專利名稱：一種電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩的測量方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩的測量方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
用扭矩傳感器測量電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩是目前通用的方法。扭矩傳感器安裝在電機輸出軸與工作機傳動軸之間，或套裝在工作機傳動軸上，通過測量傳動軸的扭矩變量實現(xiàn)對電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩的準(zhǔn)確測量。由于扭矩傳感器對使用環(huán)境要求苛刻，不宜連續(xù)長時間運行，同時存在標(biāo)定繁瑣，抗過載能力差等問題，因此，用扭矩傳感器測量電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方法通常只在實驗室使用，不適用于條件惡劣的工業(yè)環(huán)境。也可以通過變頻器觀察電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩，但變頻器顯示的載轉(zhuǎn)矩不是通過測量得出的，而是根據(jù)電流、電壓及頻率變化換算出的。由于受電機效率等因素影響，電能并非100%的轉(zhuǎn)化為機械能，因此，采用變頻器觀察負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方法只適用于精度要求不高的場合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種測量結(jié)果不受電機效率等因素的影響，與電網(wǎng)電壓變化及電機工作頻率無關(guān)的電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩的測量方法及其應(yīng)用。 本發(fā)明電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩的測量方法的特點是 電機安裝在基座上，電機轉(zhuǎn)子與負(fù)載傳動軸聯(lián)接；設(shè)置電機定子通過軸承與基座之間為可相對轉(zhuǎn)動的浮動結(jié)構(gòu)； 所述測量方法是在電機定子與基座之間設(shè)置用于阻止電機定子在電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時作用于定子的反作用力引起定子反向轉(zhuǎn)動的止動機構(gòu)，實時測量所述止動機構(gòu)在電機工作時因阻止電機定子轉(zhuǎn)動所受到的作用力F，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與所述作用力F成正比。
本發(fā)明電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩測量機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點是 電機轉(zhuǎn)子與負(fù)載傳動軸固定聯(lián)接，電機安裝在基座上；設(shè)置電機定子通過軸承與基座之間為可相對轉(zhuǎn)動的浮動結(jié)構(gòu)； 所述浮動結(jié)構(gòu)是與電機安裝法蘭盤固定連接有浮動法蘭盤，所述浮動法蘭盤通過軸承支承在所述基座上； 設(shè)置止動機構(gòu)，所述止動機構(gòu)是包括在浮動法蘭盤的外周沿徑向凸伸有力矩傳導(dǎo)塊，對應(yīng)位置的基座上固定設(shè)置止動架，所述力矩傳導(dǎo)塊在圓周方向上的轉(zhuǎn)動受到止動架的阻擋，在所述力矩傳導(dǎo)塊與止動架的作用面上設(shè)置有荷重傳感器；以所述荷重傳感器的檢測信號為測量機構(gòu)輸出信號。 本發(fā)明粉狀物料流量計量裝置的結(jié)構(gòu)特點是 電機通過聯(lián)軸器與傳動軸聯(lián)接，傳動軸與測量盤固定連接；設(shè)置電機定子與基座之間為可相對轉(zhuǎn)動的浮動結(jié)構(gòu)； 設(shè)置與電機安裝法蘭盤固定連接的浮動法蘭盤，所述浮動法蘭盤通過軸承支承在所述基座上； 設(shè)置止動機構(gòu)，所述止動機構(gòu)是包括在浮動法蘭盤的外周沿徑向凸伸有力矩傳導(dǎo)塊，對應(yīng)位置的基座上固定設(shè)置止動架，所述力矩傳導(dǎo)塊在圓周方向上的轉(zhuǎn)動受到止動架的阻擋，在所述力矩傳導(dǎo)塊與止動架的作用面上設(shè)置有荷重傳感器；以所述荷重傳感器的檢測信號為測量機構(gòu)輸出信號； 所述測量盤是沿其徑向均勻分布有導(dǎo)料葉片、并隨電機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤，落料斗的下料口承接在所述測量盤的中心進料區(qū)，測量盤中粉料沿導(dǎo)料葉片在測量盤的外圓周上出料。 電機轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場牽引力矩作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)時，電機定子受到一個同等的反作用力，這一反作用力會引起電機定子翻轉(zhuǎn)，通過限制電機定子翻轉(zhuǎn)，并測量引起電機定子翻轉(zhuǎn)的反作用力的量值，從而實現(xiàn)對電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩的準(zhǔn)確測量。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在 1、本發(fā)明測量結(jié)果不受電機效率等因素的影B向，與電網(wǎng)電壓變化及電機工作頻率無關(guān)。 2、本發(fā)明方法中的測量元件為荷重傳感器，荷重傳感器作為測量元件已經(jīng)廣泛用于工業(yè)控制和商業(yè)計量領(lǐng)域。比如，在皮帶秤、軌道衡、電子臺秤等設(shè)備中都是以荷重傳感器作為測量元件。荷重傳感器具有精度高、標(biāo)定簡單易行、可靠性高、抗過載能力強、對惡劣環(huán)境適應(yīng)能力強等特點。因此，本發(fā)明基于荷重傳感器的測量方法在需要對電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩進行準(zhǔn)確測量的工控領(lǐng)域中，具有高可靠性和實用性，解決了在工業(yè)現(xiàn)場對電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩進行實時、連續(xù)、準(zhǔn)確測量的難題。


圖la為本發(fā)明測量方法原理圖。 圖lb為本發(fā)明測量方法另一方式原理圖。 圖2為本發(fā)明測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本發(fā)明粉狀物料流量計量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本發(fā)明粉狀物料流量計量裝置中測量盤結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中標(biāo)號1浮動法蘭盤、2轉(zhuǎn)速傳感器、3基座、4軸承、5電機轉(zhuǎn)子、6電機、7電機定子、9力矩傳導(dǎo)塊、10荷重傳感器、12頂板、13止動架、14傳動軸、15測量盤、16導(dǎo)料葉片、17進料口、18落料斗、19出料口。 以下通過具體實施方式
，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
具體實施例方式
本實施例中的電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩的測量方法是 參見圖la和圖lb，電機轉(zhuǎn)子5與負(fù)載傳動軸固定聯(lián)接，電機6安裝在基座3上；設(shè)置電機定子7與基座3為可相對轉(zhuǎn)動的浮動結(jié)構(gòu)； 測量方法是在電機定子7與基座3之間設(shè)置用于阻止電機定子7在電機轉(zhuǎn)子5作用力下反向轉(zhuǎn)動的止動機構(gòu)，實時測量止動機構(gòu)在電機工作時因阻止電機定子7轉(zhuǎn)動所受到的作用力F，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與所述作用力F成正比，以此獲得負(fù)載轉(zhuǎn)矩。
本實施例中的電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩測量機構(gòu)為 參見圖la、圖lb和圖2，電機轉(zhuǎn)子5與負(fù)載傳動軸固定聯(lián)接，電機6安裝在基座3 上；設(shè)置電機定子7與基座3為可相對轉(zhuǎn)動的浮動結(jié)構(gòu)； 浮動結(jié)構(gòu)是與電機安裝法蘭盤固定連接的浮動法蘭盤l，浮動法蘭盤1通過軸承4 支承在基座3上； 設(shè)置止動機構(gòu)，止動機構(gòu)是包括在浮動法蘭盤1的外周沿徑向凸伸有力矩傳導(dǎo)塊 9，對應(yīng)位置的基座3上固定設(shè)置止動架13，力矩傳導(dǎo)塊9在圓周方向上的轉(zhuǎn)動受到止動架 13的阻擋，在力矩傳導(dǎo)塊9與止動架13的作用面上設(shè)置有荷重傳感器10 ;以荷重傳感器10 的檢測信號為測量機構(gòu)輸出信號。 具體實施中，圖la所示的荷重傳感器為壓力傳感器，圖lb所述的荷重傳感器為拉 力傳感器，圖2所示，需要配合設(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器2，用于測量電機不同轉(zhuǎn)速時的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。
本實施例中粉狀物料流量計量裝置為 參見圖3，電機通過聯(lián)軸器與傳動軸14聯(lián)接，傳動軸14與測量盤15固定連接；設(shè) 置電機定子7與基座3之間為可相對轉(zhuǎn)動的浮動結(jié)構(gòu)； 浮動結(jié)構(gòu)是與電機安裝法蘭盤固定連接的浮動法蘭盤l，浮動法蘭盤1通過軸承4 支承在基座3上； 設(shè)置止動機構(gòu)，止動機構(gòu)是包括在浮動法蘭盤的外周沿徑向凸伸有力矩傳導(dǎo)塊9， 對應(yīng)位置的基座3上固定設(shè)置止動架13，力矩傳導(dǎo)塊9在圓周方向上的轉(zhuǎn)動受到止動架13 的阻擋，在力矩傳導(dǎo)塊9與止動架13的作用面上設(shè)置有荷重傳感器10 ;以荷重傳感器10的 檢測信號為測量機構(gòu)輸出信號； 測量盤15是沿其徑向均勻分布有導(dǎo)料葉片16、并隨電機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤，落料斗18的 下料口承接在所述測量盤15的中心進料區(qū)，測量盤中粉料沿導(dǎo)料葉片在測量盤的外圓周 上出料。 具體實施中，基座3固定連接在計量裝置頂板12上，頂板12上設(shè)有進料口 17 ;被 計量的粉狀物料由進料口 17進入計量裝置，并通過落料斗18落入在測量盤15的底盤中 心。測量盤15在電機驅(qū)動下恒速回轉(zhuǎn)，進入測量盤15的物料沿導(dǎo)料葉片16由內(nèi)向外徑向 運動并離開測量盤，離開測量盤的物料在下部出料口 19中卸出。 圖3和圖4中所示的粉狀物料流量計量裝置應(yīng)用了科里奧利力學(xué)原理。根據(jù)質(zhì)點 在均勻轉(zhuǎn)動參照系中運動時受到科里奧利力作用的描述，測量盤15在電機驅(qū)動下恒速回 轉(zhuǎn)，落到測量盤中心的粉狀物料改變流向后被導(dǎo)料葉片16捕獲，在離心力的作用下沿導(dǎo)料 葉片16向外緣運動。運動過程中，物料在受到切向的科里奧利力作用的同時，對導(dǎo)料葉片 施加了等同的反作用運動力矩，該反作用運動力矩與物料的通過量成正比，與電機克服該 反作用運動力矩輸出的負(fù)載轉(zhuǎn)矩成正比，通過測量電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩實現(xiàn)對粉狀物料的計量。
權(quán)利要求
一種電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩的測量方法，其特征是電機(6)安裝在基座(3)上，電機轉(zhuǎn)子(5)與負(fù)載傳動軸聯(lián)接；設(shè)置電機定子(7)通過軸承與基座(3)之間為可相對轉(zhuǎn)動的浮動結(jié)構(gòu)；所述測量方法是在電機定子(7)與基座(3)之間設(shè)置用于阻止電機定子(7)在電機轉(zhuǎn)子(5)轉(zhuǎn)動時作用于定子的反作用力引起定子反向轉(zhuǎn)動的止動機構(gòu)，實時測量所述止動機構(gòu)在電機工作時因阻止電機定子(7)轉(zhuǎn)動所受到的作用力F，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與所述作用力F成正比。
2. —種電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩測量機構(gòu)，其特征是電機轉(zhuǎn)子(5)與負(fù)載傳動軸固定聯(lián)接，電機(6)安裝在基座(3)上；設(shè)置電機定子(7) 通過軸承與基座(3)之間為可相對轉(zhuǎn)動的浮動結(jié)構(gòu)；所述浮動結(jié)構(gòu)是與電機安裝法蘭盤固定連接有浮動法蘭盤(l)，所述浮動法蘭盤(1)通過軸承(4)支承在所述基座(3)上；設(shè)置止動機構(gòu)，所述止動機構(gòu)是包括在浮動法蘭盤(1)的外周沿徑向凸伸有力矩傳導(dǎo) 塊(9)，對應(yīng)位置的基座(3)上固定設(shè)置止動架(13)，所述力矩傳導(dǎo)塊(9)在圓周方向上的 轉(zhuǎn)動受到止動架(13)的阻擋，在所述力矩傳導(dǎo)塊(9)與止動架(13)的作用面上設(shè)置有荷 重傳感器(10);以所述荷重傳感器(10)的檢測信號為測量機構(gòu)輸出信號。
3. —種粉狀物料流量計量裝置，其特征是電機通過聯(lián)軸器與傳動軸(14)聯(lián)接，傳動軸(14)與測量盤(15)固定連接；設(shè)置電機定子(7)與基座(3)之間為可相對轉(zhuǎn)動的浮動結(jié)構(gòu)；設(shè)置與電機安裝法蘭盤固定連接的浮動法蘭盤(l)，所述浮動法蘭盤(1)通過軸承(4)支承在所述基座(3)上；設(shè)置止動機構(gòu)，所述止動機構(gòu)是包括在浮動法蘭盤(1)的外周沿徑向凸伸有力矩傳導(dǎo)塊(9)，對應(yīng)位置的基座(3)上固定設(shè)置止動架(13)，所述力矩傳導(dǎo)塊(9)在圓周方向上的 轉(zhuǎn)動受到止動架(13)的阻擋，在所述力矩傳導(dǎo)塊(9)與止動架(13)的作用面上設(shè)置有荷重傳感器(10);以所述荷重傳感器(10)的檢測信號為測量機構(gòu)輸出信號；所述測量盤(15)是沿其徑向均勻分布有導(dǎo)料葉片(16)、并隨電機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤，落料斗 (18)的下料口承接在所述測量盤(15)的中心進料區(qū)，測量盤中粉料沿導(dǎo)料葉片在測量盤 的外圓周上出料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩的測量方法及其應(yīng)用，其特征是電機安裝在基座上，電機轉(zhuǎn)子與負(fù)載傳動軸聯(lián)接；設(shè)置電機定子通過軸承與基座之間為可相對轉(zhuǎn)動的浮動結(jié)構(gòu)；測量方法是在電機定子與基座之間設(shè)置用于阻止電機定子在電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時作用于定子的反作用力引起定子反向轉(zhuǎn)動的止動機構(gòu)，實時測量所述止動機構(gòu)在電機工作時因阻止電機定子轉(zhuǎn)動所受到的作用力F，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與所述作用力F成正比。本發(fā)明測量結(jié)果不受電機效率等因素的影響，與電網(wǎng)電壓變化及電機工作頻率無關(guān)。
文檔編號G01L3/02GK101793576SQ201010143738
公開日2010年8月4日 申請日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者陳蘇琦 申請人:陳蘇琦