中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置，包括面包平板平臺，所述面包平板平臺的臺面上設(shè)置有動態(tài)扭矩測量儀，所述動態(tài)扭矩測量儀輸入端通過一轉(zhuǎn)接軸與交流永磁同步電機輸出端相連接，所述動態(tài)扭矩測量儀輸出端通過另一轉(zhuǎn)接軸連接到磁粉制動器，所述交流永磁同步電機輸出軸上套設(shè)有光電碼盤，所述交流永磁同步電機由控制驅(qū)動電氣系統(tǒng)驅(qū)動，所述控制驅(qū)動電氣系統(tǒng)、光電碼盤、動態(tài)扭矩測量儀的輸出端均與電機運動控制性能檢測系統(tǒng)的輸入端電性連接，所述電機運動控制性能檢測系統(tǒng)的輸出端與交流永磁同步電機的輸入端電性連接。該裝置輕巧、便攜且使用方便，方便技術(shù)人員在不同工作狀況下研究優(yōu)化交流永磁同步電機的新控制策略。
【專利說明】中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種便攜式電機運動性能測試平臺，尤其是中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]交流永磁同步電機具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、額外損耗低、轉(zhuǎn)矩電流比高、快速響應能力好、易于散熱及維護保養(yǎng)等特點，廣泛應用于工業(yè)領(lǐng)域，尤其是要求高精度、高性能的激光加工設(shè)備、數(shù)控機床、機器人等領(lǐng)域。目前稀土永磁新材料、機電一體化、電力電子等交流永磁同步電機硬件系統(tǒng)技術(shù)已趨于完善，而以“軟形式”存在的控制策略具有較大的柔性，為此，研宄先進控制策略以提高交流永磁同步電機控制系統(tǒng)的性能，已是當前交流永磁同步電機的發(fā)展趨勢。
[0003]在研宄與驗證先進控制策略時，需測試在交流永磁同步電機多參數(shù)不確定、空載、負載突增、突減、負載平穩(wěn)等工況環(huán)境下先進控制策略的控制性能，根據(jù)測試結(jié)果對進行控制策略優(yōu)化和改進。采用在成品設(shè)備中測試交流永磁同步電機控制策略，無法模擬測試控制策略所需的各種工況，也無法監(jiān)控電機運行過程中的控制量、輸出量和參數(shù)估計值等數(shù)據(jù)，優(yōu)化和改進新控制策略將非常困難，而且控制策略存在未知的缺陷可能對設(shè)備產(chǎn)生損壞，且測試成本也很高。
[0004]因此，一般在電機實驗平臺上做控制策略測試，但現(xiàn)有電機測試平臺多為鑄鐵T型槽平臺，其體積大、重量重、移動難，對結(jié)構(gòu)簡單、體積小的交流永磁同步電機測試不適用。所以設(shè)計出一種便攜的中小型交流永磁同步電機性能測試平臺，以方便研宄、分析、優(yōu)化先進控制策略的控制效果，就成為研宄交流永磁同步電機亟待解決的問題。
實用新型內(nèi)容
[0005]為了克服上述現(xiàn)有電機測試平臺的不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種輕巧、便攜、使用方便的中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置，以方便技術(shù)人員在不同工作狀況下研宄優(yōu)化交流永磁同步電機的新型控制策略。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:一種中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置，包括面包平板平臺，所述面包平板平臺的臺面上設(shè)置有動態(tài)扭矩測量儀，所述動態(tài)扭矩測量儀的輸入端通過一轉(zhuǎn)接軸與交流永磁同步電機的輸出端相連接，所述動態(tài)扭矩測量儀的輸出端通過另一轉(zhuǎn)接軸連接到作為負載模擬器的磁粉制動器，所述交流永磁同步電機的輸出軸上套設(shè)有光電碼盤，所述交流永磁同步電機由控制驅(qū)動電氣系統(tǒng)驅(qū)動，所述控制驅(qū)動電氣系統(tǒng)、光電碼盤、動態(tài)扭矩測量儀的輸出端均與電機運動控制性能檢測系統(tǒng)的輸入端電性連接，所述電機運動控制性能檢測系統(tǒng)的輸出端與交流永磁同步電機的輸入端電性連接。
[0007]進一步的，所述光電碼盤采用高精度絕對式光電碼盤。
[0008]進一步的，所述交流永磁同步電機通過電機轉(zhuǎn)接板固定于面包平板平臺的臺面上，所述光電碼盤通過一儀器轉(zhuǎn)接板固定于面包平板平臺的臺面上，所述動態(tài)扭矩測量儀通過儀器固定座固定于面包平板平臺的臺面上，所述磁粉制動器通過另一儀器轉(zhuǎn)接板固定于面包平板平臺的臺面上。
[0009]進一步的，所述面包平板平臺為臺面光滑平整的不銹鋼平板，所述不銹鋼平板上開設(shè)有多個陣列分布的25mm*25mm孔距M6螺紋孔。
[0010]進一步的，所述電機轉(zhuǎn)接板包括電機固定板、電機轉(zhuǎn)接底板及三角支架，所述電機固定板上設(shè)置有多種適用不同功率的交流永磁同步電機及其傳感器的安裝孔位，所述電機轉(zhuǎn)接底板開設(shè)有多個陣列分布的25mm*25mm孔距M6螺紋孔以與面包平板平臺不同位置固定，所述電機固定板與電機轉(zhuǎn)接底板之間采用四個三角支架固定。
[0011]進一步的，所述儀器轉(zhuǎn)接板包括儀器固定板、儀器轉(zhuǎn)接底板及三角支架，所述儀器固定板上設(shè)置有多種適用不同儀器的安裝孔位，所述儀器轉(zhuǎn)接底板開設(shè)有多個陣列分布的25mm*25mm孔距M6螺紋孔以與面包平板平臺不同位置固定，所述儀器固定板與儀器轉(zhuǎn)接底板之間采用兩個三角支架固定。
[0012]進一步的，所述面包平板平臺的臺面還固定有兩個用于固定控制驅(qū)動電氣系統(tǒng)和電機運動控制性能檢測系統(tǒng)的電氣隔離平板。
[0013]進一步的，所述電氣隔離平板包括絕緣隔離板和連接柱，所述絕緣隔離板上開設(shè)有多個陣列分布的25mm*25mm孔距M3螺紋孔以與電氣系統(tǒng)電路板固定，所述連接柱的上端為M6陽螺紋以與絕緣隔離板固定，所述連接柱的下端為M6陰螺紋以通過螺栓與面包平板平臺固定。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:該中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、可自由拆裝、便于攜帶且使用方便，適用于結(jié)構(gòu)簡單、體積小的交流永磁同步電機測試，方便技術(shù)人員在不同工作狀況下研宄優(yōu)化交流永磁同步電機的新型控制策略。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型實施例的系統(tǒng)示意圖。
[0016]圖2為機械連接構(gòu)件的連接示意圖。
[0017]圖3為電機轉(zhuǎn)接板的主視圖。
[0018]圖4為電機轉(zhuǎn)接板的俯視圖。
[0019]圖5為儀器轉(zhuǎn)接板的主視圖。
[0020]圖6為儀器轉(zhuǎn)接板的俯視圖。
[0021]圖中:1-面包平板平臺，2-交流永磁同步電機，3-動態(tài)扭矩測量儀，4-轉(zhuǎn)接軸，5-磁粉制動器，6-光電碼盤，7-電機轉(zhuǎn)接板，71-電機固定板，72-電機轉(zhuǎn)接底板，8-儀器轉(zhuǎn)接板，81-儀器固定板，82-儀器轉(zhuǎn)接底板，9-儀器固定座，10-電氣隔離平板，101-絕緣隔離板，102-連接柱，11-三角支架，12-螺紋孔。

【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細的闡述。
[0023]如圖廣2所示，一種中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置，包括面包平板平臺1，所述面包平板平臺I的臺面上設(shè)置有動態(tài)扭矩測量儀3，所述動態(tài)扭矩測量儀3的輸入端通過一轉(zhuǎn)接軸4與交流永磁同步電機2的輸出端相連接，所述動態(tài)扭矩測量儀3的輸出端通過另一轉(zhuǎn)接軸4連接到作為負載模擬器的磁粉制動器5，所述交流永磁同步電機2的輸出軸上套設(shè)有光電碼盤6，所述交流永磁同步電機2由控制驅(qū)動電氣系統(tǒng)驅(qū)動，所述控制驅(qū)動電氣系統(tǒng)、光電碼盤6、動態(tài)扭矩測量儀3的輸出端均與電機運動控制性能檢測系統(tǒng)的輸入端電性連接，所述電機運動控制性能檢測系統(tǒng)的輸出端與交流永磁同步電機2的輸入端電性連接。
[0024]在本實施例中，所述交流永磁同步電機2、光電碼盤6、動態(tài)扭矩測量儀3、磁粉制動器5、控制驅(qū)動電氣系統(tǒng)以及電機運動控制性能檢測系統(tǒng)組成了電氣測試系統(tǒng)，所述氣測試系統(tǒng)的儀器設(shè)備通過轉(zhuǎn)接板、支架、隔離平板等固定在面包平板平臺I上。所述光電碼盤6采用高精度絕對式光電碼盤，以將測量的電機位置數(shù)據(jù)傳輸給電機運動控制性能檢測系統(tǒng)。
[0025]在本實施例中，所述交流永磁同步電機2通過電機轉(zhuǎn)接板7固定于面包平板平臺I的臺面上，所述光電碼盤6通過一儀器轉(zhuǎn)接板8固定于面包平板平臺I的臺面上，所述動態(tài)扭矩測量儀3通過儀器固定座9固定于面包平板平臺I的臺面上，所述磁粉制動器5通過另一儀器轉(zhuǎn)接板8固定于面包平板平臺I的臺面上。
[0026]在本實施例中，如圖3?4所示，所述電機轉(zhuǎn)接板7包括電機固定板71、電機轉(zhuǎn)接底板72及三角支架11，所述電機固定板71上設(shè)置有多種安裝孔位，通用性強，適用不同功率的交流永磁同步電機2及其傳感器；所述電機轉(zhuǎn)接底板72開設(shè)有多個陣列分布的25mm*25mm孔距M6螺紋孔以與面包平板平臺I不同位置固定，所述電機固定板71與電機轉(zhuǎn)接底板72之間采用四個三角支架11固定，即電機固定板71前后側(cè)各設(shè)兩個對稱分布的三角支架11，增加了電機轉(zhuǎn)接板7的剛性。
[0027]在本實施例中，如圖5飛所示，所述儀器轉(zhuǎn)接板8包括儀器固定板81、儀器轉(zhuǎn)接底板82及三角支架11，所述儀器固定板81上設(shè)置有多種適用不同儀器的安裝孔位，所述儀器轉(zhuǎn)接底板82開設(shè)有多個陣列分布的25mm*25mm孔距M6螺紋孔以與面包平板平臺I不同位置固定，所述儀器固定板81與儀器轉(zhuǎn)接底板82之間采用兩個三角支架11固定。
[0028]在本實施例中，所述面包平板平臺I的臺面還固定有兩個用于固定控制驅(qū)動電氣系統(tǒng)和電機運動控制性能檢測系統(tǒng)的電氣隔離平板10。所述電氣隔離平板10包括絕緣隔離板101和連接柱102，所述絕緣隔離板101上開設(shè)有多個陣列分布的25mm*25mm孔距M3螺紋孔以與電氣系統(tǒng)電路板固定，所述連接柱102的上端為M6陽螺紋以與絕緣隔離板101固定，所述連接柱102的下端為M6陰螺紋以通過螺栓與面包平板平臺I固定。
[0029]在本實施例中，所述面包平板平臺I為臺面光滑平整的不銹鋼平板，所述不銹鋼平板上開設(shè)有多個陣列分布的25mm*25mm孔距M6螺紋孔12，以便于在不同位置固定各種轉(zhuǎn)接板。所述面包平板平臺I的臺面、電機轉(zhuǎn)接底板72、儀器轉(zhuǎn)接底板82以及儀器固定座9采用同標準陣列的孔距螺紋孔，可方便自由組合固定交流永磁同步電機2以及各種小型儀器與傳感器，直接放置在平板平臺的臺面上使用。
[0030]在本實施例中，所述面包平板平臺1、電機轉(zhuǎn)接板7、儀器轉(zhuǎn)接板8、儀器固定座9以及電氣隔離平板10組成了機械連接構(gòu)件。其中，所述電機轉(zhuǎn)接板7、儀器轉(zhuǎn)接板8可采用8mm厚的鋁合金平板，所述面包平板平臺I可采用13mm后的不銹鋼平板，臺面面積較小、重量較輕且可自由拆裝，適合于組成便攜式中小型交流永磁同步電機2測試平臺系統(tǒng)。
[0031]在本實施例中，該中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置的測試方法包括以下步驟:
[0032](I)控制驅(qū)動電氣系統(tǒng)負責先進控制算法的運行和交流永磁同步電機2的驅(qū)動:建立交流永磁同步電機2新控制策略，編程成相應軟件模塊并將其預設(shè)入控制驅(qū)動電氣系統(tǒng)的高速處理芯片內(nèi)，并通過其控制驅(qū)動板上的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模塊向電機運動控制性能檢測系統(tǒng)傳輸電機運行控制算法過程中的控制量、輸出量和其他參數(shù)等數(shù)據(jù)；
[0033](2)光電碼盤6將測量到的交流永磁同步電機2的位置數(shù)據(jù)傳輸給電機運動控制性能檢測系統(tǒng)；
[0034](3)動態(tài)扭矩測量儀3測量交流永磁同步電機2輸出的電磁轉(zhuǎn)矩，并通過串口通信向電機運動控制性能檢測系統(tǒng)傳輸檢測到的電磁轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)；
[0035](4)通過電流控制的磁粉制動器5模擬不同工況條件，使測試平臺能進行空載、負載突增、負載突減、負載平穩(wěn)測試實驗，驗證控制算法的動態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能；
[0036](5)電機運動控制性能檢測系統(tǒng)接收步驟(1)、步驟(2)、步驟(3)中的數(shù)據(jù)，檢測交流永磁同步電機2控制的電流、速度、位置以及輸出的電磁轉(zhuǎn)矩信號，并將上述數(shù)據(jù)輸入電機運動控制性能測試系統(tǒng)的高速處理芯片內(nèi)的電機性能測試程序模塊，計算出新控制策略下電機運動控制的性能參數(shù)，將上述電機運行狀態(tài)參數(shù)和計算出的電機性能參數(shù)通過觸摸屏選擇性顯示，以此建立可視化、可選擇的電機運動控制性能測試系統(tǒng)，評價各種先進控制策略在伺服系統(tǒng)的實際應用效果。
[0037]在本實施例中，上述步驟(5)計算出的電機性能參數(shù)包括電機速度響應頻率、穩(wěn)態(tài)定位精度、負載變化速度穩(wěn)態(tài)恢復時間以及直驅(qū)定位的響應時間、超調(diào)量等參數(shù)。
[0038]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置，包括面包平板平臺，其特征在于:所述面包平板平臺的臺面上設(shè)置有動態(tài)扭矩測量儀，所述動態(tài)扭矩測量儀的輸入端通過一轉(zhuǎn)接軸與交流永磁同步電機的輸出端相連接，所述動態(tài)扭矩測量儀的輸出端通過另一轉(zhuǎn)接軸連接到作為負載模擬器的磁粉制動器，所述交流永磁同步電機的輸出軸上套設(shè)有光電碼盤，所述交流永磁同步電機由控制驅(qū)動電氣系統(tǒng)驅(qū)動，所述控制驅(qū)動電氣系統(tǒng)、光電碼盤、動態(tài)扭矩測量儀的輸出端均與電機運動控制性能檢測系統(tǒng)的輸入端電性連接，所述電機運動控制性能檢測系統(tǒng)的輸出端與交流永磁同步電機的輸入端電性連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置，其特征在于:所述光電碼盤采用高精度絕對式光電碼盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置，其特征在于:所述交流永磁同步電機通過電機轉(zhuǎn)接板固定于面包平板平臺的臺面上，所述光電碼盤通過一儀器轉(zhuǎn)接板固定于面包平板平臺的臺面上，所述動態(tài)扭矩測量儀通過儀器固定座固定于面包平板平臺的臺面上，所述磁粉制動器通過另一儀器轉(zhuǎn)接板固定于面包平板平臺的臺面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置，其特征在于:所述面包平板平臺為臺面光滑平整的不銹鋼平板，所述不銹鋼平板上開設(shè)有多個陣列分布的25mm*25mm孔距M6螺紋孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置，其特征在于:所述電機轉(zhuǎn)接板包括電機固定板、電機轉(zhuǎn)接底板及三角支架，所述電機固定板上設(shè)置有多種適用不同功率的交流永磁同步電機及其傳感器的安裝孔位，所述電機轉(zhuǎn)接底板開設(shè)有多個陣列分布的25mm*25mm孔距M6螺紋孔以與面包平板平臺不同位置固定，所述電機固定板與電機轉(zhuǎn)接底板之間采用四個三角支架固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置，其特征在于:所述儀器轉(zhuǎn)接板包括儀器固定板、儀器轉(zhuǎn)接底板及三角支架，所述儀器固定板上設(shè)置有多種適用不同儀器的安裝孔位，所述儀器轉(zhuǎn)接底板開設(shè)有多個陣列分布的25mm*25mm孔距M6螺紋孔以與面包平板平臺不同位置固定，所述儀器固定板與儀器轉(zhuǎn)接底板之間采用兩個三角支架固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置，其特征在于:所述面包平板平臺的臺面還固定有兩個用于固定控制驅(qū)動電氣系統(tǒng)和電機運動控制性能檢測系統(tǒng)的電氣隔離平板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的中小型交流永磁同步電機運動性能測試裝置，其特征在于:所述電氣隔離平板包括絕緣隔離板和連接柱，所述絕緣隔離板上開設(shè)有多個陣列分布的25mm*25mm孔距M3螺紋孔以與電氣系統(tǒng)電路板固定，所述連接柱的上端為M6陽螺紋以與絕緣隔離板固定，所述連接柱的下端為M6陰螺紋以通過螺栓與面包平板平臺固定。
【文檔編號】G01R31/34GK204203761SQ201420592665
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】蔣學程 申請人:閩江學院