CN108917999A - 电机扭矩测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机扭矩测试装置，包括底座；可旋转地设置在底座上的转轴；一部分与被测电机的输出端连接的传动机构，该传动机构的另一部分与转轴固定；检测被测电机是否失步的旋转编码器，所述转轴的一端与旋转编码器连接；拉力传感机构，该拉力传感机构的输入端与转轴连接以检测被测电机的扭矩；控制被测电机工作的控制器，所述旋转编码器与控制器电连接，控制器根据旋转编码器提供的信号以决定是否向被测电机输出工作信号；所述拉力传感机构与控制器电连接，控制器根据拉力传感机构提供的信号计算电机的扭矩值。本发明能够自动并快速检测出电机的扭矩。

Description

电机扭矩测试装置

技术领域

本发明涉及传动技术领域，具体涉及电机扭矩测试装置。

背景技术

在电机生产领域中，单相电机性能和生产技术都在提高和进步，尤其是国外客户对单相电机的性能要求越来越高，现在在国内使用的测试设备在测试单相电机过程中，单相电机测试都是空载虚拟状态下进行测试。那单相电机在实际应用中往往会产生电机启动扭力不够，电机在满负荷情况下运转，电机温升偏高及运行电流偏大，从而达不到国外客户的需求。目前国内检测单相电机用的测试设备和仪器已不能适应这些新型电机的检测需求，虚拟检测手段也无法满足生产发展的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机扭矩测试装置，本发明能够自动并快速检测出电机的扭矩。

解决上述技术问题的技术方案如下：

电机扭矩测试装置，包括底座；

可旋转地设置在底座上的转轴；

一部分与被测电机的输出端连接的传动机构，该传动机构的另一部分与转轴固定；

检测被测电机是否失步的旋转编码器，所述转轴的一端与旋转编码器连接；

拉力传感机构，该拉力传感机构的输入端与转轴连接以检测被测电机的扭矩；

控制被测电机工作的控制器，所述旋转编码器与控制器电连接，控制器根据旋转编码器提供的信号以决定是否向被测电机输出工作信号；所述拉力传感机构与控制器电连接，控制器根据拉力传感机构提供的信号计算电机的扭矩值。

优选地，所述底座上设有第一支座和第二支座，转轴的一端安装在第一支座上，转轴的另一端安装在第二支座上。

优选地，所述拉力传感机构包括拉线、拉力传感器，拉线的一端与转轴固定连接，拉线的另一端与拉力传感器连接。

优选地，所述拉力传感机构还包括弹性部件，弹性部件连接于拉线与拉力传感器之间。

优选地，传动机构为皮带传动机构。

优选地，旋转编码器包括旋转编码器本体以及连轴器，旋转编码器本体的输出端与连轴器的一端连接。

优选地，所述底座上设有用于快速装配或拆卸电机的便捷机构。

优选地，所述便捷机构包括：

用于安装被测电机一端的电机支座，该电机支座固定在底座上；

沿着电机轴向位移的抵顶机构，该抵顶机构的一端轴向位移时与被测电机的另一端抵顶。

优选地，所述抵顶机构包括：

固定在底座上的支撑座，支撑座上设有装配孔；

轴套，该轴套穿过装配孔并与支撑座固定，轴套的周面上设有支撑部件；

抵顶部件，所述抵顶部件穿过轴套；

把手，把手的一端与支撑部件铰接，把手的一侧设有延伸部，该延伸部与抵顶部件铰接，旋转把手使抵顶部件沿着轴套的轴向位移。

优选地，抵顶部件包括：

推杆，推杆的一端设有螺孔；

螺栓，螺栓的一端伸入到推杆的螺孔中并与推杆螺纹连接。

采用了上述方案，当旋转编码器提供给控制器的检测信号为被测电机正常的工作信号时，控制器根据检测信号判断出被测电机是非失步状态，即，被测电机输出的扭矩未达到最大值，这样，控制器继续输出工作脉冲到被测电机，被测电机继续工作。当旋转编码器提供给控制器的检测信号为被测电机失步信号时，即被测电机输出的扭矩已达到最大值，这样，控制器停止向被测电机输出工作脉冲，被测电机停止工作。控制器接收拉力传感器传输的拉力最大值并自动换算成牵出扭矩，每次自动测试3次，并自动计算出3次测试的牵出扭矩的平均值.

附图说明

图1为本发明中的电机扭矩测试装置；

图2为便捷机构的示意图；

附图1至2中的标记：

A为被测电机，B为控制器；

1为底座，2为转轴，3为传动机构，4为旋转编码器，5为第一支座，5a为第二支座，6为拉线，7为拉力传感器，8为电机支座，9为支撑座，10为轴套，11为支撑部件，12为把手，13为推杆，14为螺栓，15为延伸部。

具体实施方式

电机扭矩测试装置，包括底座1、转轴2、传动机构3、旋转编码器4、拉力传感机构、控制器B、用于快速装配或拆卸电机的便捷机构，被测电机A优先选用步进电机。下面对各部分以及它们之间的关系进行详细地说明：

转轴2可旋转地设置在底座1上，所述底座1上设有第一支座5和第二支座6，转轴2的一端安装在第一支座5上，转轴2的另一端安装在第二支座5a上，第一支座5和第二支座5a优先采用设置有轴承的轴承座，转轴2与轴承座内的轴承紧固，这样，转轴2既不会磨损，又能转动。

传动机构3的一部分与被测电机的输出端连接，该传动机构的另一部分与转轴固定，本实施例中，传动机构3优先采用皮带传动机构，其中一个带轮安装在被测电机的输出端，另一个带轮则安装在转轴2上，皮带则挠性地安装在两个带轮上。传动机构3还可以采用链传动机构或者齿轮传动机构。

旋转编码器4检测被测电机是否失步，所述转轴2的一端与旋转编码器4连接，旋转编码器4包括旋转编码器本体以及连轴器，旋转编码器本体的输出端与连轴器的一端连接。当被测电机A工作时会输出扭矩并带动传动机构3工作，进而驱动转轴2旋转，转轴2旋转时使旋转编码器4工作，被测电机A输出的扭矩在未达到最大扭矩输出时，转轴2带动旋转编码器4旋转时，旋转编码器4检测到转轴2的角位移的值是均匀的，即被测电机A工作时每一步通过旋转编码器4反映出来的值是相等的，例如，每一步的角位移值均是1.8°，这种情况下，被测电机A的工作是处于正常的状态。当被测电机A输出的扭矩在达到最大扭矩输出时，这时，旋转编码器4检测到转轴2的角位移的值是非均匀的，例如，角位移值有时是2°，有时是1.5°或者其它值，这种情况下，被测电机A就工作处于失步的状态。如果继续使被测电机A在失步状态下工作，容易造成被测电机A损坏。

拉力传感机构的输入端与转轴2连接以检测被测电机的扭矩；所述拉力传感机构包括拉线6、拉力传感器7，拉线6的一端与转轴2固定连接，拉线6的另一端与拉力传感器7连接，拉线6为优先采用柔性的拉线，可以被转轴2所卷绕，拉力传感器7优先采用具有液晶显示屏的拉力传感器。转轴2旋转时，拉线6被转轴2所卷绕，从而拉动拉力传感器7，拉力传感器7受力时输后电信号到控制器。所述拉力传感机构还包括弹性部件(弹性部件在图中未示出)，弹性部件连接于拉线6与拉力传感器7之间，通过弹性部件的作力，可以使拉力传感器7受拉力时是均匀增加的，避免突然的冲击对检测的拉力值不准确。

控制器B控制被测电机A工作，即控制器B输出脉冲到被测电机A，被测电机A在获得工作脉冲后输出扭矩，若控制器B停止向被测电机A输出工作脉冲，则被测电机A停止工作。控制器B为可编程的控制器件，例如PLC，单片机或DSP等。

所述旋转编码器4与控制器B电连接，控制器B根据旋转编码器4提供的信号以决定是否向被测电机输出工作信号，当旋转编码器4提供给控制器B的检测信号为被测电机正常的工作信号时，控制器B根据检测信号判断出被测电机A是非失步状态，即，被测电机A输出的扭矩未达到最大值，这样，控制器B继续输出工作脉冲到被测电机A，被测电机A继续工作。当旋转编码器4提供给控制器B的检测信号为被测电机失步信号时，即被测电机A输出的扭矩已达到最大值，这样，控制器B停止向被测电机A输出工作脉冲，被测电机A停止工作。

所述拉力传感机构与控制器B电连接，控制器B根据拉力传感机构提供的信号计算被测电机A的扭矩值。控制器B接收拉力传感器7传输的拉力最大值并自动换算成牵出扭矩，每次自动测试3次，并自动计算出3次测试的牵出扭矩的平均值，各测试值和平均值都会通过拉力传感器7上的液晶显示屏显示，数据读取一目了然。

所述底座1上设有用于快速装配或拆卸电机的便捷机构。所述便捷机构包括：用于安装被测电机一端的电机支座8以及沿着电机轴向位移的抵顶机构，电机支座8固定在底座1上，电机支座8的截面呈L型，电机支座8上设有轴孔，该轴孔供被测电机A的输出轴穿过，电机支座8上还设有供螺栓穿过的通孔，当被测电机A的输出轴穿过轴孔后，螺栓穿过所述通孔后与被测电机A连接，将被测电机A的一端紧固于电机支座8上。

抵顶机构的一端轴向位移时与被测电机A的另一端抵顶。所述抵顶机构包括固定在底座上的支撑座9、轴套10、抵顶部件、把手12，支撑座9的截面呈L型，支撑座9上设有装配孔，轴套10穿过装配孔并与支撑座9固定，轴套10的周面上设有支撑部件11，支撑部件为一个支撑块，所述抵顶部件穿过轴套10，抵顶部件包括推杆13以及螺栓14，推杆13的一端设有螺孔，螺栓14的一端伸入到推杆的螺孔中并与推杆螺纹连接，螺栓14与推杆13螺纹连接后，可以调整螺栓14伸出长度，以便于在面对不同被测电机A时，抵顶机构均可以使用。把手12的一端与支撑部件11铰接，把手12的一侧设有延伸部15，该延伸部15与抵顶部件铰接，即延伸部15与推杆13的另一端铰接，旋转把手12使抵顶部件沿着轴套10的轴向位移。

当需要对被测电机A的另一端进行抵顶时，旋转把手12使抵顶部件沿着轴套10的轴向位移，抵顶部件中的螺栓14与被测电机A的另一端形成抵顶。由于把手12与支撑部件11铰接，因此，螺栓14与被测电机A抵顶后，抵顶部件中的推杆13只有轴向的作用力，从而，推杆13无法对把手12产生周向的作用力，也就是说，当抵顶部件与被测电机A抵顶后，抵顶部件的反向作用力无法使把手12产生旋转，从而把手12形成锁定的状态，通过人为对把手12给予旋转作用力，才能解除把手12的锁定，进而使得把手带动抵顶部件位移，以解除抵顶部件对被测电机A另一端的抵顶作用力。

上述抵顶部件还可以采用其他结构形成，例如抵顶部件为抵顶螺栓，该抵顶螺栓与支撑座9上的装配孔螺纹连接，由于螺纹连接具有自锁作用，因此，当抵顶螺栓与被测电机A的另一端形成抵顶后，抵顶螺栓受到的反作用力无法使抵顶螺栓位移。通过人为对抵顶螺栓给予旋转作用力，才能解除抵顶螺栓的锁定，以解除抵顶螺栓对被测电机A另一端的抵顶作用力。

Claims (10)

1.电机扭矩测试装置，其特征在于，包括底座；

可旋转地设置在底座上的转轴；

一部分与被测电机的输出端连接的传动机构，该传动机构的另一部分与转轴固定；

检测被测电机是否失步的旋转编码器，所述转轴的一端与旋转编码器连接；

拉力传感机构，该拉力传感机构的输入端与转轴连接以检测被测电机的扭矩；

控制被测电机工作的控制器，所述旋转编码器与控制器电连接，控制器根据旋转编码器提供的信号以决定是否向被测电机输出工作信号；所述拉力传感机构与控制器电连接，控制器根据拉力传感机构提供的信号计算电机的扭矩值。

2.根据权利要求1所述的电机扭矩测试装置，其特征在于，所述底座上设有第一支座和第二支座，转轴的一端安装在第一支座上，转轴的另一端安装在第二支座上。

3.根据权利要求1所述的电机扭矩测试装置，其特征在于，所述拉力传感机构包括拉线、拉力传感器，拉线的一端与转轴固定连接，拉线的另一端与拉力传感器连接。

4.根据权利要求3所述的电机扭矩测试装置，其特征在于，所述拉力传感机构还包括弹性部件，弹性部件连接于拉线与拉力传感器之间。

5.根据权利要求1所述的电机扭矩测试装置，其特征在于，所述被测电机为步进电机。

6.根据权利要求1所述的电机扭矩测试装置，其特征在于，旋转编码器包括旋转编码器本体以及连轴器，旋转编码器本体的输出端与连轴器的一端连接。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的电机扭矩测试装置，其特征在于，所述底座上设有用于快速装配或拆卸电机的便捷机构。

8.根据权利要求7所述的电机扭矩测试装置，其特征在于，所述便捷机构包括：

用于安装被测电机一端的电机支座，该电机支座固定在底座上；

沿着电机轴向位移的抵顶机构，该抵顶机构的一端轴向位移时与被测电机的另一端抵顶。

9.根据权利要求8所述的电机扭矩测试装置，其特征在于，所述抵顶机构包括：

固定在底座上的支撑座，支撑座上设有装配孔；

轴套，该轴套穿过装配孔并与支撑座固定，轴套的周面上设有支撑部件；

抵顶部件，所述抵顶部件穿过轴套；

把手，把手的一端与支撑部件铰接，把手的一侧设有延伸部，该延伸部与抵顶部件铰接，旋转把手使抵顶部件沿着轴套的轴向位移。

10.根据权利要求9所述的电机扭矩测试装置，其特征在于，抵顶部件包括

推杆，推杆的一端设有螺孔；

螺栓，螺栓的一端伸入到推杆的螺孔中并与推杆螺纹连接。