本發(fā)明涉及直線電機技術領域，尤其涉及一種直線電機反電勢系數(shù)的測量裝置及測量方法。

背景技術：

在直線電機設計和使用時有許多參數(shù)，其中，反電勢系數(shù)是一個重要的指標，它關系到電機的性能和控制器的正確設計。因此，在電機制作完成后需要準確的測量。

目前，主要有以下兩種方式實現(xiàn)對直線電機的反電勢系數(shù)的測量，一種是種是利用反電勢系數(shù)與推力常數(shù)在數(shù)值上相等的原理，將反電勢系數(shù)轉化為推力常數(shù)來進行測量。其測量方法如下：將直線電機固定在水平面上，給直線電機通入一定大小的直流電，并測量運動組件的偏移距離x；由于直線電機上有諧振彈簧，根據(jù)胡克定律fx＝kx*x求出直線電機上諧振彈簧的彈簧力，其中，kx是彈簧的彈性系數(shù)，x是測得的運動組件的偏移量；根據(jù)力的平衡得到，電磁力與彈簧力相等，從而得到反電勢系數(shù)。另一種是采用聯(lián)軸器將兩臺電機連起來，用一臺電機拖動另一臺電機轉動，這樣在被拖電機兩端就會形成反電勢，用示波器記錄該反電勢波形，測出其幅值或有效值e，根據(jù)運行頻率和行程得到速度v，利用反電勢系數(shù)計算公式即可計算出反電勢系數(shù)的值。上述兩種方法雖然能夠測量得到直線電機的反電勢常數(shù)，但第一種方法是受直線電機上諧振彈簧質量的影響較大，如果彈簧線性度不好會影響測量結果，此外，直線電機通直流電測試時會產(chǎn)生較大的熱量，也會影響測量反電勢 系數(shù)的準確性；第二種方法雖然能夠計算出一個周期內(nèi)的反電勢系數(shù)的平均值，但無法得到某一微小行程變化范圍內(nèi)的反電勢系數(shù)值。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種直線電機反電勢系數(shù)的測量裝置及測量方法，以實現(xiàn)準確測量某一時刻直線電機反電勢系數(shù)的目的。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種直線電機反電勢系數(shù)的測量裝置，包括：

主動電機、被動電機、聯(lián)軸器和具有積分運算功能的示波器；

所述主動電機與所述被動電機均為直線電機，所述主動電機與被動電機設置在同一平面上，且所述主動電機的轉軸與所述被動電機的轉軸處于同一直線上且通過聯(lián)軸器連接，所述主動電機用于帶動所述被動電機轉動；

所述示波器與所述被動電機相連接，用于獲取被動電機的反電勢波形和位移波形，并根據(jù)積分運算功能，對選取的位移內(nèi)的反電勢波形進行積分運算，以測量所述被動電機的反電勢系數(shù)。進一步的，所述示波器的第一探頭與所述被動電機的兩相的兩端連接，用于獲取被動電機的反電勢波形。

進一步的，所述示波器的第二探頭與所述被動電機的位移傳感器連接，用于獲取被動電機的位移波形。

更進一步的，所述測量裝置還包括：

控制器，所述控制器與所述主動電機連接，所述控制器用于控制所述主動電機轉動，以便在所述主動電機的轉動過程中帶動所述被動電機轉動。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種直線電機反電勢系數(shù)的測量方法，由上述實施例提供的直線電機反電勢系數(shù)的測量裝置來執(zhí)行，所述方法包括：

將主動電機和被動電機放置在同一平面上，且使所述主動電機的轉軸和被動電機的轉軸位于同一直線上；

通過聯(lián)軸器連接主動電機的轉軸和被動電機的轉軸，以使得主動電機能夠帶動被動電機轉動；

連接被動電機與示波器，啟動主動電機以帶動所述被動電機轉動；

通過示波器獲取被動電機的反電勢波形和位移波形；

根據(jù)示波器的積分運算功能，對選取的位移內(nèi)的反電勢波形進行積分運算；

根據(jù)積分運算結果和選取的位移計算得到所述被動電機的反電勢系數(shù)。

進一步的，所述通過示波器獲取被動電機的反電勢波形和位移波形，包括：

將示波器的第一探頭與所述被動電機的兩相的兩端連接，用于獲取被動電機的反電勢波形；

將示波器的第二探頭與所述被動電機的位移傳感器連接，用于獲取被動電機轉子的位移。

進一步的，所述啟動主動電機，包括：

通過控制器控制所述主動電機啟動。

更進一步的，所述根據(jù)積分運算結果和選取的位移計算得到所述被動電機的反電勢系數(shù)，包括：

通過公式計算得到所述被動電機的反電勢系數(shù)。其中e為反電勢值，所述x為轉子的位移。

本發(fā)明實施例提供的直線電機反電勢系數(shù)的測量裝置及測量方法，通過主 動電機在啟動時帶動被動電機轉動,利用具有積分運算功能的示波器對被動電機的反電勢進行計算,能夠準確的測量出被動電機的瞬時反電勢值,減少由于電機發(fā)熱對測量結果的影響,并可以得到微小行程變化范圍內(nèi)的反電勢系數(shù)值。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的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是本發(fā)明實施例一提供的直線電機反電勢系數(shù)的測量裝置的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例一提供的直線電機反電勢系數(shù)的測量裝置中主動電機與被動電機連接示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例二提供的直線電機反電勢系數(shù)的測量方法的流程示意圖。

圖中的附圖標記所分別指代的技術特征為：

1、主動電機；2、被動電機；3、示波器；

4、控制器；5、聯(lián)軸器。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關的部分而非全部內(nèi)容。

實施例一

圖1是本發(fā)明實施例一提供的直線電機反電勢系數(shù)的測量裝置的結構示意圖，圖2是本發(fā)明實施例一提供的直線電機反電勢系數(shù)的測量裝置中主動電機與被動電機連接示意圖。參見圖1和圖2，本實施例提供的直線電機反電勢系數(shù)的測量裝置,包括:主動電機1、被動電機2、聯(lián)軸器5和具有積分運算功能的示波器3；其中主動電機1與所述被動電機2均為直線電機，所述主動電機1與被動電機2設置在同一平面上，且所述主動電機1的轉軸與所述被動電機的轉軸2處于同一直線上且通過聯(lián)軸器5連接，所述主動電機1用于帶動所述被動電機2轉動；所述示波器3與所述被動電機2相連接，用于獲取被動電機2的反電勢波形和位移波形，并根據(jù)積分運算功能，對選取的位移內(nèi)的反電勢波形進行積分運算，以測量所述被動電機2的反電勢系數(shù)。

根據(jù)電磁定律，當磁場變化時，附近的導體會產(chǎn)生感應電動勢，其方向符合法拉第定律和楞次定律，與原先加在線圈兩端的電壓正好相反。這個電壓就是反電勢。在直線電機旋轉時,電樞繞組內(nèi)部切割磁力線所感應的電動勢相對于轉速的比例系數(shù),為反電勢系數(shù)。由于每個型號的直線電機規(guī)格、尺寸和系數(shù)不同，反電勢系數(shù)也不同。在本實施例中，可以采用兩臺同樣型號待測量直線電機作為主動電機1和被動電機2。，也可以采用不同型號的的直線電機作為主動電機1和被動電機2。主動電機1的主軸與被動電機2的主軸相連接，主動電機1帶動被動電機2轉動，被動電機2所產(chǎn)生的電動勢即為待測量直線電機的反電勢。利用與被動電機2連接的示波器，能夠測量被動電機2所產(chǎn)生的反電勢波形。在本實施例中，所述示波器具有積分運算功能，能夠根據(jù)用戶的需要選取任意位移內(nèi)的反電勢波形進行積分運算。由于反電勢系數(shù)計算公式對 公式進行變換可以得到∫edt＝∫k0dx＝k0∫dx，其中，e為反電勢的值，x是轉子的位移，k0是反電勢系數(shù)。由上述公式可得到反電勢系數(shù)的計算公式即示波器3在選取任意位移內(nèi)的反電勢波形進行積分運算的結果和被動電機轉子的位移計算得到任意一段距離δx內(nèi)的反電勢系數(shù)。

在本實施例中，所述直線電機反電勢系數(shù)的測量裝置還包括：控制器4，所述控制器4與所述主動電機1連接，以便在所述主動電機1的轉動過程中帶動所述被動電機2轉動。使用者通過控制器能夠準確地控制主動電機1轉子位移，使被動電機2轉子轉動使用者所期望的位移。

在進行電動勢系數(shù)測量時，需要將主動電機1和被動電機2放置在同一個平面上，示例性的，可以將主動電機1和被動電機2放置在與地面平行的平整工作臺上，以使得主動電機1在帶動被動電機2轉動時，避免由于重力的影響而使得運動組件產(chǎn)生摩擦，進而影響到測量的精度。此外，還需將主動電機1的轉軸與所述被動電機2的轉軸設置于同一直線上，并通過聯(lián)軸器5將主動電機1的轉軸與被動電機2的轉軸連接在一起。避免在主動電機1帶動被動電機2轉動時發(fā)生運動組件摩擦，導致零部件損壞等問題。同時，應選擇質量較高的聯(lián)軸器5連接主動電機1的轉軸與被動電機2的轉軸，如果聯(lián)軸器5的質量不好，會導致主動電機1和被動電機2運動不同步，嚴重影響測量結果。甚至會產(chǎn)生側向力，導致運動部件摩擦損壞。

在本實施例的一個優(yōu)選方式中，示波器5包括兩個探頭，探頭是連接被測電路與示波器輸入端的電子部件。其中，第一探頭與被動電機2的兩相的兩端連接，在被動電機2轉動時，能夠獲取到被動電機2的反電勢波形，并顯示在示波器的屏幕上。第二探頭與被動電機2的位移傳感器連接，示例性的，位移 傳感器可采用霍爾元件，霍爾元件是應用霍爾效應的半導體。可測定直線電機中轉子轉速。第二探頭通過與霍爾元件的連接，能夠在被動電機2轉動時，獲取被動電機2的轉子位移波形。

本發(fā)明實施例提供的直線電機反電勢系數(shù)的測量裝置，通過主動電機帶動被動電機轉動,利用具有積分運算功能的示波器對被動電機的反電勢進行計算,能夠準確的測量出被動電機的瞬時反電勢值,減少由于電機發(fā)熱對測量結果的影響,并可以得到微小行程變化范圍內(nèi)的反電勢系數(shù)值。

實施例二

圖3是本發(fā)明實施例二提供的直線電機反電勢系數(shù)的測量方法的流程示意圖，本實施例所提供的直線電機反電勢系數(shù)的測量方法，采用上述實施例提供的直線電機反電勢系數(shù)的測量裝置來執(zhí)行。

參見圖3，所述直線電機反電勢系數(shù)的測量方法，包括：

步驟210，將主動電機和被動電機放置在同一平面上，且使所述主動電機的轉軸和被動電機的轉軸位于同一直線上。

示例性的，可以將主動電機和被動電機放置在與地面平行的平整工作臺上，以使得主動電機在帶動被動電機轉動時，能夠不受重力的影響。此外，還需將主動電機的轉軸與所述被動電機的轉軸設置于同一直線上，避免在主動電機帶動被動電機轉動時發(fā)生運動組件摩擦，導致零部件損壞等問題。

步驟220，通過聯(lián)軸器連接主動電機的轉軸和被動電機的轉軸，以使得主動電機能夠帶動被動電機轉動。

應選擇質量較高的聯(lián)軸器連接主動電機的轉軸與被動電機的轉軸，如果聯(lián)軸器的質量不好，會導致主動電機和被動電機運動不同步，嚴重影響測量結 果。甚至可能會產(chǎn)生側向力，導致運動部件摩擦損壞。

步驟230，連接被動電機與示波器，啟動主動電機以帶動所述被動電機轉動。

將具有積分運算功能的示波器與被動電機連接，具體的，將示波器的第一探頭與被動電機的兩相的兩端連接，將第二探頭與被動電機的位移傳感器連接。在連接完成后，啟動主動電機，以使得主動電機以帶動被動電機轉動。此外，可以通過控制器啟動主動電機，可以準確地控制主動電機轉子位移，并準確帶動被動電機轉子轉動相應的位移。

步驟240，通過示波器獲取被動電機的反電勢波形和位移波形。

示波器的第一探頭與被動電機的兩相的兩端連接，在被動電機轉動時，能夠獲取到被動電機的反電勢波形，并顯示在示波器的屏幕上。示波器第二探頭與被動電機的位移傳感器連接，示例性的，可采用霍爾元件作為位移傳感器?；魻栐菓没魻栃陌雽w。可用于電機中測定轉子轉速。第二探頭通過與霍爾元件的連接，能夠在被動電機轉動時，獲取被動電機的轉子位移波形。

步驟250，根據(jù)示波器的積分運算功能，對選取的位移內(nèi)的反電勢波形進行積分運算。

示波器具有積分運算功能，能夠根據(jù)用戶的需要選取任意位移內(nèi)的反電勢波形進行積分運算。

步驟260，根據(jù)積分運算結果和選取的位移計算得到所述被動電機的反電勢系數(shù)。

由于反電勢系數(shù)計算公式對公式進行變換可以得到 ∫edt＝∫k0dx＝k0∫dx。其中，e為反電勢的值，x是轉子的位移，k0是反電勢系數(shù)。由上述公式可得到反電勢系數(shù)的計算公式即示波器在選取任意位移內(nèi)的反電勢波形進行積分運算的結果和被動電機轉子的位移計算得到任意一段距離內(nèi)的反電勢系數(shù)。

本發(fā)明實施例提供的直線電機反電勢系數(shù)的測量方法，通過主動電機帶動被動電機轉動,利用具有積分運算功能的示波器對被動電機的反電勢進行計算,能夠準確的測量出被動電機的瞬時反電勢值,減少由于電機發(fā)熱對測量結果的影響,并可以得到微小行程變化范圍內(nèi)的反電勢系數(shù)值。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發(fā)明進行了較為詳細的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發(fā)明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權利要求范圍決定。