專利名稱：一種基于柔性鉸鏈的對拖加載低速電機測試設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機測試設(shè)備，具體地說，是一種基于柔性鉸鏈的對拖加載低速電機測試設(shè)備。
背景技術(shù)：
電機試驗是對電機裝配質(zhì)量及技術(shù)性能綜合評價的重要環(huán)節(jié)，是電機制造和生產(chǎn)的重要工序，對于確認電機的質(zhì)量和性能指標(biāo)是必不可少的重要步驟。傳統(tǒng)的試驗設(shè)備和方法由于操作時間長，需觀測的儀器多，人工讀取測試數(shù)據(jù)和進行數(shù)據(jù)分析、計算，在一定程度上影響了電機試驗的質(zhì)量和精度。普通的電機測試平臺只是用于測試被測電機的電參數(shù)和主要靜態(tài)參數(shù)，不易調(diào)整負載，不能進行動態(tài)轉(zhuǎn)矩加載，體積較大，應(yīng)用范圍有局限性?，F(xiàn)在廣泛采用的電機測試技術(shù)和電機測試平臺中比較常用的負載模式為電渦流加載器或磁粉加載器測功機。在公告號為CN201804091U的專利中公開了一種負載為電渦流加載器的電機測試平臺。采用電渦流加載器或磁粉加載器作為負載進行電機測試時，在低速狀態(tài)將不可避免地產(chǎn)生較大幅度的轉(zhuǎn)矩波動，甚至?xí)l(fā)生磁滯現(xiàn)象導(dǎo)致規(guī)律化的轉(zhuǎn)矩大幅度波動，對于低速電機的測試結(jié)果將產(chǎn)生嚴重的不利影響；因此采用電渦流加載器或磁粉加載器的測試平臺在低速電機的測試中表現(xiàn)不盡入人意。此外，同類測試設(shè)備中廣泛采用的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀器成本高昂，在高轉(zhuǎn)矩測試精度要求下需要極大地增加成本，因此在較低成本下獲得較好的轉(zhuǎn)矩測試精度也是改進的方向之一。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明旨在解決傳統(tǒng)電機測試平臺在低速狀態(tài)結(jié)果不理想和采用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀器成本高昂的問題。根據(jù)本發(fā)明提供的對拖加載低速電機測試裝置，包括底座，還包括依次連接的被拖電機、第一聯(lián)軸器、柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)、第二聯(lián)軸器、被測電機，所述被拖電機和被測電機設(shè)置于所述底座上，所述被拖電機作為負載，其中，所述柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)為能夠在扭轉(zhuǎn)力矩發(fā)生時測量形變的圓柱型空心帶橫隔柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，還包括應(yīng)變片，其中，所述應(yīng)變片貼在所述柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)上，所述應(yīng)變片用于測定電機轉(zhuǎn)矩。優(yōu)選地，所述被拖電機包括旋轉(zhuǎn)編碼器或光柵結(jié)構(gòu)，用于測定電機轉(zhuǎn)速。優(yōu)選地，還包括設(shè)置于所述底座上的電氣模塊，其中，所述電氣模塊包括如下任一個或任多個裝置-用于測定所述被拖電機和被測電機電流、電壓變化的傳感器及其對應(yīng)的測試電路；-與所述旋轉(zhuǎn)編碼器或光柵對應(yīng)的驅(qū)動解碼電路；-和被拖電機連接用于動態(tài)改變負載的滑動變阻器；
-測試電路電源；-RS232通訊接口，用于與PC機軟件進行通訊并傳輸實時顯示測試狀態(tài)。柔性鉸鏈機構(gòu)，是指在外力或力矩作用下，利用彈性材料微小變形及其自回復(fù)的特性，形成的一種特殊的運動副形式，較之傳統(tǒng)的剛性鉸鏈機構(gòu)，有很多優(yōu)點，如沒有機械摩擦，具有超高的位移分辨率，結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，無需潤滑，環(huán)境友好等。所謂對拖電機實驗是指電機試驗時，將兩臺功率合適的電機在機械上和電氣上相互連接，其中一臺電機作為電動機運行，而另一臺作為發(fā)電機運行。兩臺電機的損耗由線路電源或升壓機供給。在對拖實驗時，在作為發(fā)電機運行的電機繞組上串接滑動變阻器，就可以方便地實現(xiàn)對被測電機拖動負載的變化，是一種極佳的電機測試加載方式，與傳統(tǒng)的電渦流加載和磁粉加載模式相比有著能夠連續(xù)加載，負載和調(diào)整范圍大，施加負載穩(wěn)定波動小等明顯的優(yōu)勢。本發(fā)明相對于傳統(tǒng)的電機測試設(shè)備有著明顯的優(yōu)勢(I)采用柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)用于測定電機的輸出力矩，成本低廉，加工制造方便，尺寸可在合適的范圍內(nèi)調(diào)整，應(yīng)用范圍廣，且測量結(jié)果精確；(2)采用對拖電機加載模式，加載穩(wěn)定，波動極小，適用于低速到高速的全部轉(zhuǎn)速范圍；(3)克服了傳統(tǒng)設(shè)備只能測定靜態(tài)參數(shù)和少量電參數(shù)，轉(zhuǎn)矩調(diào)整不便的缺點，可同時動態(tài)測定電機的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩，電壓電流，效率等大量參數(shù)；(4)測試平臺體積小，使用方便，應(yīng)用工范圍廣泛；(5)可與PC機軟件通訊，可方便快捷的進行后續(xù)數(shù)據(jù)處理。


通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯圖1是根據(jù)本發(fā)明提供的基于柔性鉸鏈的對拖加載低速電機測試設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示基于柔性鉸鏈的對拖加載低速電機測試設(shè)備中柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)的放大示意圖。圖中I為底座；2為被拖電機；3為柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)；4為被測電機；5為第一聯(lián)軸器；6為第二聯(lián)軸器；7為電氣模塊；8為柔性鉸鏈和第一聯(lián)軸器的連接端；9為柔性鉸鏈和第二聯(lián)軸器的連接端；10為應(yīng)變片。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。如圖1所示。本發(fā)明所提供的基于柔性鉸鏈的對拖加載低速電機測試設(shè)備，包括底座I和柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)3，底座I上設(shè)有作為負載的被拖電機2和，被拖電機2本身包含旋轉(zhuǎn)編碼器或光柵結(jié)構(gòu)，用于測定電機轉(zhuǎn)速；柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)3用于測定電機轉(zhuǎn)矩，柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)3上貼附應(yīng)變片10，用于測定電機轉(zhuǎn)矩。通過第一聯(lián)軸器5將被拖電機2、柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)3的一段8連接起來，再通過第二聯(lián)軸器6將柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)3的另一端9和被測電機4連接起來。為了完整正確地測定被測電機的各項動態(tài)參數(shù)，所述底座I上還設(shè)置了電氣模塊7，電氣模塊7包括如下裝置-用于測定電流、電壓變化的傳感器和其對應(yīng)的測試電路；-與旋轉(zhuǎn)編碼器或光柵的對應(yīng)的驅(qū)動解碼電路；-和被拖電機連接用于動態(tài)改變負載的滑動變阻器；-測試電路電源等。電氣模塊7上設(shè)有RS232通訊接口，通過該接口與PC機軟件進行通訊并實時顯示測試狀態(tài)。測試時，令被測電機4以目標(biāo)速度轉(zhuǎn)動，此時調(diào)整電氣模塊7中的滑動變阻器即可實現(xiàn)對被測電機4的變負載加載。通過電氣模塊7上的RS232通訊接口連接PC后，通過數(shù)據(jù)通訊即可得到大量的實時的關(guān)于被測電機4性能的測試數(shù)據(jù)，具體為(I)通過讀取應(yīng)變片(包括圖中可見的應(yīng)變片10和其余貼附于柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)3上的在圖中不可見的應(yīng)變片)的電壓變化值可通過簡單計算得出當(dāng)前被測電機4的事實輸出轉(zhuǎn)矩情況；(2)通過電氣模塊7中的解碼電路可以解碼被拖電機2提供的編碼器信號，從而可以精確地探知被拖電機2和測試電機4的實時轉(zhuǎn)速情況；(3)通過電氣模塊7中的電壓和電流傳感器，可以精確地探知被測電機4在運行時的三相電壓、電流實時的變化情況。實驗證明，通過改變被測電機4的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和調(diào)整電氣模塊7種的滑動變阻器，可得到大量不同轉(zhuǎn)速和負載情況下的電機測試相關(guān)數(shù)據(jù)，包括轉(zhuǎn)速一轉(zhuǎn)矩曲線，電機相電壓、相電流曲線等。通過這些數(shù)據(jù)即可對電機性能進行全線詳盡的分析。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種對拖加載低速電機測試裝置，包括底座，其特征在于，還包括依次連接的被拖電機、第一聯(lián)軸器、柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)、第二聯(lián)軸器、被測電機，所述被拖電機和被測電機設(shè)置于所述底座上，所述被拖電機作為負載，其中，所述柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)為能夠在扭轉(zhuǎn)力矩發(fā)生時測量形變的圓柱型空心帶橫隔柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對拖加載低速電機測試裝置，其特征在于，還包括應(yīng)變片，其中，所述應(yīng)變片貼在所述柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)上，所述應(yīng)變片用于測定電機轉(zhuǎn)矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對拖加載低速電機測試裝置，其特征在于，所述被拖電機包括旋轉(zhuǎn)編碼器或光柵結(jié)構(gòu)，用于測定電機轉(zhuǎn)速。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的對拖加載低速電機測試裝置，其特征在于，還包括設(shè)置于所述底座上的電氣模塊，其中，所述電氣模塊包括如下任一個或任多個裝置-用于測定所述被拖電機和被測電機電流、電壓變化的傳感器及其對應(yīng)的測試電路；-與所述旋轉(zhuǎn)編碼器或光柵對應(yīng)的驅(qū)動解碼電路；-和被拖電機連接用于動態(tài)改變負載的滑動變阻器；-測試電路電源；-RS232通訊接口，用于與PC機軟件進行通訊并傳輸實時顯示測試狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于柔性鉸鏈的對拖加載低速電機測試設(shè)備，包括底座和用于測定電機轉(zhuǎn)矩的柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)，底座上設(shè)有作為負載的被拖電機，被拖電機本身包含旋轉(zhuǎn)編碼器或光柵結(jié)構(gòu)，用于測定電機轉(zhuǎn)速；柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)上貼附應(yīng)變片，用于測定電機轉(zhuǎn)矩。通過聯(lián)軸器將被拖電機、柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)和被測電機連接起來。所述底座上還包括了電氣模塊，內(nèi)有用于測定電流、電壓變化的傳感器和其對應(yīng)的測試電路；旋轉(zhuǎn)編碼器或光柵的對應(yīng)的驅(qū)動解碼電路；和被拖電機連接用于動態(tài)改變負載的滑動變阻器；測試電路電源、RS232通訊接口等。本發(fā)明可實現(xiàn)精確穩(wěn)定測定包括轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩在內(nèi)的低速電機各項動態(tài)參數(shù)，成本低廉，體積小，應(yīng)用范圍廣泛。
文檔編號G01L3/04GK103033748SQ201210581060
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者張波, 劉品寬, 奚靜思, 李玉潔 申請人:上海交通大學(xué)