专利名称：一种基于柔性铰链的对拖加载低速电机测试设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电机测试设备，具体地说，是一种基于柔性铰链的对拖加载低速电机测试设备。
背景技术：
电机试验是对电机装配质量及技术性能综合评价的重要环节，是电机制造和生产的重要工序，对于确认电机的质量和性能指标是必不可少的重要步骤。传统的试验设备和方法由于操作时间长，需观测的仪器多，人工读取测试数据和进行数据分析、计算，在一定程度上影响了电机试验的质量和精度。普通的电机测试平台只是用于测试被测电机的电参数和主要静态参数，不易调整负载，不能进行动态转矩加载，体积较大，应用范围有局限性。现在广泛采用的电机测试技术和电机测试平台中比较常用的负载模式为电涡流加载器或磁粉加载器测功机。在公告号为CN201804091U的专利中公开了一种负载为电涡流加载器的电机测试平台。采用电涡流加载器或磁粉加载器作为负载进行电机测试时，在低速状态将不可避免地产生较大幅度的转矩波动，甚至会发生磁滞现象导致规律化的转矩大幅度波动，对于低速电机的测试结果将产生严重的不利影响；因此采用电涡流加载器或磁粉加载器的测试平台在低速电机的测试中表现不尽入人意。此外，同类测试设备中广泛采用的转矩转速测量仪器成本高昂，在高转矩测试精度要求下需要极大地增加成本，因此在较低成本下获得较好的转矩测试精度也是改进的方向之一。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明旨在解决传统电机测试平台在低速状态结果不理想和采用转矩转速测量仪器成本高昂的问题。根据本发明提供的对拖加载低速电机测试装置，包括底座，还包括依次连接的被拖电机、第一联轴器、柔性铰链结构、第二联轴器、被测电机，所述被拖电机和被测电机设置于所述底座上，所述被拖电机作为负载，其中，所述柔性铰链结构为能够在扭转力矩发生时测量形变的圆柱型空心带横隔柔性铰链结构。优选地，还包括应变片，其中，所述应变片贴在所述柔性铰链结构上，所述应变片用于测定电机转矩。优选地，所述被拖电机包括旋转编码器或光栅结构，用于测定电机转速。优选地，还包括设置于所述底座上的电气模块，其中，所述电气模块包括如下任一个或任多个装置-用于测定所述被拖电机和被测电机电流、电压变化的传感器及其对应的测试电路；-与所述旋转编码器或光栅对应的驱动解码电路；-和被拖电机连接用于动态改变负载的滑动变阻器；
-测试电路电源；-RS232通讯接口，用于与PC机软件进行通讯并传输实时显示测试状态。柔性铰链机构，是指在外力或力矩作用下，利用弹性材料微小变形及其自回复的特性，形成的一种特殊的运动副形式，较之传统的刚性铰链机构，有很多优点，如没有机械摩擦，具有超高的位移分辨率，结构简单，装配方便，无需润滑，环境友好等。所谓对拖电机实验是指电机试验时，将两台功率合适的电机在机械上和电气上相互连接，其中一台电机作为电动机运行，而另一台作为发电机运行。两台电机的损耗由线路电源或升压机供给。在对拖实验时，在作为发电机运行的电机绕组上串接滑动变阻器，就可以方便地实现对被测电机拖动负载的变化，是一种极佳的电机测试加载方式，与传统的电涡流加载和磁粉加载模式相比有着能够连续加载，负载和调整范围大，施加负载稳定波动小等明显的优势。本发明相对于传统的电机测试设备有着明显的优势(I)采用柔性铰链结构用于测定电机的输出力矩，成本低廉，加工制造方便，尺寸可在合适的范围内调整，应用范围广，且测量结果精确；(2)采用对拖电机加载模式，加载稳定，波动极小，适用于低速到高速的全部转速范围；(3)克服了传统设备只能测定静态参数和少量电参数，转矩调整不便的缺点，可同时动态测定电机的转速转矩，电压电流，效率等大量参数；(4)测试平台体积小，使用方便，应用工范围广泛；(5)可与PC机软件通讯，可方便快捷的进行后续数据处理。
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显图1是根据本发明提供的基于柔性铰链的对拖加载低速电机测试设备的结构示意图；图2是图1所示基于柔性铰链的对拖加载低速电机测试设备中柔性铰链结构的放大示意图。图中I为底座；2为被拖电机；3为柔性铰链结构；4为被测电机；5为第一联轴器；6为第二联轴器；7为电气模块；8为柔性铰链和第一联轴器的连接端；9为柔性铰链和第二联轴器的连接端；10为应变片。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。如图1所示。本发明所提供的基于柔性铰链的对拖加载低速电机测试设备，包括底座I和柔性铰链结构3，底座I上设有作为负载的被拖电机2和，被拖电机2本身包含旋转编码器或光栅结构，用于测定电机转速；柔性铰链结构3用于测定电机转矩，柔性铰链结构3上贴附应变片10，用于测定电机转矩。通过第一联轴器5将被拖电机2、柔性铰链结构3的一段8连接起来，再通过第二联轴器6将柔性铰链结构3的另一端9和被测电机4连接起来。为了完整正确地测定被测电机的各项动态参数，所述底座I上还设置了电气模块7，电气模块7包括如下装置-用于测定电流、电压变化的传感器和其对应的测试电路；-与旋转编码器或光栅的对应的驱动解码电路；-和被拖电机连接用于动态改变负载的滑动变阻器；-测试电路电源等。电气模块7上设有RS232通讯接口，通过该接口与PC机软件进行通讯并实时显示测试状态。测试时，令被测电机4以目标速度转动，此时调整电气模块7中的滑动变阻器即可实现对被测电机4的变负载加载。通过电气模块7上的RS232通讯接口连接PC后，通过数据通讯即可得到大量的实时的关于被测电机4性能的测试数据，具体为(I)通过读取应变片(包括图中可见的应变片10和其余贴附于柔性铰链结构3上的在图中不可见的应变片)的电压变化值可通过简单计算得出当前被测电机4的事实输出转矩情况；(2)通过电气模块7中的解码电路可以解码被拖电机2提供的编码器信号，从而可以精确地探知被拖电机2和测试电机4的实时转速情况；(3)通过电气模块7中的电压和电流传感器，可以精确地探知被测电机4在运行时的三相电压、电流实时的变化情况。实验证明，通过改变被测电机4的目标转速和调整电气模块7种的滑动变阻器，可得到大量不同转速和负载情况下的电机测试相关数据，包括转速一转矩曲线，电机相电压、相电流曲线等。通过这些数据即可对电机性能进行全线详尽的分析。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
权利要求
1.一种对拖加载低速电机测试装置，包括底座，其特征在于，还包括依次连接的被拖电机、第一联轴器、柔性铰链结构、第二联轴器、被测电机，所述被拖电机和被测电机设置于所述底座上，所述被拖电机作为负载，其中，所述柔性铰链结构为能够在扭转力矩发生时测量形变的圆柱型空心带横隔柔性铰链结构。
2.根据权利要求1所述的对拖加载低速电机测试装置，其特征在于，还包括应变片，其中，所述应变片贴在所述柔性铰链结构上，所述应变片用于测定电机转矩。
3.根据权利要求1所述的对拖加载低速电机测试装置，其特征在于，所述被拖电机包括旋转编码器或光栅结构，用于测定电机转速。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的对拖加载低速电机测试装置，其特征在于，还包括设置于所述底座上的电气模块，其中，所述电气模块包括如下任一个或任多个装置-用于测定所述被拖电机和被测电机电流、电压变化的传感器及其对应的测试电路；-与所述旋转编码器或光栅对应的驱动解码电路；-和被拖电机连接用于动态改变负载的滑动变阻器；-测试电路电源；-RS232通讯接口，用于与PC机软件进行通讯并传输实时显示测试状态。
全文摘要
本发明提供一种基于柔性铰链的对拖加载低速电机测试设备，包括底座和用于测定电机转矩的柔性铰链结构，底座上设有作为负载的被拖电机，被拖电机本身包含旋转编码器或光栅结构，用于测定电机转速；柔性铰链结构上贴附应变片，用于测定电机转矩。通过联轴器将被拖电机、柔性铰链结构和被测电机连接起来。所述底座上还包括了电气模块，内有用于测定电流、电压变化的传感器和其对应的测试电路；旋转编码器或光栅的对应的驱动解码电路；和被拖电机连接用于动态改变负载的滑动变阻器；测试电路电源、RS232通讯接口等。本发明可实现精确稳定测定包括转速转矩在内的低速电机各项动态参数，成本低廉，体积小，应用范围广泛。
文档编号G01L3/04GK103033748SQ201210581060
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者张波, 刘品宽, 奚静思, 李玉洁 申请人:上海交通大学