CN116608896B - 电机一体式旋转变压器模拟设备及其模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋转变压器技术领域，具体涉及一种电机一体式旋转变压器模拟设备及其模拟方法，本发明的电机一体式旋转变压器模拟设备及其模拟方法，通过设置的旋转变压器模块获取电机模块当前的正弦信号和余弦信号，并通过与电机控制器输入的励磁信号相比，从而判断电机控制器的旋变电路是否有问题，并且，通过改进电机模块的电刷装置，从而提高了电机模块的使用寿命，降低了检测成本。

Description

电机一体式旋转变压器模拟设备及其模拟方法

技术领域

本发明涉及旋转变压器技术领域，具体涉及一种电机一体式旋转变压器模拟设备及其模拟方法。

背景技术

旋转变压器（resolver/transformer）是一种电磁式传感器，又称同步分解器。旋转变压器是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压。转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压。

在现有的产业生产中，旋转变压器被广泛应用于对电机控制器的测试，将旋转变压器安装在电机上，电机控制器接收旋转变压器反馈的信号从而实现对电机的换向控制。

由于在对电机控制器进行开发时，需要用到电机，且电机通常要承受较为极端的转动条件，因此，电机的使用寿命较低，经常更换电机造成成本的增加，其次，现有的电机与旋转变压器之间需要主动连接后使用，使用不便。

为此，亟需提供一种电机一体式的旋转变压器模拟设备，并有效增加电机的使用寿命，避免反复更换电机造成的成本增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种电机一体式旋转变压器模拟设备及其模拟方法，以解决背景技术中提及的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电机一体式旋转变压器模拟设备，包括：旋转变压器模块和电机模块；

所述电机模块的电机转子伸入至所述旋转变压器模块的旋变转子内；以及

所述旋转变压器模块上设置有用于与外部电机控制器连接的第一接口；其中

所述旋转变压器模块适于获取电机模块的转动信息，并传输至电机控制器；以及

所述电机模块与所述电机控制器之间通过第二接口相连接，以调节所述电机模块的转速与转向。

另一方面，本发明还提供了一种电机一体式旋转变压器的模拟方法，包括：

采用上述电机一体式旋转变压器模拟设备，并包括如下步骤：

步骤S1，获取电机控制器的旋变电路输出的励磁信号；

步骤S2，获取旋转变压器模块的正弦信号和余弦信号；

步骤S3，将获取的励磁信号和正弦信号与余弦信号对比，获取相应的旋变角度或旋变转速；

步骤S4，将获取的旋变角度或旋变转速与预设的旋变角度标准值与旋变转速标准值进行对比；

步骤S5，根据对比结果判断电机控制器的合格情况。

本发明的有益效果是，本发明的电机一体式旋转变压器模拟设备及其模拟方法，通过设置的旋转变压器模块获取电机模块当前的正弦信号和余弦信号，并通过与电机控制器输入的励磁信号相比，从而判断电机控制器的旋变电路是否有问题，并且，通过改进电机模块的电刷装置，从而提高了电机模块的使用寿命，降低了检测成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的电机一体式旋转变压器模拟设备的立体图；

图2是本发明的电机一体式旋转变压器模拟设备内部结构的剖面结构示意图；

图3是本发明的电机一体式旋转变压器模拟设备中电刷装置的立体结构示意图；

图4是本发明的电机一体式旋转变压器模拟设备中电刷架的正面示意图；

图5是本发明的电机一体式旋转变压器模拟设备中电刷架的立体图；

图6是本发明的电机一体式旋转变压器模拟设备中电刷组件的立体图；

图7是本发明的图4中的A处放大结构示意图；

图8是本发明的电机一体式旋转变压器模拟方法的流程示意图。

图中：

旋转变压器模块1、第一接口10、变压器壳体11、旋变定子12、旋变转子13；

电机模块2、第二接口20、电机壳体21、电机转子22、电机定子23、电刷装置24、电刷架241、换向器242、电刷组件243、电刷2431、电刷套2432、限位组件244、防尘板2441、顶推块2442、负压调节板2443、卡块2444、弹簧245、通孔246、

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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

如图1至图8所示，本发明提供了一种电机一体式旋转变压器模拟设备，包括：旋转变压器模块1和电机模块2；所述电机模块2的电机转子22伸入至所述旋转变压器模块1的旋变转子13内；以及所述旋转变压器模块1上设置有用于与外部电机控制器连接的第一接口10；其中所述旋转变压器模块1适于获取电机模块2的转动信息，并传输至电机控制器；以及所述电机模块2与所述电机控制器之间通过第二接口20相连接，以调节所述电机模块2的转速与转向。

在本实施方式中，通过设置的旋转变压器模块1获取电机模块2当前的正弦信号和余弦信号，并通过与电机控制器输入的励磁信号相比，从而判断电机控制器的旋变电路是否有问题，并且，通过改进电机模块2的电刷装置，从而提高了电机模块2的使用寿命，降低了检测成本。

在本实施例中，所述旋转变压器模块1包括：变压器壳体11和旋变定子12；其中所述旋变转子13与所述旋变定子12均设置在所述变压器壳体11内；所述旋变定子12套设在所述旋变转子13的外围。

在本实施例中，所述电机模块2包括：电机壳体21和电机定子23；其中所述电机定子23和所述电机转子22均设置在所述电机壳体21内；所述电机定子23套设在所述电机转子22的外围。

在本实施例中，所述电机模块2还包括：电刷装置24；所述电刷装置24设置在所述电机壳体21内部，并与所述电机转子22接触，以将外部电流导入至电机转子22上。

在本实施例中，所述电刷装置24包括：电刷架241、换向器242和电刷组件243；其中所述电刷架241设置在所述电机壳体21上；所述换向器242套设在所述电机转子22上；以及所述电刷组件243设置在所述电刷架241上，并与所述换向器242接触。

在本实施方式中，通过将所述电刷架241设置在电机壳体21上，从而使得设置在电刷架241上的电刷组件243可与换向器242接触，从而将外部电流经电刷组件243导入至换向器242。

在本实施例中，所述电刷组件243包括：电刷2431和电刷套2432；其中所述电刷套2432设置在所述电刷架241上，所述电刷2431插设在所述电刷套2432内；以及所述电刷套2432内还设置有用于限位支撑所述电刷2431的限位组件244。

在本实施方式中，通过设置在电刷套2432内的限位组件244对电刷2431进行固定和限位支撑，有效避免电刷2431晃动损坏。

在本实施例中，所述限位组件244包括：套设在所述电刷2431底部的防尘板2441和设置在所述电刷架241内壁上的顶推块2442；其中所述防尘板2441底部开设有供所述电刷2431导线接出的导线孔；以及所述防尘板2441底部下方设置有弹簧245，以顶推所述电刷2431上移；所述顶推块2442适于顶推所述电刷2431的侧壁；以及当所述电刷2431上移至最高点时，所述顶推块2442插入至所述防尘板2441中，以增加对电刷2431侧壁的顶推力。

由于电刷2431需要通过电源线与外部电源接触，因此，电刷2431通常会在底部设置铜导线用来电源导通，并且，由于电刷2431始终处于一个被磨损的状态，现有技术中会通过设置弹簧245或扭簧等方式将电刷2431向上顶推，始终保持电刷2431端面与换向器242接触，但是传统的电刷2431通常是直接插设在电刷套2432中，这样就会导致电刷2431在上移过程中会发生偏移，造成电刷2431磨损不均匀，进一步导致电机损坏，并且磨损下的碳粉会掉落这电刷套2432与电刷2431的间隙中，导致电刷2431移动受阻。

在本实施方式中，通过套设在电刷2431底部的防尘板2441对电刷2431底部进行限位，通过顶推块2442对电刷2431侧壁进行顶推，从而确保了电刷2431始终保持竖直方向上移，同时，相较于现有技术中电刷2431直接插设在电刷套2432中，采用防尘板2441与顶推块2442，避免了电刷2431与电刷套2432的直接接触，避免了电刷2431移动过程中对自身磨损掉落的碳粉粘附在电刷套2432中，从而确保了电刷套2432始终保持清洁状态。

此外，当所述电刷2431上移至最高点时，即此时对应的情况应为电刷2431以到达其使用节点（电刷2431为消耗品，且一般情况下电刷2431不会完全用尽，会预留一些，当到达预设预留长度，则定义此时为使用节点），此时，电刷2431剩余较少，因此，换向器242对电刷2431造成的推动力会加剧电刷2431晃动等，此时，顶推块2442插入至所述防尘板2441中，从而进一步的增加对电刷2431的夹持力度，避免电刷2431碎裂，采用该方式可有效避免电刷2431剩余较少时发生碎裂。

在本实施例中，所述防尘板2441和所述顶推块2442上均开设有通孔246；所述防尘板2441下方贴合设置有负压调节板2443；其中所述负压调节板2443顶部设置有卡块2444，以卡入至所述防尘板2441的通孔246中，当所述顶推块2442插入至防尘板2441中时，所述卡块2444与所述防尘板2441脱离下降，从而产生抽吸气流，进而吸入电刷2431磨下的碳粉。

在本实施方式中，所述顶推块2442和所述防尘板2441上开设的通孔246用于收集电刷2431磨下的碳粉，具体的，电刷2431表面磨下的碳粉会掉落至电刷2431与电刷套2432的间隙中，通过设置的负压调节板2443在开始时封堵了通孔246，从而避免了碳粉经通孔246进入至防尘板2441下方从而粘附在铜导线上造成短路，其次，当所述顶推块2442插入至防尘板2441中时，即顶推块2442通孔246下方设置的顶推柱插入至防尘板2441的通孔246中，防尘板2441通孔246处活动设置的顶推板被挤压向靠近电刷2431的方向移动，从而使得通孔246变大，使得负压调节板2443由通孔246处脱离下落，此时，负压调节板2443相当于针筒中的橡胶塞效果，从而产生负压气流，将位于防尘板2441通孔246处的碳粉吸入至防尘板2441下方，从而避免了碳刷上移至高点后又将碳粉带出，粘附在换向器242上，造成二次污染。

在本实施方式中，作为防尘板2441和负压调节板2443活动方式的优选，其二者底部均设置有弹簧245，区别在于，防尘板2441底部的弹簧245起始状态时为压缩状态，负压调节板2443底部的弹簧245起始状态时为正常状态。

另一方面，本发明还提供了一种电机一体式旋转变压器的模拟方法，包括：采用上述电机一体式旋转变压器模拟设备，并包括如下步骤：

步骤S1，获取电机控制器的旋变电路输出的励磁信号；

步骤S2，获取旋转变压器模块1的正弦信号和余弦信号；

步骤S3，将获取的励磁信号和正弦信号与余弦信号对比，获取相应的旋变角度或旋变转速；

步骤S4，将获取的旋变角度或旋变转速与预设的旋变角度标准值与旋变转速标准值进行对比；

步骤S5，根据对比结果判断电机控制器的合格情况。

综上所述，本发明的电机一体式旋转变压器模拟设备及其模拟方法，通过设置的旋转变压器模块1获取电机模块2当前的正弦信号和余弦信号，并通过与电机控制器输入的励磁信号相比，从而判断电机控制器的旋变电路是否有问题，并且，通过改进电机模块2的电刷装置24，从而提高了电机模块2的使用寿命，降低了检测成本。

本申请中选用的各个器件（未说明具体结构的部件）均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。并且，本申请所涉及的软件程序均为现有技术，本申请不涉及对软件程序作出任何改进。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种电机一体式旋转变压器模拟设备，其特征在于，包括：

旋转变压器模块和电机模块；

所述电机模块的电机转子与所述旋转变压器模块的旋变转子相连接；以及

所述旋转变压器模块上设置有用于与外部电机控制器连接的第一接口；其中

所述旋转变压器模块适于获取电机模块的转动信息，并传输至电机控制器；以及

所述电机模块与所述电机控制器之间通过第二接口相连接，以调节所述电机模块的转速与转向；

所述旋转变压器模块包括：变压器壳体和旋变定子；其中

所述旋变转子与所述旋变定子均设置在所述变压器壳体内；

所述旋变定子套设在所述旋变转子的外围；

所述电机模块包括：电机壳体和电机定子；其中

所述电机定子和所述电机转子均设置在所述电机壳体内；

所述电机定子套设在所述电机转子的外围；

所述电机模块还包括：电刷装置；

所述电刷装置设置在所述电机壳体内部，并与所述电机转子接触，以将外部电流导入至电机转子上；

所述电刷装置包括：电刷架、换向器和电刷组件；其中

所述电刷架设置在所述电机壳体上；

所述换向器套设在所述电机转子上；以及

所述电刷组件设置在所述电刷架上，并与所述换向器接触；

所述电刷组件包括：电刷和电刷套；其中

所述电刷套设置在所述电刷架上，所述电刷插设在所述电刷套内；以及

所述电刷套内还设置有用于限位支撑所述电刷的限位组件；

所述限位组件包括：套设在所述电刷底部的防尘板和设置在所述电刷架内壁上的顶推块；其中

所述防尘板底部开设有供所述电刷导线接出的导线孔；以及

所述防尘板底部下方设置有弹簧，以顶推所述电刷上移；

所述顶推块适于顶推所述电刷的侧壁；以及

当所述电刷上移至最高点时，所述顶推块插入至所述防尘板中，以增加对电刷侧壁的顶推力。

2.如权利要求1所述的电机一体式旋转变压器模拟设备，其特征在于，

所述防尘板和所述顶推块上均开设有通孔；

所述防尘板下方贴合设置有负压调节板；其中

所述负压调节板顶部设置有卡块，以卡入至所述防尘板的通孔中，当所述顶推块插入至防尘板中时，所述卡块与所述防尘板脱离下降，从而产生抽吸气流，进而吸入电刷磨下的碳粉。

3.一种电机一体式旋转变压器的模拟方法，其特征在于，包括：

采用如权利要求1-2任一项所述的电机一体式旋转变压器模拟设备，并包括如下步骤：

步骤S1，获取电机控制器的旋变电路输出的励磁信号；

步骤S2，获取旋转变压器模块的正弦信号和余弦信号；

步骤S3，将获取的励磁信号和正弦信号与余弦信号对比，获取相应的旋变角度或旋变转速；

步骤S4，将获取的旋变角度或旋变转速与预设的旋变角度标准值与旋变转速标准值进行对比；

步骤S5，根据对比结果判断电机控制器的合格情况。