專利名稱：電動(dòng)機(jī)磁滯力矩與波動(dòng)力矩測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型內(nèi)容屬于精密測(cè)量?jī)x器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于評(píng)價(jià)電動(dòng)機(jī)綜合使用性能的力矩測(cè)試儀，特別是一種電動(dòng)機(jī)磁滯力矩與波動(dòng)力矩測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，在機(jī)器人、機(jī)床、汽車、機(jī)車、航空航天等眾多領(lǐng)域已大量使用了中小型直流伺服電機(jī)、永磁同步電機(jī)、力矩電機(jī)等各種控制電動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)代工程在要求電動(dòng)機(jī)具有高效節(jié)能、高可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、可控制型性良好等性能外，在運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性方面要求電動(dòng)機(jī)力矩波動(dòng)要小，在提高效率方面則要求降低電動(dòng)機(jī)損耗，特別是磁滯損耗， 所以在電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)測(cè)量中，建立電機(jī)的波動(dòng)力矩和磁滯損耗的測(cè)試方法及裝置是十分必要的。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)用于對(duì)電動(dòng)機(jī)性能測(cè)量的僅器普遍還是沿用傳統(tǒng)的測(cè)功機(jī)，其測(cè)定方式是在規(guī)定的工作電壓條件下，通過(guò)給電機(jī)施加額定力矩來(lái)測(cè)量電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速、電流，并以此來(lái)評(píng)價(jià)電動(dòng)機(jī)的性能。在此背景下，以往本領(lǐng)域測(cè)試波動(dòng)力矩的方法有四種1)靜態(tài)測(cè)量法——該方法需要事先標(biāo)定，測(cè)量精度低，而且由于要采用分度盤手工旋轉(zhuǎn)測(cè)量，使用不方便，目前已經(jīng)很少采用；2)直接測(cè)量法——該方法通過(guò)精密的轉(zhuǎn)矩傳感器和方矩電機(jī)負(fù)載直接測(cè)量被測(cè)電機(jī)的波動(dòng)力矩，其缺點(diǎn)是需要高分辨率的轉(zhuǎn)矩傳感器，面即便如此，在電機(jī)運(yùn)行的電磁環(huán)境條件下，由于電磁噪聲的影響，采用該方法也很難得到高分辨率的測(cè)試信號(hào)；3)間接測(cè)量方法——如用電流間接計(jì)算電機(jī)的波動(dòng)力矩或構(gòu)建觀測(cè)器，通過(guò)高分辨率碼盤的位置信息機(jī)系統(tǒng)參數(shù)來(lái)重構(gòu)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，由于間接測(cè)量對(duì)電機(jī)參數(shù)和機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)的依耐性較強(qiáng)，故不太適合用來(lái)評(píng)價(jià)電機(jī)的波動(dòng)力矩指標(biāo)；4)平衡式直接測(cè)量方法——該方法通過(guò)安裝在電機(jī)兩端的負(fù)載和糾量飛輪將平衡轉(zhuǎn)矩和波動(dòng)力矩分離，在飛輪一側(cè)用較小量程的轉(zhuǎn)矩傳感器，據(jù)此即可測(cè)得去除平均力矩之后的波動(dòng)力矩，從而有效提高了測(cè)量系統(tǒng)的分辨率；然而，由于有彈性環(huán)節(jié)和大慣量飛輪的存在，系統(tǒng)容易因震蕩而引起測(cè)量失真，特別是由于轉(zhuǎn)矩傳感器的剛度和軸系的剛度對(duì)系統(tǒng)的諧振頻率影響較大，限制了高轉(zhuǎn)速電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的測(cè)量。另一方面，迄今為止本領(lǐng)域還沒(méi)有用測(cè)量電動(dòng)機(jī)的方法來(lái)直接評(píng)價(jià)電動(dòng)機(jī)的磁滯損耗的先例，傳統(tǒng)的方法是根據(jù)鐵磁材料廠家提供的材料的鐵損(鐵損=磁滯損耗+渦流損耗，因一般渦流損耗相比磁滯損耗根小，可以忽略不計(jì))曲線計(jì)算得到磁滯損耗值，由于設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)定子鐵芯磁路的復(fù)雜性和形狀結(jié)構(gòu)的各種各樣，其計(jì)算誤差很大，要想得到真實(shí)的磁滯損耗，還需要模擬實(shí)際工作狀態(tài)才能測(cè)試電動(dòng)機(jī)的磁滯損耗。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題加以解決，提供一種結(jié)構(gòu)合理、使用方便、可精密測(cè)量的電動(dòng)機(jī)功率測(cè)試力矩值的電動(dòng)機(jī)磁滯力矩與波動(dòng)力矩測(cè)試儀。[0010]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的面采用的技術(shù)解決方案是這樣的所提供的電動(dòng)機(jī)磁滯力矩與波動(dòng)力矩測(cè)試儀具有一個(gè)穩(wěn)定基座，穩(wěn)定基座上設(shè)有水平絲杠和與水平絲杠相配合進(jìn)行水平橫向移動(dòng)的托板，在托板上裝有一副與被測(cè)電動(dòng)機(jī)機(jī)座支承連接并配置有精密力傳感器的無(wú)干擾力矩靜壓氣浮軸承，在穩(wěn)定基座的座面前部設(shè)置有精密直流測(cè)功電機(jī)，在精密直流測(cè)功電機(jī)的下支承點(diǎn)上設(shè)置有四個(gè)對(duì)稱分布的壓力傳感器，在精密直流測(cè)功電機(jī)的輸出軸端接設(shè)有與被測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子連接的金屬波紋管彈性聯(lián)軸器。此外在精密直流測(cè)功電機(jī)上還配設(shè)有光電編碼器。實(shí)際測(cè)試工作中，本實(shí)用新型通過(guò)在精密直流測(cè)功電機(jī)支承點(diǎn)上設(shè)置的四個(gè)對(duì)稱分布的壓力傳感器的作用并根據(jù)計(jì)算機(jī)解算，可以精確獲得功率測(cè)試的力矩值；裝在機(jī)座內(nèi)的被測(cè)量電動(dòng)機(jī)由無(wú)干擾力矩靜壓氣浮軸承支承，無(wú)摩擦的把電動(dòng)機(jī)的反作用力矩傳遞給精密力傳感器，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量電動(dòng)機(jī)的波動(dòng)力矩；此外，在被測(cè)電動(dòng)機(jī)不通電時(shí)，由精密直流測(cè)功機(jī)電機(jī)以額定速度驅(qū)動(dòng)被測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，使電動(dòng)機(jī)磁滯效應(yīng)反作用于被測(cè)電動(dòng)機(jī)機(jī)座，進(jìn)面再通過(guò)無(wú)摩擦靜壓氣浮軸承作用于精密力傳感器，最后通過(guò)精密力傳感器直接讀取由電動(dòng)機(jī)磁滯效應(yīng)作用的磁滯力矩，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量電動(dòng)機(jī)的磁滯力矩測(cè)試。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)如下所述。一、傳統(tǒng)的直流測(cè)功電機(jī)只能測(cè)試平均功率，而本實(shí)用新型在直流電動(dòng)機(jī)測(cè)量功率的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了傳統(tǒng)測(cè)量電動(dòng)機(jī)功率的方法，根據(jù)市場(chǎng)需求，增加了測(cè)量電動(dòng)機(jī)力矩波動(dòng)值的功能，同時(shí)又開(kāi)創(chuàng)了測(cè)量電動(dòng)機(jī)磁滯力矩值的功能，為提升當(dāng)今電動(dòng)機(jī)設(shè)備制造水平以及實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能等方面提供了測(cè)試技術(shù)上的支持。二、傳統(tǒng)的直流測(cè)功電機(jī)的電機(jī)座被支承在滾動(dòng)軸承上，在測(cè)量中，根據(jù)電機(jī)的反作用力矩使直流測(cè)功電機(jī)機(jī)座擺動(dòng)，并由力傳感器敏感視座上的反作用力矩，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)功機(jī)的力矩測(cè)量。但由于機(jī)座為軸承所支承，軸承摩擦力矩不可避免的會(huì)被帶入測(cè)量值，影響了力矩測(cè)量精度。本實(shí)用新型通過(guò)在精密直流測(cè)功電機(jī)的支承點(diǎn)上設(shè)置了四個(gè)對(duì)稱分布的壓力傳感器的方式，依靠計(jì)算機(jī)解算，可以精確獲得功率測(cè)試的力矩值，內(nèi)中沒(méi)有中間測(cè)量誤差項(xiàng)，測(cè)量精度高。三、本實(shí)用新型采用無(wú)干擾力矩靜壓氣浮軸承支承被測(cè)量電機(jī)的結(jié)構(gòu)，極大地減小了由于支承摩擦力矩帶來(lái)的測(cè)量誤差，避免了系統(tǒng)引起震蕩面引起測(cè)量失真，確保了測(cè)量精度，解決了精確測(cè)量電動(dòng)機(jī)波動(dòng)力矩的問(wèn)題。四、本實(shí)用新型巧妙地利用精密直流測(cè)功電機(jī)以額定速度驅(qū)動(dòng)被測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的方式，解決了測(cè)量電動(dòng)機(jī)磁滯力矩的問(wèn)題，為提高電動(dòng)機(jī)的效率提供了研究、設(shè)計(jì)手段， 也為節(jié)約能源及控制減小電動(dòng)機(jī)的磁滯損耗提供一種行之有效的測(cè)試檢驗(yàn)方法。

附圖為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的原理結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中各標(biāo)號(hào)的名稱分別為1-光電編碼器，2-精密直流測(cè)功電機(jī)，3-壓力傳感器，4-金屬波紋管彈性聯(lián)軸器，5-被測(cè)電動(dòng)機(jī)，6-無(wú)干擾力矩靜壓氣浮軸承，7-(與水平絲杠配合的)托板，8-精密力傳感器，9-穩(wěn)定基座，10-操作觸摸屏；Z-托板水平橫向位移， X-傳感器垂直位移。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型內(nèi)容做進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)際制作結(jié)構(gòu)并不僅限于下述的實(shí)施例。參見(jiàn)附圖，本實(shí)用新型所述的電動(dòng)機(jī)磁滯力矩與波動(dòng)力矩測(cè)試儀由穩(wěn)定基座9、精密直流測(cè)功電機(jī)2、無(wú)干擾力矩靜壓氣浮軸承6、被測(cè)電動(dòng)機(jī)機(jī)座、金屬波紋管彈性聯(lián)軸器 4、絲杠與托板、精密力傳感器8、壓力傳感器3以及操作觸摸屏10等部分組成。穩(wěn)定基座9 上設(shè)有可沿絲杠做水平橫向位移的托板7，與被測(cè)電動(dòng)機(jī)機(jī)座支承連接的無(wú)干擾力矩靜壓氣浮軸承6設(shè)置在托板7上，軸承后部配置有可沿X向垂直位移的精密力傳感器8。帶有光電編碼器1的精密直流測(cè)功電機(jī)2設(shè)置在穩(wěn)定基座9座面的前部，在精密直流測(cè)功電機(jī) 2的下支承點(diǎn)上設(shè)置有四個(gè)對(duì)稱分布的壓力傳感器3，精密直流測(cè)功電機(jī)2的輸出軸端通過(guò)金屬波紋管彈性聯(lián)軸器4與被測(cè)電動(dòng)機(jī)5的轉(zhuǎn)子連接。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)機(jī)磁滯力矩與波動(dòng)力矩測(cè)試儀，其特征是具有一個(gè)穩(wěn)定基座(9)，穩(wěn)定基座(9)上設(shè)有水平絲杠和與水平絲杠相配合進(jìn)行水平橫向移動(dòng)的托板(7)，在托板(7)上裝有一副與被測(cè)電動(dòng)機(jī)機(jī)座支承連接并配置有精密力傳感器(8)的無(wú)干擾力矩靜壓氣浮軸承(6)，在穩(wěn)定基座(9)座面的前部設(shè)置有精密直流測(cè)功電機(jī)O)，在精密直流測(cè)功電機(jī) ⑵的下支承點(diǎn)上設(shè)置有四個(gè)對(duì)稱分布的壓力傳感器(3)，在精密直流測(cè)功電機(jī)(2)的輸出軸端接設(shè)有與被測(cè)電動(dòng)機(jī)( 轉(zhuǎn)子連接的金屬波紋管彈性聯(lián)軸器G)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)磁滯力矩與波動(dòng)力矩測(cè)試儀，其特征是在精密直流測(cè)功電機(jī)( 上配設(shè)有光電編碼器(1)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)機(jī)磁滯力矩與波動(dòng)力矩測(cè)試儀，在測(cè)試儀穩(wěn)定基座上設(shè)有水平絲杠和與水平絲杠相配合進(jìn)行水平橫向移動(dòng)的托板，在托板上裝有一副與被測(cè)電動(dòng)機(jī)機(jī)座支承連接并配置有精密力傳感器的無(wú)干擾力矩靜壓氣浮軸承，在穩(wěn)定基座的座面前部設(shè)置有精密直流測(cè)功電機(jī)，在精密直流測(cè)功電機(jī)的下支承點(diǎn)上設(shè)置有四個(gè)對(duì)稱分布的壓力傳感器，在精密直流測(cè)功電機(jī)的輸出軸端接設(shè)有與被測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子連接的金屬波紋管彈性聯(lián)軸器。本實(shí)用新型在直流電動(dòng)機(jī)測(cè)量功率的基礎(chǔ)上增加了測(cè)量電動(dòng)機(jī)力矩波動(dòng)值的功能，同時(shí)又開(kāi)創(chuàng)了測(cè)量電動(dòng)機(jī)磁滯力矩值的功能，為提升電動(dòng)機(jī)制造水平以及實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能等方面提供了測(cè)試技術(shù)上的支持。
文檔編號(hào)G01L3/12GK202092808SQ201120123070
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者馬波 申請(qǐng)人:西安航志機(jī)電設(shè)備科技有限公司