JP2005181048A

JP2005181048A - モータ用振動試験機

Info

Publication number: JP2005181048A
Application number: JP2003420832A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Kodama; 保児玉
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】モータの振動条件下での耐久試験を行う際に、試験評価用モータの負荷や振動の試験条件を容易に設定できるようにすることである。
【解決手段】試験評価用モータ１とブレーキ用モータ２とを、それぞれの軸端に取り付けたプーリ３、４にＶベルト５を巻き掛けて連結し、両モータ１、２をそれぞれインバータ電源で駆動して試験評価用モータ１に負荷と振動を与えるようにし、ブレーキ用モータ２のインバータ電源の周波数を調節して速度制御を行うことにより、試験評価用モータ１の負荷および振動の試験条件を自由に設定できるようにしたのである。
【選択図】図１

Description

この発明は、モータの振動条件下での耐久性を評価するためのモータ用振動試験機に関する。

一般産業用モータや軸受等のモータ部品の振動条件下での耐久性を確認する試験を行う場合、図５に示すように、一般的な油圧式または電磁式の振動試験装置（非特許文献１参照。）の振動発生機５１に試験評価用モータ５２を装着して、モータ５２に振動を与える方法を採用することが多い。

このような試験方法では、通常、振動発生機の制御装置が振動試験装置に備わっているので、試験時のモータの振動条件を自由に設定できるし、試験中に振動条件を変化させることもでき、多様な振動条件の試験を効率的に実施することができる。しかし、振動試験装置が高価であり、制御装置等の付帯設備も含めると広い設置場所を必要とする難点がある。また、モータに負荷をかけた状態で試験を行う場合には、別途の負荷手段が必要となるという問題もある。

一方、上記振動試験装置を使用しない試験方法として、図６に示すように、試験評価用モータ５３とブレーキ用モータ５４とを、それぞれの軸端に取り付けたプーリ５５、５６にＶベルト５７を巻き掛けて連結し、これらの両モータ５３、５４をそれぞれ所定の速度で駆動して、試験評価用モータ５３に負荷と振動を与える方法がある。このとき、ブレーキ用モータ５４のプーリ５６に取り付けたアンバランスウエート５８の重量や取付位置を変えたり、Ｖベルト５７の張力を変えることにより、試験評価用モータ５３の負荷や振動の条件を変えることができる。

この試験方法は、振動試験装置を使用する方法に比べて安価にかつ小さいスペースで試験を実施でき、しかも試験評価用モータに負荷と振動を同時に与えることができる。しかしながら、負荷や振動の試験条件を変更する場合には、アンバランスウエートの取り替えやＶベルトの張力変更に手間がかかるし、試験中にＶベルトの張力が徐々に変化して試験条件が変わってしまうおそれもある。
エミック株式会社、カタログ、シリーズ振動試験装置、2002年７月

この発明の課題は、モータの振動条件下での耐久試験を行う際に、試験評価用モータの負荷や振動の試験条件を容易に設定できるようにすることである。

上記の課題を解決するため、この発明は、試験評価用モータをブレーキ用モータに連結し、これらの両モータをそれぞれ所定の速度で駆動して、前記試験評価用モータに負荷と振動を与えるようにしたモータ用振動試験機において、前記ブレーキ用モータを駆動する電源にインバータ電源を採用し、このインバータ電源の周波数の調節により、前記試験評価用モータの負荷および振動の試験条件の設定を行えるようにしたのである。

また、前記ブレーキ用モータの駆動中に、前記インバータ電源の周波数を周期的に変化させることにより、前記試験評価用モータの負荷および振動に変動を与えられるようにすれば、使用中に負荷や振動が変動するような用途のモータに対して、実際の使用状態に近い試験条件を設定することができる。

この発明のモータ用振動試験機は、試験評価用モータに連結したブレーキ用モータのインバータ電源の周波数の調節により、試験評価用モータの負荷および振動の試験条件を設定するようにしたものであるから、試験条件の設定変更や、試験中の外乱によってずれた試験条件の修正が非常に簡単で、効率よく試験を行うことができる。

以下、図１乃至図４に基づき、この発明の実施形態を説明する。このモータ用振動試験機は、モータや軸受等のモータ部品の振動条件下での耐久試験を行うためのもので、図１に示すように、試験評価用モータ１とブレーキ用モータ２とを、それぞれの軸端に取り付けたプーリ３、４にＶベルト５を巻き掛けて連結し、これらの両モータ１、２をそれぞれ所定の速度で駆動して、試験評価用モータ１に負荷と振動を与えるようになっている。

前記両モータ１、２を駆動する電源には、それぞれインバータ電源（図示省略）が使用され、ブレーキ用モータ２のインバータ電源の周波数を調節して速度制御を行うことにより、試験評価用モータ１の負荷および振動の試験条件を自由に設定できるようになっている。

図２および図３は、試験評価用モータを６０Ｈｚで駆動し、ブレーキ用モータの電源周波数を６０Ｈｚ前後で変化させて、試験評価用モータの負荷電流および振動加速度の挙動を調査した結果を示す。試験評価用モータの負荷電流は、図２に示したように、両モータの周波数が同じ場合が最も小さく、ブレーキ用モータ周波数が６０Ｈｚ以上の領域の方が６０Ｈｚ以下の領域よりも変化の割合が大きい。一方、振動加速度は、図３に示したように、ブレーキ用モータ周波数が６０Ｈｚ未満の領域の方が６０Ｈｚ以上の領域よりも大きく、各領域内ではほぼ一定である。なお、この調査は、２つの同一仕様の試験評価用モータ（図中のＮｏ．１，Ｎｏ．２）について行ったが、調査結果のばらつきは小さい。

従って、予め上記のような調査を実施して、ブレーキ用モータ周波数と試験評価用モータの負荷電流および振動加速度との関係を把握しておくことにより、試験を行うときには適切な試験条件を容易に選定して設定することができる。また、試験中にＶベルトの張力が変化しても、それに応じてブレーキ用モータ周波数を調節することにより、試験条件を一定に保つことができる。

さらに、試験中に、ブレーキ用モータ周波数を周期的に変化させることにより、試験評価用モータの負荷および振動に変動を与えることもできる。例えば、ブレーキ用モータのインバータ電源に組み込んだ任意波形発生器（図示省略）により、ブレーキ用モータ周波数を図４に示すように変化させれば、上記の調査を行った各試験評価用モータでは、図２および図３からわかるように、振動加速度をほぼ一定にしたまま、負荷電流を大きく変動させることができる。モータにこのような負荷や振動の変動を与えると、軸受等のモータ部品の破損が早期に生じる可能性がある。従って、使用中に負荷や振動が変動するような用途のモータに対して、実際の使用状態に近い試験条件を設定することができるし、負荷や振動の変動がない用途のモータに対しては、負荷および振動を一定にした通常の耐久試験よりも短時間で部品の破損モードの確認等の特性評価を行うことができる。

実施形態のモータ用振動試験機の平面図図１の試験機のブレーキ用モータ周波数と試験モータの負荷電流との関係を示すグラフ同上のブレーキ用モータ周波数と試験モータの振動加速度との関係を示すグラフ同上のブレーキ用モータ周波数を周期的に変化させた例を示すグラフ従来のモータ耐久試験方法の一例を示す正面図従来のモータ用振動試験機の平面図

符号の説明

１試験評価用モータ
２ブレーキ用モータ
３、４プーリ
５Ｖベルト

Claims

試験評価用モータをブレーキ用モータに連結し、これらの両モータをそれぞれ所定の速度で駆動して、前記試験評価用モータに負荷と振動を与えるようにしたモータ用振動試験機において、前記ブレーキ用モータを駆動する電源にインバータ電源を採用し、このインバータ電源の周波数の調節により、前記試験評価用モータの負荷および振動の試験条件の設定を行えるようにしたことを特徴とするモータ用振動試験機。
前記ブレーキ用モータの駆動中に、前記インバータ電源の周波数を周期的に変化させることにより、前記試験評価用モータの負荷および振動に変動を与えられるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のモータ用振動試験機。