发明实施例，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电机振动测试的测试设备，包括：振动台(1)和被测电机(2)，其特征在于，还包括：

第一调节转换装置(3)，所述第一调节转换装置(3)设置于所述振动台(1)上且与所述被测电机(2)的输出轴连接，以用于调节所述被测电机(2)的转矩且将机械能转换为液压能；

第二调节转换装置(4)，以用于将液压能转换为机械能且调节输出端的转矩与所述被测电机(2)的转矩一致；

流量调节阀(5)，所述流量调节阀(5)通过第一液压柔性管路(8)连通所述第一调节转换装置(3)和所述第二调节转换装置(4)；

储液罐(6)，所述储液罐(6)通过第二液压柔性管路(9)连通所述第一调节转换装置(3)和所述第二调节转换装置(4)，所述储液罐(6)用于储存液体和吸收所述第二液压柔性管路(9)内多余的液压能；

对拖负载电机(7)，所述对拖负载电机(7)与所述第二调节转换装置(4)连接；

其中，所述第一调节转换装置(3)、所述流量调节阀(5)、所述第二调节转换装置(4)和所述储液罐(6)通过所述第一液压柔性管路(8)和所述第二液压柔性管路(9)形成液压回路，以用于将刚性连接转换为柔性连接。

2.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述第一调节转换装置(3)包括：第一转矩调节装置(31)、泵装置(32)、第一万向节以及第二万向节，所述第一转矩调节装置(31)的动力输入轴通过所述第一万向节与所述被测电机(2)的转轴连接，以调节所述被测电机(2)的输出转矩，所述第一转矩调节装置(31)的动力输出轴通过所述第二万向节与所述泵装置(32)的转轴连接，所述泵装置(32)的进液口与所述第二液压柔性管路(9)连通，所述泵装置(32)的出液口与所述第一液压柔性管路(8)连通且将所述被测电机(2)传递的机械能转换为液压能。

3.根据权利要求2所述的测试设备，其特征在于，所述第二调节转换装置(4)包括：第二转矩调节装置(41)、水轮机(42)、第三万向节以及第四万向节，所述水轮机(42)的进液口与所述第一液压柔性管路(8)连通且将液压能转换为机械能，所述水轮机(42)的出液口与所述第二液压柔性管路(9)连通，所述水轮机(42)的动力输出轴通过所述第三万向节与所述第二转矩调节装置(41)的动力输入轴连接，所述第二转矩调节装置(41)的动力输出轴通过所述第四万向节与所述对拖负载电机(7)的输出轴连接。

4.根据权利要求3所述的测试设备，其特征在于，还包括：被测电机动力电缆和被测电机控制器(10)，所述被测电机动力电缆与所述被测电机控制器(10)电性连接，所述被测电机控制器(10)与所述被测电机(2)电性连接。

5.根据权利要求4所述的测试设备，其特征在于，还包括：第一扭矩传感器(11)和第二扭矩传感器(12)，所述第一扭矩传感器(11)设置于所述被测电机(2)与所述第一转矩调节装置(31)的连接轴上，以检测被测电机(2)的转矩，所述第二扭矩传感器(12)设置于所述第二转矩调节装置(41)和所述对拖负载电机(7)的连接轴上，以检测所述对拖负载电机(7)的转矩。

6.根据权利要求5所述的测试设备，其特征在于，还包括：对拖负载电机动力电缆和所述对拖负载电机控制器(13)，所述对拖负载电机动力电缆与所述对拖负载电机控制器(13)电性连接，所述对拖负载电机控制器(13)与对拖负载电机(7)电性连接。

7.根据权利要求6所述的测试设备，其特征在于，还包括：扭矩线性控制主机(14)，所述扭矩线性控制主机(14)控制所述被测电机控制器(10)、所述第一扭矩传感器(11)、所述流量调节阀(5)、所述第二扭矩传感器(12)和所述对拖负载电机控制器(13)。

8.根据权利要求3所述的测试设备，其特征在于，所述第一转矩调节装置(31)和所述第二转矩调节装置(41)均为变速箱。

9.根据权利要求3所述的测试设备，其特征在于，所述泵装置(32)为水泵，所述水轮机(42)为反击式水轮机。

10.根据权利要求3所述的测试设备，其特征在于，所述第一万向节、所述第二万向节、所述第三万向节和所述第四万向节均为等速万向节。

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