CN204359908U - 一种伺服驱动性能测试与算法验证装置 - Google Patents
一种伺服驱动性能测试与算法验证装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204359908U CN204359908U CN201420869779.6U CN201420869779U CN204359908U CN 204359908 U CN204359908 U CN 204359908U CN 201420869779 U CN201420869779 U CN 201420869779U CN 204359908 U CN204359908 U CN 204359908U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- proof
- torque sensor
- main shaft
- performance test
- servo driving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
一种伺服驱动器性能与算法验证装置，包括了电气系统与机械系统；其中，零部件包括伺服电机及驱动器、扭矩传感器、波纹管联轴器、联轴器、主轴、编码器、磁粉制动器、同步带、配重及底座等。本实用新型由单相或三相电给伺服驱动器供电，伺服驱动器驱动和控制伺服电机转动，扭矩传感器测量被测电机输出的扭矩变化，并用DSPACE或者数字示波器记录，编码器输出的信号通过动态测试仪或者DSPACE可以记录电机的位置和速度，分析记录的电机扭矩曲线、转速曲线，从而得出伺服驱动在负载突变时的转速性能和扭矩跟随性能。本实用新型不仅可对伺服驱动器产品的性能进行测试，而且可以用在教学当中开发多项本科生实验，也可用于各种控制算法验证的实验平台。
Description
技术领域：
本实用新型属于伺服性能测试技术领域，特别是涉及一种测试伺服驱动性能、控制及辨识算法验证、电机参数测量的伺服驱动性能测试与算法验证装置。
背景技术：
电动机作为当今社会的主要动力设备获得广泛应用。无论是工农业生产、国防科技还是人们的日常生活，都离不开电动机提供的动力。对伺服电机特性、多轴控制系统、控制理论与控制策略选择等进行实验和研究，可以验证电机选择是否恰当，控制系统的搭建是否正确，控制策略的选择是否合理，具有加快产品进程，节约成本等重要意义。
实用新型内容：
本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种伺服驱动性能测试与算法验证装置，其目的在于：1)测试被测电机和伺服驱动器的性能：低速特性、负载突变时的抗扰性能、电机启动特性及电机扭矩稳定性；2)算法验证实验：参数自调整算法验证、负载转矩辨识算法验证及转动惯量辨识算法验证；3)电机参数测量：反电势系数及转矩系数。
为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案予以实现：
一种伺服驱动性能测试与算法验证装置，包括底座、被测电机、扭矩传感器、编码器、主轴及配重；其中，该底座的顶部开设有若干条平行设置的导向槽，电机支架、扭矩传感器支架、第二主轴支架、第一主轴支架及配重支架依次通过底座上的导向槽安装在底座上，被测电机安装在电机支架，扭矩传感器安装在扭矩传感器支架上，主轴分别与第二主轴支架和第一主轴支架之间活动连接，配重安装在配重支架上，且被测电机的输出轴通过第一波纹管联轴器与扭矩传感器的一端相连，扭矩传感器的另一端通过第二波纹管联轴器与主轴的一端相连，主轴的另一端通过联轴器与配重相连；
编码器安装在主轴与扭矩传感器相连的一端，主轴的中间设置有第一带轮；磁粉制动器支架安装在底座的顶部，磁粉制动器安装在磁粉制动器支架上，磁粉制动器上设置有第二带轮，主轴与磁粉制动器通过包裹在第一带轮和第二带轮上的同步带相连。
本实用新型进一步的改进在于：主轴分别通过轴承与第二主轴支架和第一主轴支架之间活动连接。
本实用新型进一步的改进在于：轴承选用深沟球轴承。
本实用新型进一步的改进在于：当用于测量被测电机的反电势系数和转矩系数时，将配重被替换为主拖电机，主轴的另一端通过联轴器与主拖电机相连。
本实用新型进一步的改进在于：第一带轮的直径小于第二带轮的直径。
本实用新型进一步的改进在于：第二主轴支架和第一主轴支架均选用L型支架。
本实用新型进一步的改进在于：被测电机选用武汉华大的130ST-M05025交流被测电机。
本实用新型进一步的改进在于：扭矩传感器选用HBM的T22扭矩传感器。
本实用新型进一步的改进在于：编码器选用海德汉的13位绝对式编码器。
本实用新型进一步的改进在于：磁粉制动器选用日本三菱的ZX-5YS磁粉制动器。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
本实用新型由单相或三相电给伺服驱动器供电，伺服驱动器驱动和控制伺服电机转动，扭矩传感器测量被测电机输出的扭矩变化，并用DSPACE或者数字示波器记录，编码器输出的信号通过动态测试仪或者DSPACE可以记录电机的位置和速度，分析记录的电机扭矩曲线、转速曲线，从而得出伺服驱动在负载突变时的转速性能和扭矩跟随性能。
本实用新型可以用于大学本科生教学实验、伺服驱动性能测试、用于科研人员进行伺服相关算法的实用性验证，此外可以测试被测电机的反电势系数、转矩系数等参数；本实用新型采用精密的编码器、扭矩传感器以及设计良好的机械安装支架，保证了机械装置的同轴度和安装精度，实验时可以保证测试转速的精度和扭矩测试精度。
附图说明：
本实用新型一种伺服驱动性能测试与算法验证装置的整体结构示意图。
图中：1、底座，2、被测电机，3、扭矩传感器支架，4、电机支架，5、第一波纹管联轴器，6、扭矩传感器，7、第二波纹管联轴器，8、编码器，9、第一主轴支架，10、主轴，11、同步带，12、联轴器，13、配重，14、配重支架，15、磁粉制动器，16、磁粉制动器支架，17、第二主轴支架，18、轴承。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
如图1所示，本实用新型一种伺服驱动性能测试与算法验证装置，包括底座1、被测电机2、扭矩传感器6、编码器8、主轴10及配重13；其中，该底座1的顶部开设有若干条平行设置的导向槽，电机支架4、扭矩传感器支架3、第二主轴支架17、第一主轴支架9及配重支架14依次通过底座1上的导向槽安装在底座1上，被测电机2安装在电机支架4，扭矩传感器6安装在扭矩传感器支架3上，主轴10分别与第二主轴支架17和第一主轴支架9之间活动连接，配重13安装在配重支架14上，且被测电机2的输出轴通过第一波纹管联轴器5与扭矩传感器6的一端相连，扭矩传感器6的另一端通过第二波纹管联轴器7与主轴10的一端相连，主轴10的另一端通过联轴器12与配重13相连，在主轴10的末端安装配重13可以改变被测电机2的惯量；
编码器8安装在主轴10与扭矩传感器相连的一端，主轴10的中间设置有第一带轮；磁粉制动器支架16安装在底座1的顶部，磁粉制动器15安装在磁粉制动器支架16上，磁粉制动器15上设置有第二带轮，主轴10与磁粉制动器15通过包裹在第一带轮和第二带轮上的同步带11相连，磁粉制动器，15通过同步带11给被测电机2提供负载扭矩。
当用于测量被测电机2的反电势系数和转矩系数时，将配重13被替换为主拖电机，主轴10的另一端通过联轴器12与主拖电机相连。
进一步地，主轴10分别通过轴承18与第二主轴支架17和第一主轴支架9之间活动连接。优选地，轴承18选用深沟球轴承。
进一步地，磁粉制动器15与主轴10之间的连接，需要考虑到磁粉制动器15的最高转速限制，所以设计如图所示的通过同步带11的减速装置来实现一定的减速比，因此第一带轮的直径小于第二带轮的直径。第二主轴支架17和第一主轴支架9均选用L型支架。
优选地，被测电机2选用武汉华大的130ST-M05025交流被测电机。扭矩传感器6选用HBM的T22扭矩传感器。编码器8考虑到需要基本支持Endat接口，多摩川数字接口，SSI接口，因此编码器8选用海德汉的13位绝对式编码器。磁粉制动器15选用日本三菱的ZX-5YS磁粉制动器。
本实用新型一种伺服驱动性能测试与算法验证装置，以测量负载突变时的转速性能和扭矩跟随为例说明该装置的使用。该装置由伺服电机驱动被测电机2转动，通过联轴器12和主轴10带动整个装置转动。被测电机2转速设置为1000RPM，磁粉制动器15产生制动作用：通过同步带11给予主轴10一定的负载扭矩，在0到15s时为0Nm，15s到40s设置为2Nm。扭矩传感器6测量被测电机2输出的扭矩变化，用DSPACE或者数字示波器记录0-40s的值；编码器8测量伺服驱动的重复定位精度、速度特性等，编码器8输出的信号通过动态测试仪或者DSPACE可以记录被测电机2的位置和速度，记录0-40s的速度值。分析记录的被测电机扭矩曲线、转速曲线，从而得出伺服驱动在负载突变时的转速性能和扭矩跟随性能。
本实用新型可以完成以下伺服性能的验证：扭矩稳定性、转速稳定性、启动特性测试、负载突变时转速特性、低速特性等；对于开发伺服驱动器的研发人员，本实用新型可以完成系统参数整定、惯量负载辨识的算法的验证；如果需要校正被测电机2的参数，将配重13替换为主拖电机，测量被测电机2的反电势系数、转矩系数。
如图1所示，具体来说，被测电机2为伺服电机，被测电机2的固定方式为止口方式，安装在电机支架4上，通过四个螺栓紧固，保证了同轴度。扭矩传感器6使用HBM的T22扭矩传感器6，扭矩传感器6与被测电机2由第一波纹管联轴器5连接，扭矩传感器6与主轴10的连接使用第二波纹管联轴器7。主轴10由第一主轴支架9、第二主轴支架17和轴承18来支撑。磁粉制动器15与主轴10通过同步带11连接，可以根据磁粉制动器15的最高转速限制来设计减速比。磁粉制动器15安装在磁粉制动器支架16上，由于磁粉制动器15工作时受力较大，所以磁粉制动器支架16上设计了筋板来加强受力性能。配重13安装在配重支架14上，在做对拖实验测试电机反电动势时，配重13可替换为主拖电机，从而通过主轴10的传动实现对拖。
在测试伺服性能时，扭矩传感器6检测被测电机2的输出扭矩，编码器8检测转动速度和转过的角度，磁粉制动器15由稳压直流电源提供电源产生制动作用，通过同步带11给主轴10提供负载扭矩，该扭矩通过主轴10和第一波纹管联轴器5、第二波纹管联轴器7作用给被测电机2。磁粉制动器15产生的扭矩与作用在主轴10上的扭矩比例与同步带11的减速比一致，若磁粉制动器15产生50Nm扭矩，减速比是5:1，则主轴10上产生的负载扭矩是10Nm。
信号采集：扭矩传感器6和编码器8产生的信号通过DSPACE来采集，对信号处理可以获得电机输出扭矩、转速及位置。
Claims (10)
1.一种伺服驱动性能测试与算法验证装置，其特征在于：包括底座(1)、被测电机(2)、扭矩传感器(6)、编码器(8)、主轴(10)及配重(13)；其中，该底座(1)的顶部开设有若干条平行设置的导向槽，电机支架(4)、扭矩传感器支架(3)、第二主轴支架(17)、第一主轴支架(9)及配重支架(14)依次通过底座(1)上的导向槽安装在底座(1)上，被测电机(2)安装在电机支架(4)，扭矩传感器(6)安装在扭矩传感器支架(3)上，主轴(10)分别与第二主轴支架(17)和第一主轴支架(9)之间活动连接，配重(13)安装在配重支架(14)上，且被测电机(2)的输出轴通过第一波纹管联轴器(5)与扭矩传感器(6)的一端相连，扭矩传感器(6)的另一端通过第二波纹管联轴器(7)与主轴(10)的一端相连，主轴(10)的另一端通过联轴器(12)与配重(13)相连；
编码器(8)安装在主轴(10)与扭矩传感器相连的一端，主轴(10)的中间设置有第一带轮；磁粉制动器支架(16)安装在底座(1)的顶部，磁粉制动器(15)安装在磁粉制动器支架(16)上，磁粉制动器(15)上设置有第二带轮，主轴(10)与磁粉制动器(15)通过包裹在第一带轮和第二带轮上的同步带(11)相连。
2.根据权利要求1所述的一种伺服驱动性能测试与算法验证装置，其特征在于：主轴(10)分别通过轴承(18)与第二主轴支架(17)和第一主轴支架(9)之间活动连接。
3.根据权利要求2所述的一种伺服驱动性能测试与算法验证装置，其特征在于：轴承(18)选用深沟球轴承。
4.根据权利要求1所述的一种伺服驱动性能测试与算法验证装置，其特征在于：当用于测量被测电机(2)的反电势系数和转矩系数时，将配重(13)被替换为主拖电机，主轴(10)的另一端通过联轴器(12)与主拖电机相连。
5.根据权利要求1所述的一种伺服驱动性能测试与算法验证装置，其特征在于：第一带轮的直径小于第二带轮的直径。
6.根据权利要求1所述的一种伺服驱动性能测试与算法验证装置，其特征在于：第二主轴支架(17)和第一主轴支架(9)均选用L型支架。
7.根据权利要求1所述的一种伺服驱动性能测试与算法验证装置，其特征在于：被测电机(2)选用武汉华大的130ST-M05025交流被测电机。
8.根据权利要求1所述的一种伺服驱动性能测试与算法验证装置，其特征在于：扭矩传感器(6)选用HBM的T22扭矩传感器。
9.根据权利要求1所述的一种伺服驱动性能测试与算法验证装置，其特征在于：编码器(8)选用海德汉的13位绝对式编码器。
10.根据权利要求1所述的一种伺服驱动性能测试与算法验证装置，其特征在于：磁粉制动器(15)选用日本三菱的ZX-5YS磁粉制动器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420869779.6U CN204359908U (zh) | 2014-12-31 | 2014-12-31 | 一种伺服驱动性能测试与算法验证装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420869779.6U CN204359908U (zh) | 2014-12-31 | 2014-12-31 | 一种伺服驱动性能测试与算法验证装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204359908U true CN204359908U (zh) | 2015-05-27 |
Family
ID=53261370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420869779.6U Expired - Fee Related CN204359908U (zh) | 2014-12-31 | 2014-12-31 | 一种伺服驱动性能测试与算法验证装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204359908U (zh) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105575246A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-05-11 | 哈尔滨工业大学 | 双向磁粉负载模拟器 |
| CN106125675A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-11-16 | 上海宇航系统工程研究所 | 一种单轴高精度伺服控制系统调测装置 |
| CN107121228A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-09-01 | 深圳市鸿栢科技实业有限公司 | 一种电机性能的先端检测装置 |
| CN107179783A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-09-19 | 华南理工大学 | 一种双驱动同步跟踪旋转运动控制装置与方法 |
| CN107656195A (zh) * | 2017-08-14 | 2018-02-02 | 苏州新视野自动化科技有限公司 | 电动操作机构测试装置 |
| CN108917999A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-11-30 | 常州市鼎智机电有限公司 | 电机扭矩测试装置 |
| CN108957318A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-12-07 | 简佑科技河北有限公司 | 卷门机性能测试系统及方法 |
| CN108981992A (zh) * | 2018-06-02 | 2018-12-11 | 黄河科技学院 | 一种高精度扭矩检测装置 |
| CN109737838A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-05-10 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 固定舵弹道修正引信半实物仿真系统用的固定舵滚转模拟测量系统 |
| CN110288898A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-09-27 | 陕西巍晟机电设备有限公司 | 一种系统参数可变的旋转类机电实验装置 |
| CN110411656A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-05 | 济南大学 | 一种六维力传感器的动态标定设备及其加载方法 |
| CN110609231A (zh) * | 2019-10-28 | 2019-12-24 | 上海宝协新能源科技有限公司 | 伺服电机耐久测试台 |
| CN111220403A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-06-02 | 江苏省特种设备安全监督检验研究院 | 一种用于电梯曳引主机性能检测的装置及其检测方法 |
| CN111913474A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-10 | 西南大学 | 一种静液压传动装置算法论证实验台架及其实验方法 |
| CN114486038A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-05-13 | 北京牧风科技有限公司 | 一种电机轴材料受力检测装置 |
| CN115825735A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-03-21 | 徐州金茂源车业有限公司 | 一种电动车电机性能测试台 |
-
2014
- 2014-12-31 CN CN201420869779.6U patent/CN204359908U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105575246A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-05-11 | 哈尔滨工业大学 | 双向磁粉负载模拟器 |
| CN106125675A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-11-16 | 上海宇航系统工程研究所 | 一种单轴高精度伺服控制系统调测装置 |
| CN107121228A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-09-01 | 深圳市鸿栢科技实业有限公司 | 一种电机性能的先端检测装置 |
| CN107179783B (zh) * | 2017-06-26 | 2022-08-16 | 华南理工大学 | 一种双驱动同步跟踪旋转运动控制装置与方法 |
| CN107179783A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-09-19 | 华南理工大学 | 一种双驱动同步跟踪旋转运动控制装置与方法 |
| CN107656195B (zh) * | 2017-08-14 | 2024-06-04 | 苏州新视野自动化科技有限公司 | 电动操作机构测试装置 |
| CN107656195A (zh) * | 2017-08-14 | 2018-02-02 | 苏州新视野自动化科技有限公司 | 电动操作机构测试装置 |
| CN108917999A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-11-30 | 常州市鼎智机电有限公司 | 电机扭矩测试装置 |
| CN108981992A (zh) * | 2018-06-02 | 2018-12-11 | 黄河科技学院 | 一种高精度扭矩检测装置 |
| CN108981992B (zh) * | 2018-06-02 | 2020-09-01 | 黄河科技学院 | 一种高精度扭矩检测装置 |
| CN108957318A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-12-07 | 简佑科技河北有限公司 | 卷门机性能测试系统及方法 |
| CN108957318B (zh) * | 2018-07-17 | 2020-10-30 | 简佑科技河北有限公司 | 卷门机性能测试系统及方法 |
| CN109737838A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-05-10 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 固定舵弹道修正引信半实物仿真系统用的固定舵滚转模拟测量系统 |
| CN109737838B (zh) * | 2019-01-16 | 2020-12-01 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 固定舵弹道修正引信半实物仿真系统用的固定舵滚转模拟测量系统 |
| CN110288898B (zh) * | 2019-07-02 | 2021-07-27 | 陕西巍晟机电设备有限公司 | 一种系统参数可变的旋转类机电实验装置 |
| CN110288898A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-09-27 | 陕西巍晟机电设备有限公司 | 一种系统参数可变的旋转类机电实验装置 |
| CN110411656A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-05 | 济南大学 | 一种六维力传感器的动态标定设备及其加载方法 |
| CN110411656B (zh) * | 2019-08-27 | 2024-04-12 | 济南大学 | 一种六维力传感器的动态标定设备的加载方法 |
| CN110609231B (zh) * | 2019-10-28 | 2021-07-06 | 上海宝协新能源科技有限公司 | 伺服电机耐久测试台 |
| CN110609231A (zh) * | 2019-10-28 | 2019-12-24 | 上海宝协新能源科技有限公司 | 伺服电机耐久测试台 |
| CN111220403A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-06-02 | 江苏省特种设备安全监督检验研究院 | 一种用于电梯曳引主机性能检测的装置及其检测方法 |
| CN111913474A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-10 | 西南大学 | 一种静液压传动装置算法论证实验台架及其实验方法 |
| CN111913474B (zh) * | 2020-08-04 | 2024-06-11 | 西南大学 | 一种静液压传动装置算法论证实验台架及其实验方法 |
| CN114486038A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-05-13 | 北京牧风科技有限公司 | 一种电机轴材料受力检测装置 |
| CN115825735A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-03-21 | 徐州金茂源车业有限公司 | 一种电动车电机性能测试台 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204359908U (zh) | 一种伺服驱动性能测试与算法验证装置 | |
| CN202726639U (zh) | 基于数控铣床主轴伺服电机电流信号的切削状态监测系统 | |
| CN103926424B (zh) | 基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统 | |
| CN103021233B (zh) | 转盘式科里奥利力实验仪 | |
| CN103048071B (zh) | 用于监测悬浮状态下无框力矩电机动态扭矩的装置及方法 | |
| CN204301901U (zh) | 微特电机反作用力矩测试仪 | |
| CN206578635U (zh) | 高速高精机床主轴、电主轴磁感应增量型总线式编码器 | |
| CN104316333B (zh) | 一种助力自行车中置系统的测试系统 | |
| CN103076566A (zh) | 一种对拖加载低速电机测试装置 | |
| CN104655339A (zh) | 一种交流永磁同步伺服电机齿槽转矩测试方法 | |
| CN103398810A (zh) | 一种非接触式扭矩和功率测量装置及方法 | |
| CN202563071U (zh) | 一种电动汽车轮毂电机测试装置 | |
| CN202255878U (zh) | 特大型转盘轴承性能试验机用工作动力装置 | |
| CN105572588A (zh) | 伺服电机检测装置 | |
| CN203249780U (zh) | 汽车转向中间轴总成性能试验台 | |
| CN207603395U (zh) | 致动器模块 | |
| CN109990823A (zh) | 用于检测光电编码器精度的检测装置及检测方法 | |
| CN202485850U (zh) | 一种测量车轮六维的传感器 | |
| CN203950484U (zh) | 内阻可调直流电机演示教具 | |
| CN201945599U (zh) | 一种电机测速传感器 | |
| CN202939180U (zh) | 旋转轴转数和转速的测量装置 | |
| CN101299058B (zh) | 一种水轮同步发电机功角直接测量方法 | |
| CN204165758U (zh) | 一种助力自行车中置系统的测试系统 | |
| CN105157740B (zh) | 凸轮轴相位传感器测试装置 | |
| CN209044375U (zh) | 工程机械总装生产线力矩检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150527 Termination date: 20181231 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |