CN103969580A - 一种基于永磁联轴器的电机测试*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于永磁联轴器的电机测试***，依次包括被试电机、第一转子位置检测装置、永磁联轴器、第二转子位置检测装置以及测试电机，所述被试电机和测试电机均附有转轴，所述第一转子位置检测装置位于被试电机转轴上，所述第二转子位置检测装置位于测试电机转轴上，所述永磁联轴器包括主动侧和从动侧，永磁联轴器的主动侧和从动侧分别与被试电机转轴和测试电机转轴相连。本发明的电机测试***采用永磁联轴器，用磁性无接触连接取代机械性有接触连接，不仅简化了电机测试***的结构，而且还提高了电机测试***的检测可靠性，测量方便。

Description

一种基于永磁联轴器的电机测试***

技术领域

本发明涉及电机测试领域，具体地说，是一种基于永磁联轴器的电机测试***。

背景技术

电机测试是对电机的技术参数、性能指标和装配质量进行测量评定，是电机的设计、生产和制造过程中的重要环节。电机测试***一般由被测电机、负载、联轴器或扭矩传感器、参数测量装置、底座平台等组成。

目前，传统的电机测试***采用的联轴器或扭矩传感器均为机械式的。由于主、被动端存在机械联接，因此对安装时的对中精度有非常严格的要求。若对中误差超出一定范围，将会引起高频机械振动，从而导致机械疲劳缩短使用寿命。据不完全统计，90%以上机械联轴器都是因对中误差引起的高频机械振动导致销柱或螺栓疲劳失效而损坏。

永磁联轴器通过永磁体的磁力实现了无接触传动，消除了主动轴和从动轴之间刚性或柔性的直接连接。与传统的接触式传动机构相比，永磁联轴器器可容许较大的对中误差，允许一定的轴心偏移，可有效消除电机与负载之间振动的传递。因此一种基于永磁联轴器的电机测试***的开发很有必要。

发明内容

发明目的：针对目前电机测试***中存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于永磁联轴器的电机测试***，该电机测试***解决了传统电机测试***采用机械式联轴方式带来的问题，并能够实现对被试电机转速、转矩和输出功率的测量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种基于永磁联轴器的电机测试***，依次包括被试电机、第一转子位置检测装置、永磁联轴器、第二转子位置检测装置以及测试电机，所述被试电机和测试电机均附有转轴，所述第一转子位置检测装置位于被试电机转轴上，所述第二转子位置检测装置位于测试电机转轴上，所述永磁联轴器包括主动侧和从动侧，永磁联轴器的主动侧和从动侧分别与被试电机转轴和测试电机转轴相连。

作为优选，所述第一转子位置检测装置和第二转子位置检测装置为旋转变压器或光电编码盘或其它能够连续地得到电机旋转角度的装置。

作为优选，所述永磁联轴器为同心式结构或盘式结构。

其中，所述被试电机和测试电机均固定于底座上。

其中，还包括测控单元。

永磁联轴器是通过永磁体的磁力将原动机与工作机连接起来的一种新型联轴器，永磁联轴器具有以下特点：无接触性连接，而是利用永磁体之间的相互作用，进行机械能量的传送；在主、被动端之间不存在机械振动的传递，具有良好的缓冲吸振能力；无磨擦部件，无须维护，工作寿命长；当扭矩过载时，两半联轴器产生滑脱，实现过载保护。

本发明电机测试***的永磁联轴器具有以下转矩特性：T=k*Tm*sin(A/p)，其中，T为永磁联轴器传递的转矩，k为与永磁联轴器温度有关的修正系数，A为永磁联轴器主动侧与从动侧之间的夹角，p为永磁联轴器的极对数。

通过适当设计，永磁联轴器所传递转矩可与主动侧、从动侧之间的夹角成正弦关系，这样利用转子位置检测装置测得该夹角以及联轴器转速，即可得到永磁联轴器所传递的功率与转矩，在传递转矩的同时实现了转矩测量的功能。

本发明电机测试***的工作原理为：通过测量永磁联轴器主动侧和从动侧之间的角度差，即可得到电机测试中的实时传动转矩和实时传输功率。由第一转子位置检测装置和第二转子位置检测装置测得被试电机的转子角位置A1和测试电机的转子角位置A2；则两电机间通过永磁联轴器传递的转矩可采用下述公式计算得到：T=k*Tm*sin(A1/p-A2/p)；同时，采用公式P=2*π/Ts*k*Tm*sin(A1/p-A2/p)，从而计算得到永磁联轴器传递的功率，永磁联轴器传递的转矩和功率即为被试电机的输出转矩和输出功率。

有益效果：相比于现有技术，本发明的电机测试***采用永磁联轴器取代传统的机械联轴器或转矩传感器，用磁性无接触连接取代机械性有接触连接，不仅简化了电机测试***的结构，而且还提高了电机测试***的检测可靠性，测量方便，同时***中的永磁联轴器还具有振动保护和过载保护功能；另外，本发明的电机测试***取消了对专用转矩测量仪器的需求，通过测量永磁联轴器主动侧和从动侧之间的角度差即可计算出永磁联轴器的转动力矩和传输功率，从而减少了***的仪器设备投入成本。

附图说明

图1是本发明电机测试***的结构示意图；

图2是本发明电机测试***中同心式结构永磁联轴器的示意图；

图3是本发明电机测试***中盘式结构永磁联轴器的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的工作原理和具体的实施方式。但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本发明所提供的基于永磁联轴器的电机测试***，依次包括被试电机1、第一转子位置检测装置7、永磁联轴器9、第二转子位置检测装置8以及测试电机2，所述被试电机1和测试电机2均附有转轴，所述第一转子位置检测装置7位于被试电机转轴3上，所述第二转子位置检测装置8位于测试电机转轴4上，所述永磁联轴器9包括主动侧5和从动侧6，永磁联轴器9的主动侧5和从动侧6分别与被试电机转轴3和测试电机转轴4相连，被试电机1和测试电机2均固定于底座10上。

本电机测试***还包括测控单元，测试电机2的电气输出端与一个PWM并网逆变器连接，该逆变器的占空比受测控单元控制，能够实现输出功率的无级调节，使测试电机2保持从低转速到高转速范围内的稳定工作，本电机测试***的第一转子位置检测装置7和第二转子位置检测装置8选用旋转变压器，用来测量两个电机的转速，其输出信号经解码芯片解码后，将两个电机的转子位置信号分别传送至控制单元。

通过第一转子位置检测装置7测量被试电机1的转子角位置A1，并由测控单元计算出转子旋转一周所用的时间Ts（测控单元根据第一转子位置检测装置7和第二转子位置检测装置8的输出信号可得到电机转子旋转一周所用的时间Ts），通过第二转子位置检测装置8测量测试电机2的转子角位置A2。

通过转子位置检测装置测量出的转子位置，可以得到电机转速以及永磁联轴器主动侧与从动侧之间的夹角，进而求出两电机间通过永磁联轴器传递的转矩和功率。

本实施例中，永磁联轴器9选用如图2所示的同心式永磁联轴器，极对数p=3，永磁联轴器9具有以下转矩特性：T=k*Tm*sin(A/p)，其中，T为永磁联轴器传递的转矩，k为与永磁联轴器温度有关的修正系数，A为永磁联轴器主动侧与从动侧之间的夹角；永磁联轴器9主动侧5与从动侧6之间的夹角等于被试电机1和测试电机2的转子角位置之差，即A=A1-A2，因此被试电机1和测试电机2之间通过永磁联轴器传递的转矩等于k*Tm*sin(A1/p-A2/p)，被试电机1和测试电机2之间通过永磁联轴器传递的功率等于2*pi/Ts*k*Tm*sin(A1/p-A2/p)，而通过永磁联轴器传递的转矩和功率即为被试电机1的输出转矩和输出功率。

以上实施例陈述了本发明的主要特征和基本原理。需要强调的是，以上仅是本发明的一个较佳实施例，本发明不受上述实施例的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改与等同变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于永磁联轴器的电机测试***，其特征在于：依次包括被试电机、第一转子位置检测装置、永磁联轴器、第二转子位置检测装置以及测试电机，所述被试电机和测试电机均附有转轴，所述第一转子位置检测装置位于被试电机转轴上，所述第二转子位置检测装置位于测试电机转轴上，所述永磁联轴器包括主动侧和从动侧，永磁联轴器的主动侧和从动侧分别与被试电机转轴和测试电机转轴相连。

2.根据权利要求1所述的基于永磁联轴器的电机测试***，其特征在于：所述第一转子位置检测装置和第二转子位置检测装置为旋转变压器或光电编码盘。

3.根据权利要求1或2所述的基于永磁联轴器的电机测试***，其特征在于：所述永磁联轴器为同心式结构或盘式结构。

4.根据权利要求3所述的基于永磁联轴器的电机测试***，其特征在于：所述被试电机和测试电机均固定于底座上。

5.根据权利要求4所述的基于永磁联轴器的电机测试***，其特征在于：还包括测控单元。