CN211698098U

CN211698098U - 一种电机拖动实验装置

Info

Publication number: CN211698098U
Application number: CN201922297601.4U
Authority: CN
Inventors: 魏晓锋
Original assignee: Henan University of Technology
Current assignee: Henan University of Technology
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2020-10-16
Anticipated expiration: 2029-12-19

Abstract

本新型涉及一种电机拖动实验装置，包括试验台、承载底座、检测电机、T型减速机、检测轴、同心负载、偏心负载，承载底座安装在试验台上端面，且每个承载底座上端面均与一个检测电机连接，检测电机与T型减速机连接，T型减速机两条输出轴分别通过电磁联轴器与一条检测轴连接，T型减速机一侧的检测轴通过电磁联轴器与同心负载连接，另一侧的检测轴通过电磁联轴器与偏心负载连接。本新型一方面可有效满足各种直流电动机、交流电动对不同类型负载拖动运行时电动机运行性能检测的需要；另一方面可灵活调整电动机及电动机拖动负载的结构和类型，提高本新型使用灵活性、操作便捷性。

Description

一种电机拖动实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种试验设备，确切地说是一种电机拖动实验装置。

背景技术

目前在电动机技术开发研究、教学仿真活动及的电动机驱动系统运行性能检测等作业中，均需要通过专用的检测试验设备开展该类工作，如专利申请号为“201520481059.7”的“一种三相电动机运行仿真装置”、申请号为“200720099600.3 ”的“一种起重电动机的仿真试验系统”及申请号为“201620531964.3 ”的“一种电机拖动系统教学设计智能仿真装置”等试验仿真设备，虽然一定程度上满足了电动机拖动试验、仿真作业的需要，但这些设备在运行中，一方面均不同程度存在系统结构复杂、操作及试验难度大、劳动强度高且操作及维护成本相对较高；另一方面在当前的电动机仿真设备在运行中，一台仿真设备往往均仅能满足一种类型或特定使用要求状态下电动机设备拖动检测仿真的需要，通用性及使用灵活性均相对较差，难以实现高效全面的对电动机复杂的运行环境及作业要求进行灵活拖动仿真实验的需要。

因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的电机拖动实验装置，以满足实际使用的需要。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型提供一种电机拖动实验装置，该新型结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可有效满足各种直流电动机、交流电动对不同类型负载拖动运行时电动机运行性能检测的需要，且数据检测精度高、全面性好，可极大的对各类不同电动机运行状态进行仿真验证；另一方面可灵活调整电动机及电动机拖动负载的结构和类型，在提高本新型使用灵活性、操作便捷性的同时，另有效的降低了电动机拖到试验的操作难度、试验成本和劳动强度。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

一种电机拖动实验装置，包括试验台、承载底座、检测电机、T型减速机、传动轴、检测轴、制动轮、制动器、同心负载、偏心负载、变频驱动电路、直流驱动电路及综合控制电路，承载底座至少一个，通过滑轨滑动安装在试验台上端面，且每个承载底座上端面均与一个检测电机连接，检测电机轴线与试验台上端面平行分布，通过传动轴与T型减速机连接并同轴分布， T型减速机与试验台上端面连接， T型减速机两条输出轴分别通过电磁联轴器与一条检测轴连接并同轴分布，检测轴通过轴座与试验台上端面连接，T型减速机一侧的检测轴通过电磁联轴器与同心负载连接并同轴分布，另一侧的检测轴通过电磁联轴器与偏心负载连接并同轴分布，且检测轴与同心负载、偏心负载同轴分布，制动轮数量与检测轴数量一致，且每条检测轴均与一个制动轮连接并同轴分布，制动轮对应的试验台上端面设一个制动器并与制动器连接，变频驱动电路、直流驱动电路及综合控制电路均嵌于试验台内，变频驱动电路、直流驱动电路并联，通过开关电路与检测电机及综合控制电路电气连接

进一步的，所述的试验台包括承载机架、操作台及操控界面，所述承载机架为轴向截面呈矩形的框架结构，其上端面与操作台连接并同轴分布，且操作台与承载机架间通过至少两级弹性伸缩杆机构连接，所述承载机架内设隔板，并通过隔板将承载机架内分割为若干承载腔，所述变频驱动电路、直流驱动电路及综合控制电路分别位于相互独立的承载腔内，所述操控界面包括承载壳、操控键盘、信号指示灯、显示器及仪表盘，所述承载壳与操作台上端面铰接，并呈0°—90°夹角，所述操控键盘、信号指示灯、显示器及仪表盘嵌于承载壳前端面并分别与综合控制电路电气连接。

进一步的，所述的承载腔对应的承载机架外侧面均设至少一个换气风机，且所述换气风机与综合控制电路电气连接。

进一步的，所述的承载底座侧表面通过驱动导轨与远红外测温仪滑动连接，其中所述驱动导轨共两条，以承载底座轴线对称分布且其轴线与检测电机轴线平行分布，且每个驱动导轨均与一个远红外测温仪间通过滑块滑动连接，所述远红外测温仪与滑块间铰接，远红外测温仪轴线与承载底座上端面呈0°—60°夹角，并与检测电机轴线垂直且相交，所述综合控制电路分别与各驱动导轨和远红外测温仪电气连接。

进一步的，所述的同心负载为一个或多个飞轮机构，且当同心负载为两个及两个以上飞轮机构时，其中一个飞轮机构通过电磁联轴器与检测轴连接，剩余的各飞轮机构中，相邻两个飞轮机构间通过电磁联轴器连接并同轴分布。

进一步的，所述的偏心负载为摆轮、偏心轮、摆锤及摆杆中的任意一种或任意几种共用，其中当所述偏心负载为两个及两个以上时，其中一个偏心负载通过电磁联轴器与检测轴连接，剩余的各偏心负载中，相邻两个偏心负载间通过电磁联轴器连接并同轴分布，且相邻两个偏心负载的重心间圆心角为0°—180°。

进一步的，所述的综合控制电路为基于工业计算机为基础的电路系统。

本新型结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可有效满足各种直流电动机、交流电动对不同类型负载拖动运行时电动机运行性能检测的需要，且数据检测精度高、全面性好，可极大的对各类不同电动机运行状态进行仿真验证；另一方面可灵活调整电动机及电动机拖动负载的结构和类型，在提高本新型使用灵活性、操作便捷性的同时，另有效的降低了电动机拖到试验的操作难度、试验成本和劳动强度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为水平底板、侧靠板横断面局部结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1—2所示，一种电机拖动实验装置，包括试验台1、承载底座2、检测电机3、T型减速机4、传动轴5、检测轴6、制动轮7、制动器8、同心负载9、偏心负载10、变频驱动电路11、直流驱动电路12及综合控制电路13，承载底座1至少一个，通过滑轨14滑动安装在试验台1上端面，且每个承载底座1上端面均与一个检测电机3连接，检测电机3轴线与试验台1上端面平行分布，通过传动轴5与T型减速机4连接并同轴分布， T型减速机4与试验台1上端面连接， T型减速机4两条输出轴分别通过电磁联轴器15与一条检测轴6连接并同轴分布，检测轴6通过轴座16与试验台1上端面连接，T型减速机4一侧的检测轴6通过电磁联轴器15与同心负载9连接并同轴分布，另一侧的检测轴6通过电磁联轴器15与偏心负载10连接并同轴分布，且检测轴6与同心负载9、偏心负载10同轴分布，制动轮7数量与检测轴6数量一致，且每条检测轴6均与一个制动轮7连接并同轴分布，制动轮7对应的试验台1上端面设一个制动器8并与制动器8连接。

本实施例中，所述变频驱动电路11、直流驱动电路12及综合控制电路13均嵌于试验台1内，变频驱动电路11、直流驱动电路2并联，通过开关电路17与检测电机3及综合控制电路13电气连接

其中，所述的试验台1包括承载机架101、操作台102及操控界面103，所述承载机架101为轴向截面呈矩形的框架结构，其上端面与操作台102连接并同轴分布，且操作台102与承载机架101间通过至少两级弹性伸缩杆机构104连接，所述承载机架101内设隔板105，并通过隔板105将承载机架101内分割为若干承载腔106，所述变频驱动电路11、直流驱动电路12及综合控制电路13分别位于相互独立的承载腔106内。

其中，所述操控界面103包括承载壳1031、操控键盘1032、信号指示灯1033、显示器1034及仪表盘1035，所述承载壳1031与操作台102上端面铰接，并呈0°—90°夹角，所述操控键盘1032、信号指示灯1033、显示器1034及仪表盘1035嵌于承载壳1031前端面并分别与综合控制电路13电气连接。

进一步优化的，所述的承载腔106对应的承载机架101外侧面均设至少一个换气风机107，且所述换气风机107与综合控制电路13电气连接。

同时，所述的承载底座2侧表面通过驱动导轨21与远红外测温仪22滑动连接，其中所述驱动导轨21共两条，以承载底座2轴线对称分布且其轴线与检测电机3轴线平行分布，且每个驱动导轨21均与一个远红外测温仪22间通过滑块23滑动连接，所述远红外测温仪22与滑块23间铰接，远红外测温仪22轴线与承载底座2上端面呈0°—60°夹角，并与检测电机3轴线垂直且相交，所述综合控制电路13分别与各驱动导轨21和远红外测温仪22电气连接。

进一步优化的，所述的同心负载9为一个或多个飞轮机构，且当同心负载9为两个及两个以上飞轮机构时，其中一个飞轮机构通过电磁联轴器15与检测轴6连接，剩余的各飞轮机构中，相邻两个飞轮机构间通过电磁联轴器15连接并同轴分布。

进一步优化的，所述的偏心负载10为摆轮、偏心轮、摆锤及摆杆中的任意一种或任意几种共用，其中当所述偏心负载10为两个及两个以上时，其中一个偏心负载10通过电磁联轴器15与检测轴6连接，剩余的各偏心负载10中，相邻两个偏心负载10间通过电磁联轴器15连接并同轴分布，且相邻两个偏心负载10的重心间圆心角为0°—180°。

值得注意的，所述的电磁联轴器15处均设一个扭矩传感器18，所述扭矩传感器18分别与综合控制电路13电气连接。

本实施例中，所述的综合控制电路13为基于工业计算机为基础的电路系统；其中工业计算机为基于DSP芯片、FPGA芯片、可编程控制器及物联网控制器中任意一种或几种共用。

本新型在具体实施中，首先对构成本新型的试验台、承载底座、T型减速机、传动轴、检测轴、制动轮、制动器、变频驱动电路、直流驱动电路及综合控制电路进行组装，然后根据检测需要，需要进行试验的检测电机安装到承载底座上，并与传动轴连接，同时根据检测作业的需要，选择满足试验需要的同心负载和偏心负载，并通过电磁联轴器分别与T型减速机两侧的检测轴连接，并使电磁联轴器处于分离状态，同时调整各远红外测温仪轴线与电动机轴线交点位置，并使电动机电刷位置、电枢位置均设至少一个远红外测温仪，以便对电动机运行时温度进行检测，最后将控制电路与外部电源系统电气连接，根据承载底座上端面安装的电动机类型选择变频驱动电路、直流驱动电路中与之匹配的进行电气连接，即可完成本新型装配。

在进行检测作业时，试验人员通过试验台的操控界面对综合控制电路进行操控，并通过综合控制电路对与电动机连接的变频驱动电路、直流驱动电路进行操控作业，从而驱动电动机运行，在电动机运行后，通过传动轴驱动T型减速机运行，然后根据检测需要进行实验仿真：

当需要进行稳定负载拖动实验时，一方面驱动制动器增加制动轮的制动力，另一方面驱动电磁联轴器运行，将同心负载与检测轴连接，从而通过制动器的制动力和同心负载自身质量，达到提高对不同负载环境仿真作业的需要。

当需要对进行交变负载拖动实验时，首先驱动制动器增加制动轮的制动力，然后驱动电磁联轴器运行，将偏心负载与检测轴连接，从而一方面通过制动器的制动力和偏心负载自身质量，达到提高对不同负载环境仿真作业的需要；另一方面通过偏心负载旋转时产生的偏心惯性实现对交变负载运行状态仿真的需要。

此外在通过偏心负载进行交变负载仿真时，当多个交变负载的重心分布在检测轴同一侧或环绕检测轴轴线均布时，实现对规则交变负载仿真；当多个交变负载的重心随机分布或时，则实现对不规则交变负载仿真。

同时，在进行仿真作业时，一方面通过驱动电动机运行的变频驱动电路、直流驱动电路对不同负载状态下电动机运行的电压、电流值进行持续监控，另一方面通过综合控制电路对制动器制动力采集、远红外测温仪检测电动机温度变化及扭矩传感器检测的传动过程中电动机、同心负载和偏心负载与传动轴、检测轴间扭矩值进行采集，从而达到全面对电动机拖动实验参数检测的目的，并与变频驱动电路、直流驱动电路对不同负载状态下电动机运行的电压、电流值进行匹配对比，从而有效提高检测数据的精度，

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种电机拖动实验装置，其特征在于：所述的电机拖动实验装置包括试验台、承载底座、检测电机、T型减速机、传动轴、检测轴、制动轮、制动器、同心负载、偏心负载、变频驱动电路、直流驱动电路及综合控制电路，所述承载底座至少一个，通过滑轨滑动安装在试验台上端面，且每个承载底座上端面均与一个检测电机连接，所述检测电机轴线与试验台上端面平行分布，通过传动轴与T型减速机连接并同轴分布，所述T型减速机与试验台上端面连接，所述T型减速机两条输出轴分别通过电磁联轴器与一条检测轴连接并同轴分布，所述检测轴通过轴座与试验台上端面连接，T型减速机一侧的检测轴通过电磁联轴器与同心负载连接并同轴分布，另一侧的检测轴通过电磁联轴器与偏心负载连接并同轴分布，且检测轴与同心负载、偏心负载同轴分布，所述制动轮数量与检测轴数量一致，且每条检测轴均与一个制动轮连接并同轴分布，所述制动轮对应的试验台上端面设一个制动器并与制动器连接，所述变频驱动电路、直流驱动电路及综合控制电路均嵌于试验台内，所述变频驱动电路、直流驱动电路并联，通过开关电路与检测电机及综合控制电路电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种电机拖动实验装置，其特征在于：所述的试验台包括承载机架、操作台及操控界面，所述承载机架为轴向截面呈矩形的框架结构，其上端面与操作台连接并同轴分布，且操作台与承载机架间通过至少两级弹性伸缩杆机构连接，所述承载机架内设隔板，并通过隔板将承载机架内分割为若干承载腔，所述变频驱动电路、直流驱动电路及综合控制电路分别位于相互独立的承载腔内，所述操控界面包括承载壳、操控键盘、信号指示灯、显示器及仪表盘，所述承载壳与操作台上端面铰接，并呈0°—90°夹角，所述操控键盘、信号指示灯、显示器及仪表盘嵌于承载壳前端面并分别与综合控制电路电气连接。

3.根据权利要求2所述的一种电机拖动实验装置，其特征在于：所述的承载腔对应的承载机架外侧面均设至少一个换气风机，且所述换气风机与综合控制电路电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种电机拖动实验装置，其特征在于：所述的承载底座侧表面通过驱动导轨与远红外测温仪滑动连接，其中所述驱动导轨共两条，以承载底座轴线对称分布且其轴线与检测电机轴线平行分布，且每个驱动导轨均与一个远红外测温仪间通过滑块滑动连接，所述远红外测温仪与滑块间铰接，远红外测温仪轴线与承载底座上端面呈0°—60°夹角，并与检测电机轴线垂直且相交，所述综合控制电路分别与各驱动导轨和远红外测温仪电气连接。

5.根据权利要求1所述的一种电机拖动实验装置，其特征在于：所述的同心负载为一个或多个飞轮机构，且当同心负载为两个及两个以上飞轮机构时，其中一个飞轮机构通过电磁联轴器与检测轴连接，剩余的各飞轮机构中，相邻两个飞轮机构间通过电磁联轴器连接并同轴分布。

6.根据权利要求1所述的一种电机拖动实验装置，其特征在于：所述的偏心负载为摆轮、偏心轮、摆锤及摆杆中的任意一种或任意几种共用，其中当所述偏心负载为两个及两个以上时，其中一个偏心负载通过电磁联轴器与检测轴连接，剩余的各偏心负载中，相邻两个偏心负载间通过电磁联轴器连接并同轴分布，且相邻两个偏心负载的重心间圆心角为0°—180°。

7.根据权利要求1所述的一种电机拖动实验装置，其特征在于：所述的综合控制电路为基于工业计算机为基础的电路系统。