一種電主軸加載測試系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電主軸加載測試系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括被測電主軸、第一變頻器、加載電主軸、轉(zhuǎn)矩／轉(zhuǎn)速傳感器、第二變頻器、電參數(shù)測量儀、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀、工控機和信號采集裝置；加載電主軸與轉(zhuǎn)矩／轉(zhuǎn)速傳感器連接；被測電主軸與轉(zhuǎn)矩／轉(zhuǎn)速傳感器連接；轉(zhuǎn)矩／轉(zhuǎn)速傳感器連接轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀連接工控機；第一變頻器和第二變頻器分別連接工控機，第一變頻器連接加載電主軸；第二變頻器分別連接被測電主軸和電參數(shù)測量儀，電參數(shù)測量儀連接工控機；信號采集裝置連接工控機。本發(fā)明可模擬電主軸運行工況，為電主軸實現(xiàn)空載運行及加載運行，可完成空載特性測試、負載特性測試、損耗測試及溫升測試等。
【專利說明】一種電主軸加載測試系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)控機床高速電主軸測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種電主軸加載測試系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高速數(shù)控機床是裝備制造業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展方向之一，高速數(shù)控機床的技術(shù)水平高低是衡量一個國家制造業(yè)水平高低的標志。生產(chǎn)高質(zhì)量的電主軸，離不開電主軸性能檢測這一重要環(huán)節(jié)，它不僅保證合格的產(chǎn)品出廠，而且有利于總結(jié)生產(chǎn)過程存在的不足，為改進電主軸的性能及相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)提供依據(jù)。電主軸的主要性能包括:功率、效率(損耗)、最高轉(zhuǎn)速、振動、噪聲及溫升等。電主軸上述性能的準確檢測一直是行業(yè)內(nèi)的難題。主要原因有兩個:第一，沒有專門的檢測裝置。電主軸的轉(zhuǎn)速大多為上萬轉(zhuǎn)，有的甚至達到十幾萬轉(zhuǎn)，而且功率較大。因此對測功設(shè)備的同軸度、傳感器的精度、加載系統(tǒng)與被測系統(tǒng)的同步性以及系統(tǒng)的冷卻潤滑均有特殊要求，難以通過普通測功設(shè)備進行檢測。第二，無論哪種性能指標的檢測，出廠前都應(yīng)該完成空載及加載兩種工況下的測試，這需要專門的電主軸加載檢測裝置。目前，我國還沒有一種高性能的，適合于高速電主軸的加載系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對被測電主軸精確加載的同時，檢測電主軸的性能指標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種電主軸加載測試系統(tǒng)及方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]一種電主軸加載測試系統(tǒng)，包括被測電主軸、第一變頻器、加載電主軸、轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器、第二變頻器、電參數(shù)測量儀、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀、工控機和信號采集裝置；
[0006]所述信號采集裝置包括溫度傳感器、加速度傳感器、噪聲傳感器和位移傳感器；
[0007]所述加載電主軸與轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器通過第一聯(lián)軸器連接；
[0008]所述被測電主軸與轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器通過第二聯(lián)軸器連接；
[0009]所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端連接轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀的輸入端，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀的輸出端連接工控機的輸入端；
[0010]所述第一變頻器的輸入端和第二變頻器的輸入端分別連接工控機的控制端口，第一變頻器的輸出端連接加載電主軸；第二變頻器的不同輸出端分別連接被測電主軸和電參數(shù)測量儀的輸入端，電參數(shù)測量儀的輸出端連接工控機的輸入端；
[0011]所述信號采集裝置的各傳感器的輸出端連接工控機。
[0012]該電主軸加載測試系統(tǒng)還包括冷卻系統(tǒng),冷卻系統(tǒng)的輸入端連接工控機的控制輸出端,冷卻系統(tǒng)的兩個輸出端分別連接加載電主軸和被測電主軸，冷卻系統(tǒng)的另一個輸出端連接工控機的輸入端。
[0013]該電主軸加載測試系統(tǒng)還包括潤滑裝置，該裝置通過空壓機供應(yīng)壓縮空氣，潤滑裝置的輸入端連接工控機的控制輸出端，潤滑裝置的不同輸出端分別連接工控機的輸入端、加載電主軸和被測電主軸。
[0014]所述被測電主軸、加載電主軸、轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩傳感器均通過夾具固定在工作臺上。
[0015]所述冷卻系統(tǒng)采用水冷裝置，該裝置的供水管路設(shè)有調(diào)節(jié)冷卻水速度的可控閥。
[0016]所述潤滑裝置采用油氣潤滑裝置，該裝置的油氣管路設(shè)有調(diào)節(jié)油氣流量的調(diào)節(jié)閥。
[0017]所述將被測電主軸的夾具、加載電主軸的夾具、轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩傳感器的夾具均在底部設(shè)有導向槽，且工作臺上設(shè)有導軌，被測電主軸的夾具、加載電主軸的夾具、轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩傳感器的夾具裝配在該導軌上。
[0018]采用所述的電主軸加載測試系統(tǒng)進行電主軸加載測試的方法，包括以下步驟:
[0019]步驟1:啟動潤滑裝置中空氣壓縮機向儲氣罐充氣，待氣壓上升到設(shè)定值時，工控機控制第一變頻器和第二變頻器開始工作；
[0020]步驟2:通過工控機設(shè)定第一變頻器和第二變頻器頻率，確定加載電主軸和被測電主軸速度；步驟3:檢查潤滑裝置的油氣管路內(nèi)供油狀態(tài)是否正常，是，則進行步驟4，否則通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)油氣流量；
[0021]步驟4:檢查冷卻系統(tǒng)的冷卻水進出水是否正常，是，則進行步驟6，否則，通過可控閥調(diào)節(jié)冷卻水速度；
[0022]步驟5:轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器采集加載電主軸與被測電主軸間的轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速，并經(jīng)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀傳輸至工控機；
[0023]步驟6:電參數(shù)測量儀采集第二變頻器的電力參數(shù)，并輸出至工控機；
[0024]步驟7:工控機根據(jù)采集到的加載電主軸與被測電主軸間的轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速信號進行加載測試，即進行被測電主軸空載特性測試及被測電主軸負載特性測試；
[0025]步驟7.1:在加載電主軸與被測電主軸同步等速的旋轉(zhuǎn)條件下，電參數(shù)測量儀采集被測電主軸的定子電壓和定子電流，并傳輸至工控機，結(jié)合轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩儀的測量結(jié)果，計算獲得被測電主軸的效率、輸入功率和輸出功率，即得到被測電主軸空載特性；
[0026]步驟7.2:降低加載電主軸轉(zhuǎn)速，使被測電主軸處于負載狀態(tài)，此時，電參數(shù)測量儀采集被測電主軸的定子電壓和定子電流，并傳輸至工控機，結(jié)合轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩儀的測量結(jié)果，計算獲得被測電主軸的效率、輸入功率和輸出功率，即得到被測電主軸負載特性；
[0027]步驟8:進行被測電主軸與加載電主軸的空載損耗測試；
[0028]步驟8.1:將被測電主軸與加載電主軸分離開，關(guān)閉加載電主軸的變頻器，啟動被測電主軸，并設(shè)定被測電主軸轉(zhuǎn)速、工作頻率、冷卻系統(tǒng)的冷卻水溫、冷卻水流速、潤滑系統(tǒng)的油氣流量；
[0029]步驟8.2:電參數(shù)測量儀采集被測電主軸的定子電壓和定子電流，并傳輸至工控機，計算獲得被測電主軸的輸入功率P3mi ；
[0030]步驟8.3:將被測電主軸與加載電主軸連接，在不改變工況參數(shù)情況下，啟動被測電主軸，電參數(shù)測量儀采集被測電主軸的定子電壓和定子電流，并傳輸至工控機，計算獲得此時被測電主軸的輸入功率P 測1 ；
[0031]步驟8.4:將被測電主軸的排線接到加載電主軸，設(shè)定加載電主軸的工況參數(shù)與被測電主軸相同，通過第一變頻器采集加載電主軸的輸入功率P J12 ；
[0032]步驟8.5:將被測電主軸與加載電主軸分離，在不改變工況參數(shù)情況下，第一變頻器測得加載電主軸的輸入功率P ' ?] !；
[0033]步驟8.6:計算加載電主軸的風阻摩擦損耗和被測電主軸的風阻摩擦損耗；
[0034]加載電主軸的風阻摩擦損耗為被測電主軸連接加載電主軸時的被測電主軸輸入功率與被測電主軸與加載電主軸分離開時被測電主軸的輸入功率之差，Lwfi=Pm2-Pmi ；
[0035]被測電主軸的風阻摩擦損耗為被測電主軸連接加載電主軸時的加載電主軸輸出功率與被測電主軸與加載電主軸分離開時加載電主軸的輸出功率之差，Lwf2=P' }Λ2-Ρ'.1;
[0036]步驟9:進行被測電主軸加載損耗測試；
[0037]步驟9.1:連接被測電主軸與加載電主軸，啟動第一變頻器，啟動并檢查冷卻系統(tǒng)與潤滑裝置的正常工作；
[0038]步驟9.2:設(shè)定加載電主軸的運行頻率，加載電主軸運行穩(wěn)定后，設(shè)定負載和工況參數(shù)，并測得被測電主軸的電流I1、輸入功率P負!和輸出功率Pai;
[0039]步驟9.3使被測電主軸空載，設(shè)定目標轉(zhuǎn)速，以改變工況參數(shù)，即改變被測電主軸頻率和負載大小，并測得被測電主軸在不同頻率、不同負載、不同冷卻條件、不同潤滑條件下的電流In、功率P n n和輸出功率P a n;
[0040]步驟9.4:計算被測電主軸的銅損LCun=3In2R ;被測電主軸的鐵損Lironn=Piln-Lcu-Pan-Lwn-Lwf2;電阻R由測量得到；
[0041]步驟10:溫度傳感 器、加速度傳感器、噪聲傳感器和位移傳感器分別采集被測電主軸的溫度信號、振動信號、噪聲信號和位移信號，并將采集到的信號傳輸至工控機；
[0042]步驟10.1:將被測電主軸與加載電主軸連接，啟動并檢查冷卻系統(tǒng)與潤滑裝置正常工作；
[0043]步驟10.2:設(shè)定被測電主軸起始頻率和采樣間隔,啟動電主軸并運行穩(wěn)定后，設(shè)置運行工況參數(shù)；
[0044]步驟10.3:通過溫度傳感器采集被測電主軸的溫度，通過加速度傳感器采集被測電主軸的振動信號，通過噪聲傳感器采集被測電主軸的噪聲信號，通過位移傳感器采集被測電主軸的位移信號，并將各信號傳輸至工控機顯示；
[0045]步驟11:將被測電主軸空載特性測試及被測電主軸負載特性測試結(jié)果數(shù)據(jù)、空載損耗測試結(jié)果數(shù)據(jù)、被測電主軸加載損耗測試結(jié)果數(shù)據(jù)傳輸至工控機顯示。
[0046]有益效果:
[0047]本發(fā)明的電主軸加載測試系統(tǒng)可模擬高速電主軸運行工況，為電主軸實現(xiàn)空載運行及加載運行，利用該系統(tǒng)可實驗研究控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速、載荷、潤滑條件等因素對電主軸性能的影響。檢測電主軸空、負載條件下的溫升特性、調(diào)速負載特性、動靜態(tài)特性等。從所測特性可以分析出電主軸性能上存在的不足，從而優(yōu)化電主軸的設(shè)計。
[0048]本發(fā)明的電主軸加載測試系統(tǒng)，運行轉(zhuǎn)速高、低損耗、高效率。被測電主軸功率大、適應(yīng)面廣(可應(yīng)用于各種型號的電主軸性能測試)。檢測范圍廣，可實現(xiàn)電主軸的輸入電壓、電流、輸入功率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率及效率等參數(shù)測試的同時，可完成空載特性測試、負載特性測試、損耗測試及溫升測試。同時，也可以通過該裝置完成電主軸加載后的其它性能，如振動性能等。
【專利附圖】

【附圖說明】[0049]圖1為本發(fā)明【具體實施方式】的電主軸加載測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0050]圖2為本發(fā)明【具體實施方式】的夾具與工作臺連接示意圖；
[0051]圖3為本發(fā)明【具體實施方式】的被測電主軸負載特性測試結(jié)果曲線圖；
[0052]其中，1-加載電主軸夾具，2-轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器夾具，3-導軌，4-被測電主軸夾具，5-工作臺。
【具體實施方式】
[0053]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細說明。
[0054]如圖1所示的電主軸加載測試系統(tǒng)，包括被測電主軸、第一變頻器、加載電主軸、轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器、第二變頻器、電參數(shù)測量儀、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀、工控機和信號采集裝置。
[0055]本實施方式中，加載電主軸的型號為170MD30Q32H，被測電主軸的型號為170SD30SY，加載電主軸的功率高于被測電主軸功率30 %，轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩傳感器的型號為4503A20H，電參數(shù)測量儀型號為TW230，工控機的型號為IPC-810B，工控機通過與兩個變頻器聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)加載電主軸與被測電主軸同步啟動。轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀采用型號為4700AP100的放大顯示儀器。
[0056]信號采集裝置包括溫度傳感器TC-2008、加速度傳感器、噪聲傳感器和位移傳感器；傳感器安裝的方法不固定。加速度傳感器可以是靠磁力吸附在被測電主軸上，位移傳感器是非接觸的，固定在被測電主軸上，溫度傳感器粘貼在電主軸上。信號采集裝置的各傳感器的輸出端連接工控機。
[0057]加載電主軸與轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器通過第一聯(lián)軸器連接，被測電主軸與轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器通過第二聯(lián)軸器連接；第一聯(lián)軸器和第二聯(lián)軸器的型號均為9690-62-000。
[0058]轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端連接轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀的輸入端，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀的輸出端連接工控機的輸入端；第一變頻器的輸入端和第二變頻器的輸入端分別連接工控機的控制端口，第一變頻器的輸出端連接加載電主軸；第二變頻器的不同輸出端分別連接被測電主軸和電參數(shù)測量儀的輸入端，電參數(shù)測量儀的輸出端連接工控機的輸入端。
[0059]電主軸加載測試系統(tǒng)還包括冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)采用水冷裝置實現(xiàn)定子冷卻，且水溫可控，該裝置的供水管路設(shè)有調(diào)節(jié)冷卻水速度的可控閥，通過調(diào)整閥門開啟程度，調(diào)整冷卻水速度，并且可以通過溫度傳感器、流量傳感器分別獲得冷卻系統(tǒng)的溫度和冷卻水流量。冷卻系統(tǒng)的輸入端連接工控機的控制輸出端，冷卻系統(tǒng)的兩個輸出端分別連接加載電主軸和被測電主軸，冷卻系統(tǒng)的另一個輸出端連接工控機的輸入端。
[0060]電主軸加載測試系統(tǒng)還包括潤滑裝置，潤滑裝置采用油氣潤滑裝置實現(xiàn)轉(zhuǎn)子潤滑，該裝置的油氣管路設(shè)有調(diào)節(jié)油氣流量的調(diào)節(jié)閥，潤滑系統(tǒng):空壓機、干燥機、閥門、油氣混合裝置、閥門、流量傳感器。該裝置通過空壓機供應(yīng)壓縮空氣，潤滑裝置的輸入端連接工控機的控制輸出端，潤滑裝置的不同輸出端分別連接工控機的輸入端、加載電主軸和被測電主軸。
[0061]如圖2所示，被測電主軸、加載電主軸、轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩傳感器均通過夾具固定在工作臺5上，為保證被測電主軸、加載電主軸及轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩傳感器的同軸度，被測電主軸夾具4、加載電主軸夾具1、轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩傳感器夾具2均在底部設(shè)有導向槽，且工作臺5上設(shè)有導軌3，被測電主軸夾具4、加載電主軸夾具1、轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩傳感器夾具2裝配在該導軌3上，通過導軌3的直線度保證三者之間的同軸度，以適應(yīng)測試時高速運行的要求。
[0062]采用上述的電主軸加載測試系統(tǒng)進行電主軸加載測試的方法，包括以下步驟:
[0063]步驟1:啟動潤滑裝置中空氣壓縮機向儲氣罐充氣，待氣壓上升到設(shè)定值時，工控機控制第一變頻器和第二變頻器開始工作；
[0064]步驟2:通過工控機設(shè)定第一變頻器和第二變頻器頻率，確定加載電主軸和被測電主軸速度；步驟3:檢查潤滑裝置的油氣管路內(nèi)供油狀態(tài)是否正常，是，則進行步驟4，否則通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)油氣流量；
[0065]步驟4:檢查冷卻系統(tǒng)的冷卻水進出水是否正常，是，則進行步驟6，否則，通過可控閥調(diào)節(jié)冷卻水速度；
[0066]步驟5:轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器采集加載電主軸與被測電主軸間的轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速，并經(jīng)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀傳輸至工控機；
[0067]步驟6:電參數(shù)測量儀采集第二變頻器的電力參數(shù)，并輸出至工控機；
[0068]步驟7:工控機根據(jù)采集到的加載電主軸與被測電主軸間的轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速信號進行加載測試，即進行被測電主軸空載特性測試及被測電主軸負載特性測試；
[0069]加載過程中，可以通過控制加載電主軸供電頻率，降低加載電主軸轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)對被測電主軸加載，可以改變加載電主軸與被測電主軸間的轉(zhuǎn)速差，實現(xiàn)載荷不同的加載方案；
[0070]步驟7.1:在加載電主軸與被測電主軸同步等速的旋轉(zhuǎn)條件下，電參數(shù)測量儀采集被測電主軸的定子電壓和定子電流，并傳輸至工控機，結(jié)合轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩儀的測量結(jié)果，計算獲得被測電主軸的效率、輸入功率和輸出功率，即得到被測電主軸空載特性；
[0071]步驟7.2:降低加載電主軸轉(zhuǎn)速，使被測電主軸處于負載狀態(tài)，此時，電參數(shù)測量儀采集被測電主軸的定子電壓和定子電流，并傳輸至工控機，結(jié)合轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩儀的測量結(jié)果，計算獲得被測電主軸的效率、輸入功率和輸出功率，即得到被測電主軸負載特性，結(jié)果見表I ;被測電主軸負載特性中的空載點、堵轉(zhuǎn)點、最大轉(zhuǎn)矩點、最大輸出點、最大功率點、額定點的負載測試結(jié)果見表2 ;負載測試結(jié)果曲線如圖3所示。
[0072]表I被測電主軸負載特性測試結(jié)果
[0073]特性參數(shù):333.3Hz
[0074]報告序號:162007
[0075]
【權(quán)利要求】
1.一種電主軸加載測試系統(tǒng)，包括被測電主軸，其特征在于:還包括第一變頻器、加載電主軸、轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器、第二變頻器、電參數(shù)測量儀、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀、工控機和信號采集裝置； 所述信號采集裝置包括溫度傳感器、加速度傳感器、噪聲傳感器和位移傳感器； 所述加載電主軸與轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器通過第一聯(lián)軸器連接； 所述被測電主軸與轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器通過第二聯(lián)軸器連接； 所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端連接轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀的輸入端，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀的輸出端連接工控機的輸入端； 所述第一變頻器的輸入端和第二變頻器的輸入端分別連接工控機的控制端口，第一變頻器的輸出端連接加載電主軸；第二變頻器的不同輸出端分別連接被測電主軸和電參數(shù)測量儀的輸入端，電參數(shù)測量儀的輸出端連接工控機的輸入端； 所述信號采集裝置的各傳感器的輸出端連接工控機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電主軸加載測試系統(tǒng)，其特征在于:還包括冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)的輸入端連接工控機的控制輸出端，冷卻系統(tǒng)的兩個輸出端分別連接加載電主軸和被測電主軸，冷卻系統(tǒng)的另一個輸出端連接工控機的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電主軸加載測試系統(tǒng)，其特征在于:還包括潤滑裝置，該裝置通過空壓機供應(yīng)壓縮空氣，潤滑裝置的輸入端連接工控機的控制輸出端，潤滑裝置的不同輸出端分別連接工控機的輸入端、加載電主軸和被測電主軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電主軸加載測試系統(tǒng),其特征在于:所述被測電主軸、加載電主軸、轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩傳感器均通過夾具固定在工作臺上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電主軸加載測試系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻系統(tǒng)采用水冷裝置，該裝置的供水管路設(shè)有調(diào)節(jié)冷卻水速度的可控閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電主軸加載測試系統(tǒng)，其特征在于:所述潤滑裝置采用油氣潤滑裝置，該裝置的油氣管路設(shè)有調(diào)節(jié)油氣流量的調(diào)節(jié)閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電主軸加載測試系統(tǒng)，其特征在于:所述將被測電主軸的夾具、加載電主軸的夾具、轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩傳感器的夾具均在底部設(shè)有導向槽，且工作臺上設(shè)有導軌，被測電主軸的夾具、加載電主軸的夾具、轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩傳感器的夾具裝配在該導軌上。
8.采用權(quán)利要求1所述的電主軸加載測試系統(tǒng)進行電主軸加載測試的方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:啟動潤滑裝置中空氣壓縮機向儲氣罐充氣，待氣壓上升到設(shè)定值時，工控機控制第一變頻器和第二變頻器開始工作； 步驟2:通過工控機設(shè)定第一變頻器和第二變頻器頻率，確定加載電主軸和被測電主軸速度； 步驟3:檢查潤滑裝置的油氣管路內(nèi)供油狀態(tài)是否正常，是，則進行步驟4，否則通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)油氣流量； 步驟4:檢查冷卻系統(tǒng)的冷卻水進出水是否正常，是，則進行步驟5，否則，通過可控閥調(diào)節(jié)冷卻水速度； 步驟5:轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器采集加載電主軸與被測電主軸間的轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速，并經(jīng)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀傳輸至工控機；步驟6:電參數(shù)測量儀采集第二變頻器的電力參數(shù)，并輸出至工控機； 步驟7:工控機根據(jù)采集到的加載電主軸與被測電主軸間的轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速信號進行加載測試，即進行被測電主軸空載特性測試及被測電主軸負載特性測試； 步驟7.1:在加載電主軸與被測電主軸同步等速的旋轉(zhuǎn)條件下，電參數(shù)測量儀采集被測電主軸的定子電壓和定子電流，并傳輸至工控機，結(jié)合轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩儀的測量結(jié)果，計算獲得被測電主軸的效率、輸入功率和輸出功率，即得到被測電主軸空載特性； 步驟7.2:降低加載電主軸轉(zhuǎn)速，使被測電主軸處于負載狀態(tài)，此時，電參數(shù)測量儀采集被測電主軸的定子電壓和定子電流，并傳輸至工控機，結(jié)合轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩儀的測量結(jié)果，計算獲得被測電主軸的效率、輸入功率和輸出功率，即得到被測電主軸負載特性； 步驟8:進行被測電主軸與加載電主軸的空載損耗測試； 步驟8.1:將被測電主軸與加載電主軸分離開，關(guān)閉加載電主軸的變頻器，啟動被測電主軸，并設(shè)定被測電主軸轉(zhuǎn)速、工作頻率、冷卻系統(tǒng)的冷卻水溫、冷卻水流速、潤滑系統(tǒng)的油氣流量； 步驟8.2:電參數(shù)測量儀采集被測電主軸的定子電壓和定子電流，并傳輸至工控機，計算獲得被測電主軸的輸入功率P.!; 步驟8.3:將被測電主軸與加載電主軸連接，在不改變工況參數(shù)情況下，啟動被測電主軸，電參數(shù)測量儀采集被測電主軸的定子電壓和定子電流，并傳輸至工控機，計算獲得此時被測電主軸的輸入功率P ?] 2 ； 步驟8.4:將被測電主軸的排線接到加載電主軸，設(shè)定加載電主軸的工況參數(shù)與被測電主軸相同，通過第一變頻器采集加載電主軸的輸入功率P J12 ；` 步驟8.5:將被測電主軸與加載電主軸分離，在不改變工況參數(shù)情況下，第一變頻器測得加載電主軸的輸入功率P ' ?] !； 步驟8.6:計算加載電主軸的風阻摩擦損耗和被測電主軸的風阻摩擦損耗； 加載電主軸的風阻摩擦損耗為被測電主軸連接加載電主軸時的被測電主軸輸入功率與被測電主軸與加載電主軸分離開時被測電主軸的輸入功率之差，Lwfi=Pm2-Pmi ； 被測電主軸的風阻摩擦損耗為被測電主軸連接加載電主軸時的加載電主軸輸出功率與被測電主軸與加載電主軸分離開時加載電主軸的輸出功率之差，Lwf2=P' }Λ2-Ρ'.1; 步驟9:進行被測電主軸加載損耗測試； 步驟9.1:連接被測電主軸與加載電主軸，啟動第一變頻器，啟動并檢查冷卻系統(tǒng)與潤滑裝置的正常工作； 步驟9.2:設(shè)定加載電主軸的運行頻率，加載電主軸運行穩(wěn)定后，設(shè)定負載和工況參數(shù)，并測得被測電主軸的電流I1輸入功率P負!和輸出功率Pai; 步驟9.3使被測電主軸空載，設(shè)定目標轉(zhuǎn)速，以改變工況參數(shù)，即改變被測電主軸頻率和負載大小，并測得被測電主軸在不同頻率、不同負載、不同冷卻條件、不同潤滑條件下的電流In、功率P $ n和輸出功率P ^ n ; 步驟9.4:計算被測電主軸的銅損LCm=3In2R ；被測電主軸的鐵損Lironn=P負n_LCu_P出n-LWF1-Lwf2 ;電阻R由測量得到； 步驟10:溫度傳感器、加速度傳感器、噪聲傳感器和位移傳感器分別采集被測電主軸的溫度信號、振動信號、噪聲信號和位移信號，并將采集到的信號傳輸至工控機；步驟10.1:將被測電主軸與加載電主軸連接，啟動并檢查冷卻系統(tǒng)與潤滑裝置正常工作； 步驟10.2:設(shè)定被測電主軸起始頻率和采樣間隔，啟動電主軸并運行穩(wěn)定后，設(shè)置運行工況參數(shù)； 步驟10.3:通過溫度傳感器采集被測電主軸的溫度，通過加速度傳感器采集被測電主軸的振動信號，通過噪聲傳感器采集被測電主軸的噪聲信號，通過位移傳感器采集被測電主軸的位移信號，并將各信號傳輸至工控機顯示； 步驟11:將被測電主軸空載特性測試及被測電主軸負載特性測試結(jié)果數(shù)據(jù)、空載損耗測試結(jié)果數(shù)據(jù)、被測電主 軸加載損耗測試結(jié)果數(shù)據(jù)傳輸至工控機顯示。
【文檔編號】G01M13/00GK103592112SQ201310522511
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月27日
【發(fā)明者】張麗秀, 吳玉厚, 張珂 申請人:沈陽建筑大學