專利名稱：電動機磁滯力矩與波動力矩測試儀的制作方法
技術領域：
本實用新型內容屬于精密測量儀器技術領域，涉及一種用于評價電動機綜合使用性能的力矩測試儀，特別是一種電動機磁滯力矩與波動力矩測試儀。
背景技術：
隨著當今科學技術的飛速發(fā)展，在機器人、機床、汽車、機車、航空航天等眾多領域已大量使用了中小型直流伺服電機、永磁同步電機、力矩電機等各種控制電動機?，F(xiàn)代工程在要求電動機具有高效節(jié)能、高可靠、運轉平穩(wěn)、可控制型性良好等性能外，在運轉平穩(wěn)性方面要求電動機力矩波動要小，在提高效率方面則要求降低電動機損耗，特別是磁滯損耗， 所以在電動機的動態(tài)測量中，建立電機的波動力矩和磁滯損耗的測試方法及裝置是十分必要的。長期以來，我國用于對電動機性能測量的僅器普遍還是沿用傳統(tǒng)的測功機，其測定方式是在規(guī)定的工作電壓條件下，通過給電機施加額定力矩來測量電機的額定轉速、電流，并以此來評價電動機的性能。在此背景下，以往本領域測試波動力矩的方法有四種1)靜態(tài)測量法——該方法需要事先標定，測量精度低，而且由于要采用分度盤手工旋轉測量，使用不方便，目前已經(jīng)很少采用；2)直接測量法——該方法通過精密的轉矩傳感器和方矩電機負載直接測量被測電機的波動力矩，其缺點是需要高分辨率的轉矩傳感器，面即便如此，在電機運行的電磁環(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試信號；3)間接測量方法——如用電流間接計算電機的波動力矩或構建觀測器，通過高分辨率碼盤的位置信息機系統(tǒng)參數(shù)來重構電機的電磁轉矩，由于間接測量對電機參數(shù)和機械系統(tǒng)參數(shù)的依耐性較強，故不太適合用來評價電機的波動力矩指標；4)平衡式直接測量方法——該方法通過安裝在電機兩端的負載和糾量飛輪將平衡轉矩和波動力矩分離，在飛輪一側用較小量程的轉矩傳感器，據(jù)此即可測得去除平均力矩之后的波動力矩，從而有效提高了測量系統(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量失真，特別是由于轉矩傳感器的剛度和軸系的剛度對系統(tǒng)的諧振頻率影響較大，限制了高轉速電機的轉矩與轉矩波動的測量。另一方面，迄今為止本領域還沒有用測量電動機的方法來直接評價電動機的磁滯損耗的先例，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)曲線計算得到磁滯損耗值，由于設計電動機定子鐵芯磁路的復雜性和形狀結構的各種各樣，其計算誤差很大，要想得到真實的磁滯損耗，還需要模擬實際工作狀態(tài)才能測試電動機的磁滯損耗。

實用新型內容本實用新型的目的在于對現(xiàn)有技術存在的問題加以解決，提供一種結構合理、使用方便、可精密測量的電動機功率測試力矩值的電動機磁滯力矩與波動力矩測試儀。[0010]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的面采用的技術解決方案是這樣的所提供的電動機磁滯力矩與波動力矩測試儀具有一個穩(wěn)定基座，穩(wěn)定基座上設有水平絲杠和與水平絲杠相配合進行水平橫向移動的托板，在托板上裝有一副與被測電動機機座支承連接并配置有精密力傳感器的無干擾力矩靜壓氣浮軸承，在穩(wěn)定基座的座面前部設置有精密直流測功電機，在精密直流測功電機的下支承點上設置有四個對稱分布的壓力傳感器，在精密直流測功電機的輸出軸端接設有與被測電動機轉子連接的金屬波紋管彈性聯(lián)軸器。此外在精密直流測功電機上還配設有光電編碼器。實際測試工作中，本實用新型通過在精密直流測功電機支承點上設置的四個對稱分布的壓力傳感器的作用并根據(jù)計算機解算，可以精確獲得功率測試的力矩值；裝在機座內的被測量電動機由無干擾力矩靜壓氣浮軸承支承，無摩擦的把電動機的反作用力矩傳遞給精密力傳感器，實現(xiàn)了測量電動機的波動力矩；此外，在被測電動機不通電時，由精密直流測功機電機以額定速度驅動被測電動機的轉子，使電動機磁滯效應反作用于被測電動機機座，進面再通過無摩擦靜壓氣浮軸承作用于精密力傳感器，最后通過精密力傳感器直接讀取由電動機磁滯效應作用的磁滯力矩，實現(xiàn)了測量電動機的磁滯力矩測試。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有的優(yōu)點如下所述。一、傳統(tǒng)的直流測功電機只能測試平均功率，而本實用新型在直流電動機測量功率的基礎上，改進了傳統(tǒng)測量電動機功率的方法，根據(jù)市場需求，增加了測量電動機力矩波動值的功能，同時又開創(chuàng)了測量電動機磁滯力矩值的功能，為提升當今電動機設備制造水平以及實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能等方面提供了測試技術上的支持。二、傳統(tǒng)的直流測功電機的電機座被支承在滾動軸承上，在測量中，根據(jù)電機的反作用力矩使直流測功電機機座擺動，并由力傳感器敏感視座上的反作用力矩，從而實現(xiàn)測功機的力矩測量。但由于機座為軸承所支承，軸承摩擦力矩不可避免的會被帶入測量值，影響了力矩測量精度。本實用新型通過在精密直流測功電機的支承點上設置了四個對稱分布的壓力傳感器的方式，依靠計算機解算，可以精確獲得功率測試的力矩值，內中沒有中間測量誤差項，測量精度高。三、本實用新型采用無干擾力矩靜壓氣浮軸承支承被測量電機的結構，極大地減小了由于支承摩擦力矩帶來的測量誤差，避免了系統(tǒng)引起震蕩面引起測量失真，確保了測量精度，解決了精確測量電動機波動力矩的問題。四、本實用新型巧妙地利用精密直流測功電機以額定速度驅動被測電動機的轉子的方式，解決了測量電動機磁滯力矩的問題，為提高電動機的效率提供了研究、設計手段， 也為節(jié)約能源及控制減小電動機的磁滯損耗提供一種行之有效的測試檢驗方法。

附圖為本實用新型一個實施例的原理結構示意圖。附圖中各標號的名稱分別為1-光電編碼器，2-精密直流測功電機，3-壓力傳感器，4-金屬波紋管彈性聯(lián)軸器，5-被測電動機，6-無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。
具體實施方式
以下將結合附圖對本實用新型內容做進一步說明，但本實用新型的實際制作結構并不僅限于下述的實施例。參見附圖，本實用新型所述的電動機磁滯力矩與波動力矩測試儀由穩(wěn)定基座9、精密直流測功電機2、無干擾力矩靜壓氣浮軸承6、被測電動機機座、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 上設有可沿絲杠做水平橫向位移的托板7，與被測電動機機座支承連接的無干擾力矩靜壓氣浮軸承6設置在托板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的精密直流測功電機2設置在穩(wěn)定基座9座面的前部，在精密直流測功電機 2的下支承點上設置有四個對稱分布的壓力傳感器3，精密直流測功電機2的輸出軸端通過金屬波紋管彈性聯(lián)軸器4與被測電動機5的轉子連接。
權利要求1.一種電動機磁滯力矩與波動力矩測試儀，其特征是具有一個穩(wěn)定基座(9)，穩(wěn)定基座(9)上設有水平絲杠和與水平絲杠相配合進行水平橫向移動的托板(7)，在托板(7)上裝有一副與被測電動機機座支承連接并配置有精密力傳感器(8)的無干擾力矩靜壓氣浮軸承(6)，在穩(wěn)定基座(9)座面的前部設置有精密直流測功電機O)，在精密直流測功電機 ⑵的下支承點上設置有四個對稱分布的壓力傳感器(3)，在精密直流測功電機(2)的輸出軸端接設有與被測電動機( 轉子連接的金屬波紋管彈性聯(lián)軸器G)。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動機磁滯力矩與波動力矩測試儀，其特征是在精密直流測功電機( 上配設有光電編碼器(1)。
專利摘要本實用新型涉及一種電動機磁滯力矩與波動力矩測試儀，在測試儀穩(wěn)定基座上設有水平絲杠和與水平絲杠相配合進行水平橫向移動的托板，在托板上裝有一副與被測電動機機座支承連接并配置有精密力傳感器的無干擾力矩靜壓氣浮軸承，在穩(wěn)定基座的座面前部設置有精密直流測功電機，在精密直流測功電機的下支承點上設置有四個對稱分布的壓力傳感器，在精密直流測功電機的輸出軸端接設有與被測電動機轉子連接的金屬波紋管彈性聯(lián)軸器。本實用新型在直流電動機測量功率的基礎上增加了測量電動機力矩波動值的功能，同時又開創(chuàng)了測量電動機磁滯力矩值的功能，為提升電動機制造水平以及實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能等方面提供了測試技術上的支持。
文檔編號G01L3/12GK202092808SQ201120123070
公開日2011年12月28日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權日2011年4月22日
發(fā)明者馬波 申請人:西安航志機電設備科技有限公司