CN117074938A - 无刷电机测试设备及测试方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于电机测试领域，尤其涉及一种无刷电机测试设备及测试方法，该无刷电机测试设备测试过程中，只需将待测试的外转子无刷电机定位孔朝上放置在载座的检测位上，当主控装置为外转子无刷电机通电后，外转子无刷电机的外壳旋转，同时，利用升降机构驱动测试组件靠近外转子无刷电机，直至三爪连接器的三个定位柱分别插入外转子无刷电机的三个定位孔内，即可通过三爪连接器带动编码器和制动器同步旋转，测试完成后，通过制动器将外转子无刷电机制动后，升降机构驱动测试组件将定位柱从定位孔内拔出，取下外转子无刷电机，重复上述步骤即可。由此可见，采用该无刷电机测试设备降低了测试人员的劳动强度，提高了测试效率。

Description

无刷电机测试设备及测试方法

技术领域

本申请涉及电机测试技术领域，尤其涉及一种无刷电机测试设备及测试方法。

背景技术

无刷电机的应用非常广泛，如筋膜枪、高速吹风筒、打印机、散热风扇、无人机等产品，无刷电机按照转子类型分为内转子无刷电机和外转子无刷电机，其中，如图8所示，外转子无刷电机的转子是永磁磁钢，连同外壳一起和输出轴相连，定子是绕组线圈，固定在电路板上。

为确保外转子无刷电机的质量，在电机出厂前，需要对其进行测试，目前的测试设备包括负载电机、制动器、转速传感器等，待测电机通过夹具固定在试验平台上，并将电机的转轴通过联轴器与负载电机连接起来，测试完成后还需要测试人员拆除电机转轴与负载电机之间的联轴器，然后将电机从夹具中取下，采用目前的测试设备，需要测试人员手动对电机和联轴器进行反复安装和拆卸，增加了测试人员的劳动强度，且测试效率低下。

发明内容

本申请实施例提供了一种无刷电机测试设备及测试方法，旨在降低测试人员的劳动强度，提高测试效率。

为此，根据本申请的一个方面，提供了一种无刷电机测试设备，用于测试外转子无刷电机，外转子无刷电机包括电路板、设置于电路板上的定子以及与定子配合的转子总成，转子总成包括机壳、固定于机壳的内壁上的永磁体以及与机壳同轴连接的驱动轴，机壳背离电路板的端面上绕驱动轴的轴向均布有三个定位孔，无刷电机测试设备包括：

机架；

载座，设置于机架上，载座具有用于放置外转子无刷电机的检测位，外转子无刷电机能够限位于检测位上且定位孔朝上；

升降机构，设置于机架上；

活动座，设置于升降机构上，活动座能够在升降机构的作用下在机架的高度方向上运动，以靠近或远离检测位；

测试组件，设置于载座上，测试组件包括同轴设置且由上至下依此连接的编码器、制动器和三爪连接器，三爪连接器具有与机壳上的三个定位孔分别对应的三个定位柱，在升降机构的作用下，定位柱能够插入位于检测位的外转子无刷电机的定位孔内或从定位孔内拔出；以及

主控装置，电连接于编码器和制动器，主控装置还用于电连接外转子无刷电机。

可选地，三爪连接器还包括载体，载体与制动器连接，三个定位柱均弹性设置于载体上。

可选地，载体包括主体、端盖和连接杆，主体呈圆柱状，主体上绕着自身的轴线均匀设置有三个通孔，通孔的轴线平行于主体的轴线，端盖固定于主体的轴向的一端，连接杆与主体同轴设置，连接杆的一端固定于端盖，另一端通过联轴器连接于制动器，三个定位柱分别活动插设于三个通孔内，且定位柱远离端盖的一端伸出于通孔，三个通孔内分别设置有三个弹性件，弹性件的相对两端分别连接于端盖和定位柱。

可选地，弹性件包括弹簧，通孔包括相互连通的宽径段和窄径段，定位柱包括相互连接的粗径段和细径段，窄径段位于载体远离端盖的一端，粗径段位于宽径段内，弹簧设置于宽径段内，且弹簧的两端分别连接于端盖和粗径段，细径段远离粗径段的一端伸出于窄径段。

可选地，制动器包括磁滞制动器。

可选地，载座包括座体和多个限位块，多个限位块固定于座体的上表面并与座体的上表面围设形成检测位，检测位与外转子无刷电机的电路板适配，载座上还设置有用于供外转子无刷电机的驱动轴通过的避让孔。

可选地，升降机构包括导轨、滑块以及驱动器，导轨设置于机架上并沿着机架的高度方向延伸，滑块滑动设置于导轨上，活动座固定于滑块上，驱动器设置于机架上并连接于滑块，驱动器用于驱动滑块在导轨上滑动。

可选地，驱动器包括气缸或电动推杆。

根据本申请的另一个方面，提供了一种无刷电机测试方法，基于如上的无刷电机测试设备，无刷电机测试方法包括以下步骤：

将待测试的外转子无刷电机的电路板与主控装置电连接；

将外转子无刷电机定位孔朝上并放置于载座的检测位上；

主控装置为外转子无刷电机通电，同时，升降机构驱动测试组件靠近外转子无刷电机，直至三爪连接器的三个定位柱分别插入外转子无刷电机的三个定位孔内；

测试过程中，主控装置根据测试需要，控制制动器为外转子无刷电机施加负载，主控装置采集外转子无刷电机以及编码器的数据进行分析处理。

可选地，主控装置还能够检测外转子无刷电机的抖动。

本申请提供的无刷电机测试设备及测试方法的有益效果在于：与现有技术相比，本申请的无刷电机测试设备通过将测试组件设置于活动座上，活动座在升降机构的作用下能够靠近或远离用于固定外转子无刷电机的载座，进而带动测试组件靠近或远离固定在载座上的外转子无刷电机，同时，测试组件包括三爪连接器，三爪连接器具有与机壳上的三个定位孔分别对应的三个定位柱。测试过程中，只需将待测试的外转子无刷电机定位孔朝上放置在载座的检测位上，当主控装置为外转子无刷电机通电后，外转子无刷电机的机壳旋转，同时，利用升降机构驱动测试组件靠近外转子无刷电机，直至三爪连接器的三个定位柱分别插入外转子无刷电机的三个定位孔内，即可通过三爪连接器带动编码器和制动器同步旋转，测试完成后，通过制动器将外转子无刷电机制动后，升降机构驱动测试组件远离外转子无刷电机，定位柱从定位孔内拔出，取下外转子无刷电机，重复上述步骤即可。由此可见，采用该无刷电机测试设备无需测试人员手动对外转子无刷电机与测试组件进行连接和拆卸，降低了测试人员的劳动强度，提高了测试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。

其中：

图1是本申请一实施例示出的无刷电机测试设备的整体结构示意图；

图2是本申请一实施例示出的无刷电机测试设备的部分结构示意图；

图3是本申请一实施例示出的无刷电机测试设备中测试组件内三爪连接器的示意图；

图4是本申请一实施例示出的无刷电机测试设备中测试组件内三爪连接器的爆炸图；

图5是本申请一实施例示出的无刷电机测试设备中测试组件内三爪连接器的剖视结构示意图；

图6是本申请一实施例示出的无刷电机测试设备中载座的结构示意图；

图7是本申请一实施例示出的无刷电机测试设备的载座固定外转子无刷电机后的结构示意图；

图8是外转子无刷电机的结构示意图；

图9是本申请一实施例示出的无刷电机测试方法的步骤流程示意图。

主要元件符号说明：

10、外转子无刷电机；11、电路板；12、机壳；13、驱动轴；14、定位孔；

100、机架；

200、载座；201、检测位；210、座体；211、避让孔；220、限位块；

300、升降机构；310、导轨；320、滑块；

400、活动座；

500、测试组件；510、编码器；520、制动器；530、三爪连接器；531、载体；5311、主体；53111、通孔；531111、宽径段；531112、窄径段；5312、端盖；5313、连接杆；532、定位柱；5321、粗径段；5322、细径段；533、弹性件；540、联轴器；

600、主控装置。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以通过许多其他不同的形式来实现，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申请的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是旨在于限制本申请。

还需说明的是，本申请实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件，对于本申请实施例中相同的零部件，图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记，应理解的是，对于其他相同的零件或部件，附图标记同样适用。

根据本申请的一个方面，本申请的实施例提供了一种无刷电机测试设备，用于测试外转子无刷电机，如图8所示，外转子无刷电机10包括电路板11、设置于电路板11上的定子(图中未示出)以及与定子配合的转子总成，转子总成包括机壳12、固定于机壳12的内壁上的永磁体(图中未示出)以及与机壳12同轴连接的驱动轴13，机壳12背离电路板11的端面上绕驱动轴13的轴向均布有三个定位孔14。

如图1-图3所示，该无刷电机测试设备包括机架100、载座200、升降机构300、活动座400、测试组件500以及主控装置600。载座200设置于机架100上，载座200具有用于放置外转子无刷电机10的检测位201，外转子无刷电机10能够限位于检测位201上且定位孔14朝上。升降机构300设置于机架100上，活动座400设置于升降机构300上，活动座400能够在升降机构300的作用下在机架100的高度方向上运动，以靠近或远离检测位201。测试组件500设置于载座200上，测试组件500包括同轴设置且由上至下依此连接的编码器510、制动器520和三爪连接器530，三爪连接器530具有与机壳12上的三个定位孔14分别对应的三个定位柱532，在升降机构300的作用下，定位柱532能够插入位于检测位201的外转子无刷电机10的定位孔14内或从定位孔14内拔出。主控装置600电连接于编码器510和制动器520，主控装置600还用于电连接外转子无刷电机10。

在本申请实施例中，该无刷电机测试设备通过将测试组件500设置在活动座400上，活动座400在升降机构300的作用下能够靠近或远离载座200，进而带动测试组件500靠近或远离固定在载座200上的外转子无刷电机10，同时，测试组件500包括三爪连接器530，三爪连接器530具有与机壳12上的三个定位孔14分别对应的三个定位柱532。测试过程中，只需将待测试的外转子无刷电机10的定位孔14朝上放置在载座200的检测位201上(如图7所示)，当主控装置600为外转子无刷电机10通电后，外转子无刷电机10的机壳12旋转，同时，利用升降机构300驱动测试组件500靠近外转子无刷电机10，直至三爪连接器530的三个定位柱532分别插入外转子无刷电机10的三个定位孔14内，即可通过三爪连接器530带动编码器510和制动器520同步旋转，测试完成后，通过制动器520将外转子无刷电机10制动后，升降机构300驱动测试组件500远离外转子无刷电机10，定位柱532从定位孔14内拔出，取下外转子无刷电机10，重复上述步骤即可。由此可见，采用该无刷电机测试设备无需测试人员手动对外转子无刷电机10与测试组件500进行连接和拆卸，降低了测试人员的劳动强度，提高了测试效率。

在测试组件500中，编码器510与制动器520之间，以及制动器520与三爪连接器530之间均可通过联轴器540连接。

可以理解的是，主控装置600可采用上位机，内置电机测试软件，通过采集编码器510、制动器520以及外转子无刷电机10的电路板上的数据，经处理分析，能够检测外转子无刷电机10的转速、启动电流、启动时间、最大电流等，需要说明的是，电机测试软件为现有技术，在此不再赘述。

在一种实施例中，如图1-图3所示，三爪连接器530还包括载体531，载体531与制动器520连接，三个定位柱532均弹性设置于载体531上。

可以理解的是，外转子无刷电机10通电后，转子总成旋转，升降机构300驱动测试组件500下降，三爪连接器530的三个定位柱532靠近并抵在外转子无刷电机10的机壳12后，当机壳12旋转至其上的三个定位孔14分别与三爪连接器530上的三个定位柱532一一对应时，定位柱532插入定位孔14内并随机壳12一同旋转，进而带动制动器520和编码器510同步旋转。

通过将定位柱532弹性设置在载体531上，使得定位柱532在与机壳12上的定位孔14定位的过程中，不会刮伤机壳12。

在一种具体的实施例中，如图4和图5所示，载体531包括主体5311、端盖5312和连接杆5313，主体5311呈圆柱状，主体5311上绕着自身的轴线均匀设置有三个通孔53111，通孔53111的轴线平行于主体5311的轴线，端盖5312固定于主体5311的轴向的一端，端盖5312能够将三个通孔53111在主体5311位于该端的开口封堵，连接杆5313与主体5311同轴设置，连接杆5313的一端固定于端盖5312，另一端通过联轴器540连接于制动器520，三个定位柱532分别活动插设于三个通孔53111内，且定位柱532远离端盖5312的一端伸出于通孔53111，三个通孔53111内分别设置有三个弹性件533，弹性件533的相对两端分别连接于端盖5312和定位柱532。

通过如上设置，三爪连接器530结构简单，便于三爪连接器530的生产和组装。

在一种更加具体的实施例中，如图5所示，弹性件533包括弹簧，通孔53111包括相互连通的宽径段531111和窄径段531112，定位柱532包括相互连接的粗径段5321和细径段5322，窄径段531112位于载体531远离端盖5312的一端，粗径段5321位于宽径段531111内，弹簧设置于宽径段531111内，且弹簧的两端分别连接于端盖5312和粗径段5321，细径段5322远离粗径段5321的一端伸出于窄径段531112。

通过如上设置，可避免定位柱532从通孔53111内脱出掉落，提高三爪连接器530的可靠性。

在一种实施例中，如图1-图2所示，制动器520包括磁滞制动器。

采用磁滞制动器，不仅能够实现测试完成后对外转子无刷电机10的制动停止，还能够通过主控装置600为磁滞制动器提供相应的电流和电压，实现测试外转子无刷电机10的负载特性需求，即磁滞制动器还可以相当于外转子无刷电机10的负载。由此，可简化无刷电机测试设备的结构，降低成本。

在一种实施例中，如图6-图7所示，载座200包括座体210和多个限位块220，多个限位块220固定于座体210的上表面并与座体210的上表面围设形成检测位201，检测位201与外转子无刷电机10的电路板11适配，载座200上还设置有用于供外转子无刷电机10的驱动轴13通过的避让孔211。

可以理解的是，外转子无刷电机10的电路板11为非圆形的板材，当将外转子无刷电机10的电路板11置于检测位201后，限位块220能够对电路板11在座体210的上表面进行限位固定，避免发生移动和偏摆。

使用该载座200，无需通过锁螺丝的方式固定外转子无刷电机10，能够实现快速取放，进一步提高测试效率。

具体来说，限位块220采用塑胶块，通过螺钉固定在座体210上。

进一步地，为保护驱动轴13，避让孔211中设置有是塑胶材质的镶套。

在一种实施例中，如图1-图2所示，升降机构300包括导轨310、滑块320以及驱动器(图中未示出)，导轨310设置于机架100上并沿着机架100的高度方向延伸，滑块320滑动设置于导轨310上，活动座400固定于滑块320上，驱动器设置于机架100上并连接于滑块320，驱动器用于驱动滑块320在导轨310上滑动。

通过如上设置，利用驱动器驱动活动座400沿导轨310上下滑动。

进一步地，驱动器包括气缸或电动推杆。当驱动器采用气缸时，主控装置600通过控制气缸的供气管上的电磁阀即可实现对检测组件的自动升降；当驱动器采用电动推杆时，主控装置600通过控制电动推杆即可实现对检测组件的自动升降。

当然，可以理解的是，在其他实施例中，升降机构300也可以采用电动丝杠螺母机构或竖向布置的直线模组等等。

根据本申请的另一个方面，本申请的实施例还提供了一种无刷电机测试方法，基于上述任一实施例中的无刷电机测试设备，如图1和图9所示，该无刷电机测试方法包括以下步骤：

将待测试的外转子无刷电机10的电路板与主控装置600电连接；

将外转子无刷电机10的定位孔14朝上并放置于载座200的检测位201上；

主控装置600为外转子无刷电机10通电，同时，升降机构300驱动测试组件500靠近外转子无刷电机10，直至三爪连接器530的三个定位柱532分别插入外转子无刷电机10的三个定位孔14内；

测试过程中，主控装置600根据测试需要，控制制动器520为外转子无刷电机10施加负载，主控装置600采集外转子无刷电机10以及编码器510的数据进行分析处理。

在本申请实施例中，无需测试人员手动对外转子无刷电机10与测试组件500进行连接和拆卸，降低了测试人员的劳动强度，提高了测试效率。

在一种实施例中，主控装置600还能够检测外转子无刷电机10的抖动。

具体来说，主控装置600中的测试程序还增加WOW检测外转子无刷电机10的抖动，由于当前的电机转速精度特别高(在正负0.07％)。为做到如此高的精度，外转子无刷电机10的控制板和程序上要做到电机抖动要减少到0.03％以内。通过在测试程序增加WOW检测抖动的项目，减少外转子无刷电机10的转速输出幅度，提高转速采样检测的性能。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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

Claims (10)

1.一种无刷电机测试设备，用于测试外转子无刷电机，所述外转子无刷电机包括电路板、设置于所述电路板上的定子以及与所述定子配合的转子总成，所述转子总成包括机壳、固定于所述机壳的内壁上的永磁体以及与所述机壳同轴连接的驱动轴，所述机壳背离所述电路板的端面上绕所述驱动轴的轴向均布有三个定位孔，其特征在于，所述无刷电机测试设备包括：

机架；

载座，设置于所述机架上，所述载座具有用于放置所述外转子无刷电机的检测位，所述外转子无刷电机能够限位于所述检测位上且所述定位孔朝上；

升降机构，设置于所述机架上；

活动座，设置于所述升降机构上，所述活动座能够在所述升降机构的作用下在所述机架的高度方向上运动，以靠近或远离所述检测位；

测试组件，设置于所述载座上，所述测试组件包括同轴设置且由上至下依此连接的编码器、制动器和三爪连接器，所述三爪连接器具有与所述机壳上的三个所述定位孔分别对应的三个定位柱，在所述升降机构的作用下，所述定位柱能够插入位于所述检测位的所述外转子无刷电机的定位孔内或从所述定位孔内拔出；以及

主控装置，电连接于所述编码器和所述制动器，所述主控装置还用于电连接所述外转子无刷电机。

2.根据权利要求1所述的无刷电机测试设备，其特征在于，所述三爪连接器还包括载体，所述载体与所述制动器连接，三个所述定位柱均弹性设置于所述载体上。

3.根据权利要求2所述的无刷电机测试设备，其特征在于，所述载体包括主体、端盖和连接杆，所述主体呈圆柱状，所述主体上绕着自身的轴线均匀设置有三个通孔，所述通孔的轴线平行于所述主体的轴线，所述端盖固定于所述主体的轴向的一端，所述连接杆与所述主体同轴设置，所述连接杆的一端固定于所述端盖，另一端通过联轴器连接于所述制动器，三个所述定位柱分别活动插设于三个所述通孔内，且所述定位柱远离所述端盖的一端伸出于所述通孔，三个所述通孔内分别设置有三个弹性件，所述弹性件的相对两端分别连接于所述端盖和所述定位柱。

4.根据权利要求3所述的无刷电机测试设备，其特征在于，所述弹性件包括弹簧，所述通孔包括相互连通的宽径段和窄径段，所述定位柱包括相互连接的粗径段和细径段，所述窄径段位于所述载体远离所述端盖的一端，所述粗径段位于所述宽径段内，所述弹簧设置于所述宽径段内，且所述弹簧的两端分别连接于所述端盖和所述粗径段，所述细径段远离所述粗径段的一端伸出于所述窄径段。

5.根据权利要求1所述的无刷电机测试设备，其特征在于，所述制动器包括磁滞制动器。

6.根据权利要求1所述的无刷电机测试设备，其特征在于，所述载座包括座体和多个限位块，多个所述限位块固定于所述座体的上表面并与所述座体的上表面围设形成所述检测位，所述检测位与所述外转子无刷电机的所述电路板适配，所述载座上还设置有用于供所述外转子无刷电机的所述驱动轴通过的避让孔。

7.根据权利要求1所述的无刷电机测试设备，其特征在于，所述升降机构包括导轨、滑块以及驱动器，所述导轨设置于所述机架上并沿着所述机架的高度方向延伸，所述滑块滑动设置于所述导轨上，所述活动座固定于所述滑块上，所述驱动器设置于所述机架上并连接于所述滑块，所述驱动器用于驱动所述滑块在所述导轨上滑动。

8.根据权利要求7所述的无刷电机测试设备，其特征在于，所述驱动器包括气缸或电动推杆。

9.一种无刷电机测试方法，基于权利要求1-8任一项所述的无刷电机测试设备，其特征在于，所述无刷电机测试方法包括以下步骤：

将待测试的外转子无刷电机的电路板与所述主控装置电连接；

将所述外转子无刷电机定位孔朝上并放置于所述载座的所述检测位上；

所述主控装置为所述外转子无刷电机通电，同时，所述升降机构驱动所述测试组件靠近所述外转子无刷电机，直至所述三爪连接器的三个所述定位柱分别插入所述外转子无刷电机的三个所述定位孔内；

测试过程中，所述主控装置根据测试需要，控制所述制动器为所述外转子无刷电机施加负载，所述主控装置采集所述外转子无刷电机以及所述编码器的数据进行分析处理。

10.根据权利要求9所述的无刷电机测试方法，其特征在于，所述主控装置还能够检测所述外转子无刷电机的抖动。