电机综合环境试验系统的制作方法

1.本发明涉及电机性能测试技术领域，特别是涉及电机综合环境试验系统。


背景技术：

2.电机是一种通过电磁感应将电能转换为机械能的基础驱动装置，被广泛应用于电气传动、交通运输、家用电器、消费电子、国防等各个领域。但随着电机的应用领域越来越广泛，电机的作业环境也越来越复杂，对电机在复杂环境中的性能要求也越来越高。
3.在电机安装使用前，电机性能测试是必不可少的环节。但是一般只有通过大致的估计，需要经过在实际工况中使用后，才能知道电机的应用可靠性和环境适应性。因此，在电机的实验室测试过程中，应当模拟各种实际工况，并在模拟工况下测试电机的各项性能指标，从而判断电机的应用可靠性和环境适应性。并且通过电机性能测试过程，不断发现电机在使用过程中可能出现的故障，根据故障诊断结果来改进原有设计，进一步提升电机性能，直到选择出合适的电机，再将合适的电机应用到实际工况中。这样就可以大大地提升电机在实际使用过程中的寿命，增加工厂工作的效益，提升经济效益。
4.但是，一般电机测试系统对测试设备的损害大，测试设备使用寿命短，测试成本高。


技术实现要素：

5.基于此，有必要提供一种电机综合环境试验系统，可以保护电机测试设备，降低电机测试成本。
6.一种电机综合环境试验系统，所述电机综合环境试验系统包括：环境模拟箱，所述环境模拟箱内设有用于容纳待测电机的第一容纳空间，所述第一容纳空间内的温度和湿度可以调节；负载电机，所述负载电机设置在所述第一容纳空间外，所述负载电机的输出轴与所述待测电机的输入轴之间设有第一传动轴，所述负载电机用于为所述待测电机提供扭矩；第一轴承座，所述第一轴承座设置在所述第一容纳空间外，所述第一轴承座固定于所述环境模拟箱的侧壁，所述第一传动轴的一端穿过所述第一轴承座和所述环境模拟箱的侧壁与所述待测电机连接；干燥箱，所述第一轴承座设置在所述干燥箱内，所述干燥箱内的湿度可以调节。
7.上述的电机综合环境试验系统，用于测试综合环境下待测电机的可靠性和环境适应性。在测试过程中，先将待测电机放置在环境模拟箱中，再将负载电机通过第一传动轴与待测电机连接。负载电机用于对待测电机加载扭矩，通过控制负载电机输出的转速和扭矩，可以控制加载在待测电机上的转速和扭矩；第一容纳空间内的温度和湿度可以调节，从而模拟待测电机工作环境的温度和湿度。该电机综合环境试验系统可以模拟实际工况中的扭矩加载、温度环境和湿度环境等影响因素，并通过环境模拟箱、负载电机对这些因素进行精
准控制，从而测试在不同扭矩、温度和湿度下待测电机的可靠性和环境适应性。由于负载电机和第一轴承座设置在第一容纳空间外，因此可以防止第一容纳空间内温度和湿度对负载电机和第一轴承座等测试设备的不良影响，避免因负载电机和第一轴承座故障而导致的测量误差，进而提高了负载电机和第一轴承座的使用寿命，保证了负载电机的扭矩输出稳定性。同时，第一传动轴必然穿过环境模拟箱的侧壁与负载电机、待测电机连接，环境模拟箱的侧壁刚好处于第一传动轴的中间位置，第一轴承座设置在环境模拟箱的侧壁上，对第一传动轴支撑效果更好。因此，将第一轴承座设置在干燥箱中，保证第一轴承座处在一个干燥的环境中，避免第一轴承座受到第一容纳空间中的温度变化影响，而导致空气中的水汽冷凝在第一轴承座上，防止第一轴承座锈蚀，进一步提高第一轴承座的使用寿命，降低电机测试成本。
8.在其中一个实施例中，所述第一轴承座与所述环境模拟箱的侧壁之间设有隔热层，所述第一传动轴的一端穿过所述第一轴承座、所述隔热层和所述环境模拟箱的侧壁与所述待测电机连接。
9.在其中一个实施例中，所述第一轴承座与所述隔热层之间设有加热件，所述第一传动轴的一端穿过所述第一轴承座、所述隔热层、所述加热件和所述环境模拟箱的侧壁与所述待测电机连接。
10.在其中一个实施例中，所述电机综合环境试验系统还包括干燥空气发生器，所述干燥箱内设有第二容纳空间，所述第一轴承座设置在所述第二容纳空间内，所述第一传动轴的一端穿过所述干燥箱、所述第一轴承座和所述环境模拟箱侧壁与所述待测电机连接，所述干燥箱上设有均与所述第二容纳空间连通的进气孔和出气孔，所述干燥空气发生器的出气口与所述进气孔连通，所述干燥箱的出气孔与所述干燥箱的外部空间连通。
11.在其中一个实施例中，所述环境模拟箱的侧壁为双层结构，所述干燥箱设置在所述环境模拟箱的内层和外层之间，所述干燥箱的出气孔与所述环境模拟箱的外部空间连通。
12.在其中一个实施例中，所述第一容纳空间内设有振动台，所述待测电机固定在所述振动台上，所述第一传动轴与所述待测电机之间设有万向联轴器，所述万向联轴器的一端与所述第一传动轴连接，所述万向联轴器的另一端与所述待测电机的输入轴连接。
13.在其中一个实施例中，所述振动台上设有第一固定支架，所述第一固定支架为l型固定支架，所述l型固定支架包括相互垂直的第一固定部和第二固定部，所述第一固定部与所述振动台连接，所述第二固定部与所述待测电机连接。
14.在其中一个实施例中，所述万向联轴器为球笼式万向联轴器。
15.在其中一个实施例中，所述负载电机与所述第一传动轴之间设有扭矩传感器，所述扭矩传感器的一端与所述负载电机的输出轴连接，所述扭矩传感器的另一端与所述第一传动轴连接。
16.在其中一个实施例中，所述电机综合环境试验系统还包括可编程电源，所述可编程电源与所述待测电机电连接，所述可编程电源设置在所述第一容纳空间外。
附图说明
17.图1为一实施例中电机综合环境试验系统的结构示意图；
图2为一实施例中电机综合环境试验系统的正视图；图3为一实施例中电机综合环境试验系统的剖视图；图4为一实施例中电机综合环境试验系统的局部剖视图。
18.附图标号：100、电机综合环境试验系统；10、环境模拟箱；11、第一容纳空间；12、振动台；13、第一固定支架；14、第一轴承座；15、第二轴承座；20、测试台；21、第二固定支架；22、扭矩传感器；30、可编程电源；40、负载电机；41、万向联轴器；42、第一传动轴；43、第二传动轴；44、第一联轴器；45、第二联轴器；46、第三联轴器；50、待测电机；60、干燥空气发生器；70、干燥箱；71、第二容纳空间；72、隔热层；73、加热件。
具体实施方式
19.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
20.下面结合附图对本技术一些实施例提供的电机综合环境试验系统100进行详细描述。
21.电机综合环境试验系统100是一种用于模拟电机实际使用场景，从而检测电机在实际工况下可靠性和环境适应性的试验系统。而实际工况的模拟一般包括温度、湿度和扭矩等。电机综合环境试验系统100一般包括环境模拟箱10和负载电机40，待测电机50放置在环境模拟箱10中，通过控制环境模拟箱10中温度、湿度进而模拟实际工况中温度和湿度的变化情况。而负载电机40用于提供扭矩或其他工况参数的测试设备若位于环境模拟箱10中，则会受到温湿度的影响，导致最终检测结果不够准确，并降低测试设备的使用寿命。
22.基于此，在一些实施例中，电机综合环境试验系统100包括环境模拟箱10和负载电机40，负载电机40设置在第一容纳空间11外，负载电机40用于为待测电机50提供扭矩。这样能够防止第一容纳空间11中的温度和湿度对负载电机40的不良影响，避免因负载电机40故障而导致的测量误差，进而提高了负载电机40的使用寿命，保证了负载电机40扭矩输出稳定性。
23.而负载电机40位于环境模拟箱10外，存在负载电机40与待测电机50之间的扭矩传递距离远、扭矩传递效率降低等问题。
24.基于此，负载电机40的输出轴与待测电机50的输入轴之间设有第一传动轴42，并在环境模拟箱10的侧壁上设置第一轴承座14，第一传动轴42用于将第一容纳空间11内的待测电机50与第一容纳空间11外的负载电机40连接，便于待测电机50与负载电机40远距离连接，第一轴承座14用于支撑第一传动轴42，保证第一传动轴42传动的稳定性。
25.但是第一轴承座14设置在环境模拟箱10的侧壁上，又会使得第一轴承座14的温度受到第一容纳空间11内的温度影响。当第一容纳空间11内的温度较低时，第一轴承座14的温度降低，外部空气中的湿热空气就会在第一轴承座14上产生凝露，导致第一轴承座14生锈，降低第一轴承座的使用寿命。因此，设置了干燥箱70，将第一轴承座14放置在干燥箱70中，通过干燥箱70降低第一轴承座14所处环境的湿度。
26.如图1至图4所示，在一实施例中，提供了一种电机综合环境试验系统100，电机综
合环境试验系统100包括环境模拟箱10、负载电机40、第一轴承座14和干燥箱70；其中，环境模拟箱10内设有用于容纳待测电机50的第一容纳空间11，第一容纳空间11内的温度和湿度可以调节；负载电机40设置在第一容纳空间11外，负载电机40的输出轴与待测电机50的输入轴之间设有第一传动轴42，负载电机40用于为待测电机50提供扭矩；第一轴承座14设置在第一容纳空间11外，第一轴承座14固定于环境模拟箱10的侧壁，第一传动轴42的一端穿过第一轴承座14和环境模拟箱10的侧壁与待测电机50连接；第一轴承座14设置在干燥箱70内，干燥箱70内的湿度可以调节。
27.上述的电机综合环境试验系统100，用于测试综合环境下待测电机50的可靠性和环境适应性。在测试过程中，先将待测电机50放置在环境模拟箱10中，再将负载电机40通过第一传动轴42与待测电机50连接。负载电机40用于对待测电机50加载扭矩，通过控制负载电机40输出的转速和扭矩，可以控制加载在待测电机50上的转速和扭矩；环境模拟箱10可以调控第一容纳空间11的温度和湿度，从而模拟待测电机50工作环境的温度和湿度。该电机综合环境试验系统100可以模拟实际工况中的扭矩加载、温度环境和湿度环境等影响因素，并通过环境模拟箱10和负载电机40对这些因素进行精准控制，从而测试在不同扭矩、温度和湿度下待测电机50的可靠性和环境适应性。由于负载电机40和第一轴承座14设置在第一容纳空间11外，因此可以防止第一容纳空间11内温度和湿度对负载电机40和第一轴承座14等测试设备的不良影响，避免因负载电机40和第一轴承座14故障而导致的测量误差，进而提高了负载电机40和第一轴承座14的使用寿命，保证了负载电机40的扭矩输出稳定性。同时，第一传动轴42必然穿过环境模拟箱10的侧壁与负载电机40、待测电机50连接，环境模拟箱10的侧壁刚好处于第一传动轴42的中间位置，第一轴承座14设置在环境模拟箱10的侧壁上，对第一传动轴42支撑效果更好。因此，将第一轴承座14设置在干燥箱70中，保证第一轴承座14处在一个干燥的环境中，避免第一轴承座14受到第一容纳空间11中的温度变化影响，而导致空气中的水汽冷凝在第一轴承座14上，防止第一轴承座14锈蚀，进一步提高第一轴承座14的使用寿命，降低电机测试成本。
28.其中，电机的可靠性和环境适应性测试包括多项性能参数和多项环境试验，如空载电流、空载电压、空载功率、额定功率、额定电压、高温运行试验、低温运行试验、温度循环试验、振动试验、恒定湿热试验、综合试验、恒定湿热试验、低温工作、高温工作、低温贮存、高温贮存、湿热试验、空载转速、摩擦转矩、齿槽转矩、最小启动转矩、最小制动转矩、温度变化等多项性能参数和多项环境试验，通过测试这些性能参数、采集这些环境试验结果，进而判断电机的可靠性和环境适应性。
29.具体地，在一实施例中，环境模拟箱10上设有温度调节器和加湿器。温度调节器用于控制第一容纳空间11内的温度，加湿器用于调节第一容纳空间11内的空气湿度，从而模拟待测电机50实际工况中的温度和湿度。
30.具体地，如图3和图4所示，在一实施例中，第一轴承座14与环境模拟箱10的侧壁之间设有隔热层72，第一传动轴42的一端穿过第一轴承座14、隔热层72和环境模拟箱10的侧壁与待测电机50连接。隔热层72用于隔绝第一容纳空间11内的温度变化，防止低温试验过程中，因为温度差而在第一轴承座14上形成凝露，从而提高第一轴承座14的使用寿命。并且防止高温对第一轴承座14性能的影响，提高待测电机50可靠性测试的准确性。
31.进一步地，第一轴承座14与隔热层72之间设有加热件73，第一传动轴42的一端穿
过第一轴承座14、隔热层72、加热件73和环境模拟箱10的侧壁与待测电机50连接。加热件73进一步对第一轴承座14与第一容纳空间11内的温度差进行补偿，使得第一轴承座14的温度与外界空气温度一致，防止在第一轴承座14上形成凝露，造成第一轴承座14锈蚀，提高第一轴承座14的使用寿命。
32.具体地，如图2和图3所示，在一实施例中，电机综合环境试验系统100还包括干燥空气发生器60，干燥箱70内设有第二容纳空间71，第一轴承座14设置在第二容纳空间71内，第一传动轴42的一端穿过干燥箱70、第一轴承座14和环境模拟箱10侧壁与待测电机50连接，干燥箱70上均与第二容纳空间71连通的设有进气孔和出气孔，干燥空气发生器60的出气口与进气孔连通，干燥箱70的出气孔与干燥箱70的外部空间连通。干燥箱70将第一轴承座14与外部空气隔绝开来，干燥空气发生器60用于产生干燥空气，并将干燥箱70中的湿热空气吹出，保证第一轴承座14处在一个干燥的环境中，从而有效防止空气中水汽冷凝在第一轴承座14上，进而提高第一轴承座14的使用寿命。
33.具体地，如图2所示，在一实施例中，环境模拟箱10的侧壁为双层结构，干燥箱70设置在环境模拟箱10的内层和外层之间，干燥箱70的出气孔与环境模拟箱10的外部空间连通。干燥箱70固定在环境模拟箱10的外层上，第一轴承座14设置在第二容纳空间71内，干燥箱70和第一轴承座14设置在环境模拟箱10的双层结构内，有利于缩短负载电机40与待测电机50之间的传动距离，提高负载电机40扭矩传递的高效性。同时，也有利于减少干燥箱70和第一轴承座14占用空间，提高电机综合环境试验系统100的美观性。
34.进一步地，双层结构内可以设置发泡保温层，即环境模拟箱10的内层和环境模拟箱10的外层之间设有发泡保温层。发泡保温层用于对第一容纳空间11进行保温，防止第一容纳空间11与外部空气大量热交换，从而降低环境模拟箱10的能源消耗。
35.在本具体实施例中，隔热层72设置在干燥箱70与环境模拟箱10的内层之间，加热件73设置在干燥箱70与隔热层72之间。
36.具体地，如图2所示，在一实施例中，第一容纳空间11内设有振动台12，待测电机50固定在振动台12上，振动台12为用于模拟待测电机50在实际工作环境中受到的垂直振动或水平振动，因而该电机综合环境试验系统100可以模拟在扭矩、温度、湿度和振动四个影响因素下的待测电机50的可靠性和环境适应性，从而使得试验工况更加接近实际工况，待测电机50的可靠性和环境适应性更加准确。
37.并且，第一传动轴42与待测电机50之间设有万向联轴器41，万向联轴器41的一端与第一传动轴42连接，万向联轴器41的另一端与待测电机50的输入轴连接。万向联轴器41具有角向补偿量大，结构紧凑，传动效率高等优点。由于待测电机50固定在振动台12上，此时在负载电机40和待测电机50之间设置万向联轴器41，可以保证在垂直振动或水平振动条件下负载电机40的扭矩加载稳定地传输到待测电机50上。因此，振动和扭矩同时测试时，保证扭矩加载的传递效率，提高待测电机50的可靠性和环境实验性的准确性。
38.进一步地，万向联轴器41为球笼式万向联轴器41。球笼式万向联轴器41可在与轴线的最大倾角和最大轴向位移量之内完成扭矩的高效传递。因此，球笼式万向联轴器41既可以对振动产生的轴向位移（即待测电机50轴向和负载电机40轴向之间产生的位移）进行补偿，保证扭矩和振动试验同时进行，也能保证扭矩的高效传递，从而实现扭矩试验时对待测电机50加载扭矩的精确控制，提高扭矩试验的准确性。
39.在本具体实施例中，万向联轴器41与待测电机50之间还设有第二传动轴43，第二传动轴43的一端与万向联轴器41连接，第二传动轴43的另一端通过第一联轴器44与待测电机50连接。振动台12上设有第二轴承座15，第二传动轴43的一端穿过第二轴承座15与万向联轴器41连接。第二传动轴43用于延长待测电机50和负载电机40之间的传动距离。第二轴承座15用于支撑第二传动轴43，保证第二传动轴43传动的稳定性。
40.具体地，如图1和图2所示，在一实施例中，振动台12上设有第一固定支架13，第一固定支架13为l型固定支架，l型固定支架包括相互垂直的第一固定部和第二固定部，第一固定部与振动台12连接，第二固定部与待测电机50连接。第一固定支架13将待测电机50完全固定在振动台12上，从而保证待测电机50的振动幅度、振动频率与振动台12的振动幅度、振动频率一致，提高振动试验中振动幅度和振动频率控制的精准性，提高振动试验的准确性。
41.具体地，如图1、图2和图3所示，在一实施例中，负载电机40与第一传动轴42之间设有扭矩传感器22，扭矩传感器22的一端与负载电机40的输出轴连接，扭矩传感器22的另一端与第一传动轴42连接。扭矩传感器22用于实时测试负载电机40加载到待测电机50上的扭矩和转速，便于实现加载扭矩和转速的精准控制。
42.其中，扭矩传感器22的一端通过第二联轴器45与第一传动轴42连接，扭矩传感器22的另一端通过第三联轴器46与负载电机40的输出轴连接。
43.在本具体实施例中，待测电机50依次通过第二传动轴43、第一传动轴42、扭矩传感器22与负载电机40连接。第二传动轴43的一端通过第一联轴器44与待测电机50的输入轴连接，第二传动轴43的另一端通过万向联轴器41与第一传动轴42的一端连接，第一传动轴42的另一端通过第二联轴器45与扭矩传感器22的一端连接，扭矩传感器22的另一端通过第三联轴器46与负载电机40的输出轴连接。
44.具体地，如图2所示，在一实施例中，电机综合环境试验系统100还包括可编程电源30，可编程电源30与待测电机50电连接。可编程电源30用于为待测电机50供电，并通过调节输出的电压大小控制待测电机50的实际电压与额定电压的比值，从而测试待测电机50在不同电压应力下的可靠性和环境适应性。因而该电机综合环境试验系统100可以模拟在扭矩、温度、湿度、电压应力和振动五个影响因素下的待测电机50的可靠性和环境适应性，从而使得试验工况更加接近实际工况，待测电机50的可靠性和环境适应性更加准确。
45.其中，可编程电源30设置在第一容纳空间11外。可编程电源30的输出电线穿过环境模拟箱10的侧壁与待测电机50连接。防止第一容纳空间11内温度和湿度对可编程电源30的不良影响，避免因可编程电源30故障导致的测量误差，提高可编程电源30的使用寿命。
46.具体地，如图1、图2和图3所示，在一实施例中，电机综合环境试验系统100还包括测试台20，测试台20设置在环境模拟箱10外，负载电机40固定在测试台20上。通过将负载电机40固定在测试台20上，使得负载电机40设置在第一容纳空间11外，防止第一容纳空间11中的温度和湿度对负载电机40的不良影响，避免因负载电机40故障而导致的测量误差，进而提高了负载电机40的使用寿命，保证了负载电机40的扭矩输出稳定性。
47.其中，测试台20上设有第二固定支架21，第二固定支架21为l型固定支架，第二固定支架21设有相互垂直的第三固定部和第四固定部，第三固定部与负载电机40连接，第四连接部与测试台20连接。负载电机40通过第二固定支架21固定在测试台20上，保证负载电
机40输出扭矩和转速的稳定性。
48.并且，扭矩传感器22固定在测试台20上。有利于提高扭矩传感器22扭矩监测的准确性。
49.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
50.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
51.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
52.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
53.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
54.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
55.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。