CN103162902A - 一种旋转体传动惯量的测试*** - Google Patents
一种旋转体传动惯量的测试*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN103162902A CN103162902A CN2011104274967A CN201110427496A CN103162902A CN 103162902 A CN103162902 A CN 103162902A CN 2011104274967 A CN2011104274967 A CN 2011104274967A CN 201110427496 A CN201110427496 A CN 201110427496A CN 103162902 A CN103162902 A CN 103162902A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transmission inertia
- difference
- sampling
- test macro
- test
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
一种旋转体传动惯量的测试***,它涉及机电类设备传动惯量的测试***。它包含控制***(1)、驱动装置(2)、制动器(3)、离合器(4)、采样***(5)和被测传动惯量(6),被测传动惯量(6)和离合器(4)均与采样***(5)连接,采样***(5)与控制***(1)连接,控制***(1)与驱动装置(2)连接,驱动装置(2)与制动器(3)连接,制动器(3)与离合器(4)连接。它采用了高精度的永磁同步电机作为驱动电机,通过变频伺服控制,同时采用了高速高精度采样运算***,大大提高了设备的可靠性及驱动运行的精度。同时减少变速箱的中间环节,降低了设备的复杂程度,使形状复杂的设备的传动惯量的测试也变得简单可靠。
Description
技术领域:
本发明涉及机电类设备传动惯量的测试***,具体涉及一种适用于所有机电设备中旋转设备的旋转体传动惯量的测试***。
背景技术:
旋转类机电设备总的传动惯量是质量特性参数测量的一部分,是设备***性能分析的一个重要参数,它的准确性直接关系到传动类设备的质量、性能与安全。目前,常用的一些试验方法对于旋转类机电设备这类整机***都有一定的局限性。如扭摆振动法、平行线悬挂法、落体观察法等只适合测小型不规则体,对于大型不规则体并不适用。
另外,以往的测试手段通过模拟的组合飞轮比对,或通过异步电机的测试有10%以上的误差,或计算公式不对,误差很大,影响了设备的设计、制造的精度及可靠性。采用理论计算方式需要对被测部件进行精确的测绘及材料的质量的精确计算。工作量大,同时对形状复杂的部件计算困难,甚至无法计算。
因此,寻找一种简便高精度的测试方法就显得十分必要。
发明内容:
本发明的目的是提供一种旋转体传动惯量的测试***,它采用了高精度的永磁同步电机作为驱动电机,通过变频伺服控制(或矢量控制),同时采用了高速高精度采样运算***,大大提高了设备的可靠性及驱动运行的精度。同时减少变速箱的中间环节,降低了设备的复杂程度,使形状复杂的设备的传动惯量的测试也变得简单可靠。
为了解决背景技术所存在的问题,本发明是采用以下技术方案:它包含控制***1、驱动装置2、制动器3、离合器4、采样***5和被测传动惯量6,被测传动惯量6和离合器4均与采样***5连接,采样***5与控制***1连接,控制***1与驱动装置2连接,驱动装置2与制动器3连接,制动器3与离合器4连接。
所述的控制***1为伺服控制、变频矢量控制或变频力矩控制。
所述的驱动装置2可以为永磁同步电机、力矩电机、直流电机或同步电机。
所述的采样***5由速度传感器、扭矩传感器、位移传感器、编码器、电量测试装置及计算机控制运算***组成。
所述的采样***5的采样区域由计算机通过计算取得。
由于被测物的传动惯量J测等于测试总***传动惯量J减去测试装置的传动惯量J***。所述传动惯量J***按以下步骤测试:
a、在空车状态下,设备按规定的曲线运行,运行中,***按设定的时间t1,t2在加速曲线段进行角速度采样,同时自动记录角速度ω(t1)及ω(t2);t1,t2时对应的角速度之差除以对应时间的之差的商,当t1与t2的差值趋向于零时,即为该时的角加速度β,该时测得的扭矩,即为空车加速时的扭矩NJ空。
b、当***运行到速度恒定段,***自动采样的扭矩N空额为***摩擦损耗。
c、N加空为t1,t2之差大于1秒时,由动摩擦引起的扭矩变化,当t1与t2之差趋于零时,N加空也趋于零。
d、则NJ空减去N空额和N加空之差值除以空车时角加速度β所得的商即为***的传动惯量(空车时的传动惯量)J***。
所述的测试总***传动惯量J由以下步骤测得:
a、当连接被测物后,其特征在于测试***通过驱动装置按规定方向旋转,运行中,***按设定的时间t1,t2在加速曲线段进行角速度采样,同时自动记录角速度ω(t1)及ω(t2);t1,t2时对应的角速度之差除以对应时间的之差的商;当t1与t2的差值趋向于零时,即为该时的角加速度β,该时测得的扭矩,即为***总加速时的扭矩NJ。
b、被测物连接时,当***运行到速度恒定段,***自动采样的扭矩NJ额为整个***摩擦损耗。
c、N加为t1,t2之差大于1秒时,由动摩擦引起的扭矩变化,当t1与t2之差趋于零时,N加也趋于零。
d、则NJ减去N额和N加之差值除以被测物连接时***角加速度β所得的商即为***的传动惯量(空车时的传动惯量)J。
本发明的原理为:由于驱动装置2在伺服控制下或矢量控制下,转速与时间的关系曲线近乎线性,更能精确的反映角速度与角加速度,使计算出来的传动惯量更精确。由于运行曲线的显示,使采样点能够准确落在同一曲率的上升或下降曲线上。通过两点即可满足测试要求使计算公式简化,通过测试装置在加速或减速过程中直接测试被测装置的传动惯量。
本发明采用了高精度的永磁同步电机作为驱动电机,通过变频伺服控制,极高的线形度,大大提高了设备的可靠性及驱动运行的精度。该设备直接将被测装置与测试装置相连接,并运用了J=N/β原理,通过驱动测试装置旋转,方便的测得被测装置的传动惯量,解决了以往通过更换或添加传动惯量轮子的笨重办法及复杂的运算方式,使试验大大简化,同时减少变速箱的中间环节,降低了设备的复杂程度,使形状复杂的设备的传动惯量的测试也变得简单可靠。
附图说明:
图1为本发明的结构示意图,
图2为本发明中驱动装置转速与时间的关系曲线。
具体实施方式:
参照图1-图2,本具体实施方式采用以下技术方案:它包含控制***1、驱动装置2、制动器3、离合器4、采样***5和被测传动惯量6,被测传动惯量6和离合器4均与采样***5连接,采样***5与控制***1连接,控制***1与驱动装置2连接,驱动装置2与制动器3连接,制动器3与离合器4连接。
所述的控制***1为伺服控制、变频矢量控制、变频力矩控制。
所述的驱动装置2可以为永磁同步电机、力矩电机、直流电机或同步电机。
所述的采样***5由速度传感器、扭矩传感器、位移传感器、编码器、电量测试装置及计算机控制运算***组成。
所述的采样***5的采样区域由计算机通过计算取得,所测试区域见图2的A-B段(或C-D段)。
由于被测物的传动惯量J测等于测试总***传动惯量J减去测试装置的传动惯量J***。所述传动惯量J***按以下步骤测试:
a、在空车状态下,设备按规定的曲线运行,运行中,***按设定的时间t1,t2在加速段A-B,(或C-D)曲线段进行角速度采样,同时自动记录角速度ω(t1)及ω(t2)。t1,t2时对应的角速度之差除以对应时间的之差的商当t1与t2的差值趋向于零时,即为该时的角加速度β。该时测得的扭矩,即为空车加速时的扭矩NJ空。
b、当***运行到E-F段即速度恒定段,***自动采样的扭矩N空 额为***摩擦损耗。
c、N加空为t1,t2之差大于1秒时,由动摩擦引起的扭矩变化,当t1与t2之差趋于零时,N加空也趋于零。
d、则NJ空减去N空额和N加空之差值除以空车时角加速度β所得的商即为***的传动惯量(空车时的传动惯量)J***。
所述的测试总***传动惯量J由以下步骤测得:
a、当连接被测物后,其特征在于测试***通过驱动装置按规定方向旋转,以图2的曲线运行。运行中,***按设定的时间t1,t2在加速段A-B,(或C-D)曲线段进行角速度采样,同时自动记录角速度ω(t1)及ω(t2)。t1,t2时对应的角速度之差除以对应时间的之差的商当t1与t2的差值趋向于零时,即为该时的角加速度β。该时测得的扭矩,即为***总加速时的扭矩NJ。
b、被测物连接时,当***运行到E-F段即速度恒定段,***自动采样的扭矩NJ额为整个***摩擦损耗。
c、N加为t1,t2之差大于1秒时,由动摩擦引起的扭矩变化,当t1与t2之差趋于零时,N加也趋于零。
d、则NJ减去N额和N加之差值除以被测物连接时***角加速度β所得的商即为***的传动惯量(空车时的传动惯量)J。
本具体实施方式的测试原理:逐渐运行使***加速,同时***对运行曲线段进行采样,自动记录加速时(或减速时)曲线中斜率相同段中任两点中的扭矩NJ、角速度ω(t1)及ω(t2)及对应的加速(和减速)时间的T1及T2,当加载到额定速度时,***自动采样记录额定扭矩N,扭矩采样范围见图2的E-F段。
运行结束时,根据测试要求,***按以下公式计算角加速度:
β=dω/dt=|ω(t1)-ω(t2)|/|(T1-T2)|——(1);
按测试要求***自动按下面公式计算测试物体连接时的总传动惯量:
计算公式:J=[NJ-N加-NJ额]/(dω/dt)——(2);
上式由 N=Jβ——(3)得到;
NJ为连上传动惯量测试物体测试,加速时传感器得到的总的扭矩;
NJ额是被测传动惯量物体连接时,达到额定速度下,整个测试***由于摩擦等损耗产生的扭矩;
N加——由速度变化引起的动摩擦扭矩;
J是测试时***总的传动惯量;
β——为***处于测试状态下,处于A-B(或C-D)状态下的加速度(减速度);
按下式得到被测物体的传动惯量:
J测=J-J***——(4);
J测——被测物体的传动惯量;
J***——测试装置的传动惯量;
J***由下列公式计算得到:
J***=(NJ空-N加空-N空额)/(dω/dt)——(5);
NJ空——是测试装置自身传动惯量在加速度下引起的扭矩与***自身损耗产生扭矩之和,由测试***空车加速测得;
N空额——为测试***空载状态下达到额定恒速度时的***损耗产生的扭矩;
N加空——空车在加速状态下由速度变化引起的动摩擦扭矩。
公式J=[NJ-N加-NJ额]/(dω/dt)中考虑了***摩擦力产生的扭矩N、***自身传动惯量产生的扭矩的N测和测试***与被测***组合时的综合扭矩。
本具体实施方式具有以下优点:
1、采用永磁同步电机作为驱动装置,与异步电机驱动相比,没有10%的原理误差;
2、采用饲服控制***,能够得到线形的加速减速曲线;
3、高速的采样速率,高速的数据传输、处理能力确保了积分的准确性,从而使得到的传动惯量精度更高,更接近真值;
4、由于曲线可记录,数据可重复性,不仅可通过事先设置采样点,也可通过事后在同一曲线上任两点进行采样分析,以判别数据的重复性,大大提高了试验数据的可靠性;
5、由于采取使设备运转进行测试,大大减少了计算的复杂性,特别是对形体复杂设备的传动惯量的运算,大大简化了传动惯量的求导过程;
6、在原理中充分考虑了影响传动惯量测试中的各种因素,消除了测试的中的误差来源。
Claims (10)
1.一种旋转体传动惯量的测试***,其特征在于它包含控制***(1)、驱动装置(2)、制动器(3)、离合器(4)、采样***(5)和被测传动惯量(6),被测传动惯量(6)和离合器(4)均与采样***(5)连接,采样***(5)与控制***(1)连接,控制***(1)与驱动装置(2)连接,驱动装置(2)与制动器(3)连接,制动器(3)与离合器(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种旋转体传动惯量的测试***,其特征在于所述的采样***(5)由速度传感器、扭矩传感器、位移传感器、编码器、电量测试装置及计算机控制运算***组成。
3.根据权利要求1所述的一种旋转体传动惯量的测试***,其特征在于所述的控制***(1)为伺服控制。
4.根据权利要求1所述的一种旋转体传动惯量的测试***,其特征在于所述的控制***(1)替换为变频矢量控制。
5.根据权利要求1所述的一种旋转体传动惯量的测试***,其特征在于所述的控制***(1)替换为变频力矩控制。
6.根据权利要求1所述的一种旋转体传动惯量的测试***,其特征在于所述的驱动装置(2)为永磁同步电机。
7.根据权利要求1所述的一种旋转体传动惯量的测试***,其特征在于所述的驱动装置(2)替换为力矩电机。
8.根据权利要求1所述的一种旋转体传动惯量的测试***,其特征在于所述的驱动装置(2)替换为直流电机或同步电机。
9.根据权利要求1所述的一种旋转体传动惯量的测试***,其特征在于所述的测试***中被测物的传动惯量J测等于测试总***传动惯量J减去测试装置的传动惯量J***,传动惯量J***按以下步骤测试:
(a)、在空车状态下,设备按规定的曲线运行,运行中,***按设定的时间t1,t2在加速曲线段进行角速度采样,同时自动记录角速度ω(t1)及ω(t2);t1,t2时对应的角速度之差除以对应时间的之差的商,当t1与t2的差值趋向于零时,即为该时的角加速度β,该时测得的扭矩,即为空车加速时的扭矩NJ空;
(b)、当***运行到速度恒定段,***自动采样的扭矩N空额为***摩擦损耗;
(c)、N加空为t1,t2之差大于1秒时,由动摩擦引起的扭矩变化,当t1与t2之差趋于零时,N加空也趋于零;
(d)、则NJ空减去N空额和N加空之差值除以空车时角加速度β所得的商即为***的传动惯量J***。
10.根据权利要求9所述的一种旋转体传动惯量的测试***,其特征在于所述的测试总***传动惯量J由以下步骤测得:
(a)、当连接被测物后,其特征在于测试***通过驱动装置按规定方向旋转,运行中,***按设定的时间t1,t2在加速曲线段进行角速度采样,同时自动记录角速度ω(t1)及ω(t2);t1,t2时对应的角速度之差除以对应时间的之差的商;当t1与t2的差值趋向于零时,即为该时的角加速度β,该时测得的扭矩,即为***总加速时的扭矩NJ;
(b)、被测物连接时,当***运行到速度恒定段,***自动采样的扭矩NJ额为整个***摩擦损耗;
(c)、N加为t1,t2之差大于1秒时,由动摩擦引起的扭矩变化,当t1与t2之差趋于零时,N加也趋于零;
(d)、则NJ减去N额和N加之差值除以被测物连接时***角加速度β所得的商即为***的传动惯量J。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110427496.7A CN103162902B (zh) | 2011-12-19 | 一种旋转体传动惯量的测试*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110427496.7A CN103162902B (zh) | 2011-12-19 | 一种旋转体传动惯量的测试*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103162902A true CN103162902A (zh) | 2013-06-19 |
CN103162902B CN103162902B (zh) | 2016-12-14 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3093106A4 (en) * | 2014-01-06 | 2017-01-25 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Method for measuring inertia moment of impact rotary tool and impact rotary tool using measuring method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5656768A (en) * | 1994-09-30 | 1997-08-12 | Avl Gesellschaft Fur Verbrennungskraftmaschinen Und Messtechnik M.B.H. Prof. Dr.H.C. Hans List | Method for determining the moment of inertia |
US6098025A (en) * | 1998-02-18 | 2000-08-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for calibrating moment-of-inertia and center-of-gravity |
CN1354558A (zh) * | 2001-12-05 | 2002-06-19 | 深圳安圣电气有限公司 | 异步电机转动惯量辨识方法 |
CN101943633A (zh) * | 2010-09-30 | 2011-01-12 | 武汉钢铁(集团)公司 | 传动***机械损失和固定转动惯量测量方法 |
CN202382907U (zh) * | 2011-12-19 | 2012-08-15 | 上海市特种设备监督检验技术研究院 | 一种旋转体传动惯量的测试装置 |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5656768A (en) * | 1994-09-30 | 1997-08-12 | Avl Gesellschaft Fur Verbrennungskraftmaschinen Und Messtechnik M.B.H. Prof. Dr.H.C. Hans List | Method for determining the moment of inertia |
US6098025A (en) * | 1998-02-18 | 2000-08-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for calibrating moment-of-inertia and center-of-gravity |
CN1354558A (zh) * | 2001-12-05 | 2002-06-19 | 深圳安圣电气有限公司 | 异步电机转动惯量辨识方法 |
CN101943633A (zh) * | 2010-09-30 | 2011-01-12 | 武汉钢铁(集团)公司 | 传动***机械损失和固定转动惯量测量方法 |
CN202382907U (zh) * | 2011-12-19 | 2012-08-15 | 上海市特种设备监督检验技术研究院 | 一种旋转体传动惯量的测试装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
朱丽娜等: "电动加载***中转动惯量的动态测量", 《测控技术》 * |
林孙奔等: "基于电机自由减速过程的转子转动惯量测量方法", 《微特电机》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3093106A4 (en) * | 2014-01-06 | 2017-01-25 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Method for measuring inertia moment of impact rotary tool and impact rotary tool using measuring method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5941482B2 (ja) | エレベータの正常作動状態をテストするための方法および装置 | |
CN103048071B (zh) | 用于监测悬浮状态下无框力矩电机动态扭矩的装置及方法 | |
CN103528741A (zh) | 一种轴承实际工况下摩擦力矩的测试装置及方法 | |
CN103604562B (zh) | 二维转动机构及其复杂零部件转动惯量的测试装置及方法 | |
CN103267503A (zh) | 发动机叶片叶尖间隙测量传感器的动态标定试验台 | |
CN103528813A (zh) | 一种叶片-涂层机匣的碰摩实验装置 | |
CN105426644A (zh) | 模态阻尼识别方法、装置和*** | |
CN104143044B (zh) | 一种滚动摩擦系数、风阻系数、机械传动效率校验方法 | |
CN103335831A (zh) | 一种制动器电惯量模拟试验台及其电惯量模拟控制方法 | |
CN103345158B (zh) | 通风盘式制动器试验台及其电惯量模拟控制方法 | |
CN202329931U (zh) | 一种基于电机拖动的动态扭矩校准装置 | |
CN104236795A (zh) | 一种在线测量回转体转动惯量的方法及装置 | |
CN108132147A (zh) | 一种汽车离合器试验台及飞轮转动惯量的电模拟补偿方法 | |
CN103542973A (zh) | 一种测试车辆制动性能的方法及装置 | |
CN102901596B (zh) | 等直径转轴的光电反射式动态扭矩测试方法 | |
CN104567924A (zh) | 陀螺仪自动测试设备 | |
CN110230977B (zh) | 旋变设备的动态误差分析装置和方法、控制器及存储介质 | |
CN103335832B (zh) | 电惯量模拟通风盘式制动器试验台及电惯量模拟控制方法 | |
CN103439041B (zh) | 钢带生产用电动机摩擦转矩自动测量装置 | |
CN103884352B (zh) | 光纤陀螺输出延迟时间自动测量的方法及装置 | |
CN100516802C (zh) | 汽车惯量的测定方法 | |
CN107561310A (zh) | 旋转piv测试方法和*** | |
CN103162902A (zh) | 一种旋转体传动惯量的测试*** | |
CN103344371B (zh) | 电惯量轮胎制动试验台及其电惯量控制方法 | |
CN103162902B (zh) | 一种旋转体传动惯量的测试*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20161214 Termination date: 20171219 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |