專利名稱：模塊化永磁同步伺服電機(jī)機(jī)械性能參數(shù)測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電機(jī)測試領(lǐng)域，特別涉及永磁同步伺服電機(jī)機(jī)械測試裝置。
背景技術(shù)：
21世紀(jì)以來，交流伺服系統(tǒng)已成為機(jī)械自動控制業(yè)的基礎(chǔ)元件。在高精度、寬調(diào)速 范圍的伺服驅(qū)動應(yīng)用中，永磁同步伺服電機(jī)(PMSM)所構(gòu)成的伺服驅(qū)動器性能較好，能夠?qū)?現(xiàn)高速、高精度、高穩(wěn)定度、快速響應(yīng)、高效節(jié)能的運動控制。永磁同步伺服電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡 單、體積小、效率高、功率因數(shù)高、轉(zhuǎn)矩電流比高、轉(zhuǎn)動慣量低、易于散熱及維護(hù)保養(yǎng)等優(yōu)點。 其被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、汽車、航空、導(dǎo)航系統(tǒng)、精密數(shù)控機(jī)床、加工中心、機(jī)器人等領(lǐng) 域。目前在現(xiàn)有電機(jī)測試裝置或系統(tǒng)中，主要是針對于三相異步電機(jī)、直線電機(jī)、發(fā)電 機(jī)的性能測試。其缺點主要是功能單一，在試驗項目和電機(jī)類型、規(guī)格等方面受到限制。而 且這些測試裝置無法直接用于對永磁同步伺服電機(jī)機(jī)械性能參數(shù)進(jìn)行測試，因這些裝置在 測量和數(shù)據(jù)處理的性能指標(biāo)上不能滿足高精度、高可靠性、寬調(diào)速范圍寬的永磁同步伺服 電機(jī)的測試需求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，針對目前永磁同步伺服電機(jī)機(jī)械性能測試試驗技術(shù)的不 足，提出一種模塊化永磁同步伺服電機(jī)機(jī)械性能參數(shù)測試裝置，模擬不同負(fù)載工況測試永 磁同步伺服電機(jī)機(jī)械性能。其可實現(xiàn)對永磁同步伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩參數(shù)數(shù)據(jù)的實時檢 測，得到永磁同步伺服電機(jī)運行特性，如空載特性、負(fù)載特性、機(jī)械特性、動態(tài)特性，用于評 價永磁同步伺服電機(jī)的機(jī)械特性。本實用新型提供的技術(shù)方案是一種模塊化永磁同步伺服電機(jī)機(jī)械性能參數(shù)測試裝置，它包括被測電機(jī)模塊、信 號檢測模塊、機(jī)械傳動模塊、模擬負(fù)載模塊、底座模塊所組成；所述被測電機(jī)模塊包括永磁 同步伺服電機(jī)(1)、法蘭座(2)所組成；所述信號檢測模塊包括第一聯(lián)軸器(3)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳 感器(4)、調(diào)整墊塊(5)、第二聯(lián)軸器(6)所組成；所述機(jī)械傳動模塊包括第一軸承座(7)、 第一同步輪(8)、第二同步輪(9)和同步帶(10)、第二軸承座(11)所組成；所述模擬負(fù)載模 塊包括第三聯(lián)軸器(12)、磁粉制動器(13)所組成；所述底座模塊包括T型槽平臺(14)；所 述被測電機(jī)模塊、信號檢測模塊、機(jī)械傳動模塊、模擬負(fù)載模塊依次連接；所述被測電機(jī)模 塊、信號檢測模塊、機(jī)械傳動模塊、模擬負(fù)載模塊固定在底座模塊上。所述的信號檢測模塊的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(4)，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對永磁同 步伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩參數(shù)數(shù)據(jù)的實時檢測，這些參數(shù)的變化可反映永磁同步伺服電機(jī) 運行特性，如空載特性、負(fù)載特性、機(jī)械特性、動態(tài)特性。所述的機(jī)械傳動模塊的第一同步輪⑶、第二同步輪(9)和同步帶(10)的齒形結(jié) 構(gòu)采用圓齒形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可降低機(jī)械傳動過程中產(chǎn)生的噪聲，防止打滑，提高機(jī)械傳動效率和同步帶的使用壽命。所述的模擬負(fù)載模塊的磁粉制動器(13)，磁粉制動器能夠通過改變輸入的激磁電 流大小產(chǎn)生不同大小的制動力矩來模擬不同大小負(fù)載工況，并將其加載到永磁同步伺服電 機(jī)，測試永磁同步伺服電機(jī)機(jī)械性能參數(shù)。所述永磁同步伺服電機(jī)(1)安裝在法蘭座(2)上，所述轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(4)固定 在調(diào)整墊塊(5)上；所述永磁同步伺服電機(jī)(1)通過第一聯(lián)軸器(3)與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(4) 連接；所述轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(4)通過第二聯(lián)軸器(6)與第一軸承座(7)的輸入軸端連接；所 述第一軸承座(7)的輸出軸端和第二軸承座(11)的輸入軸端通過第一同步輪(8)、第二同 步輪(9)和同步帶(10)連接；所述第二軸承座(11)的輸出軸端通過第三聯(lián)軸器(12)與磁 粉制動器(13)連接。本實用新型具有以下優(yōu)點1、本實用新型采用模塊化結(jié)構(gòu)，根據(jù)測試性能參數(shù)不同，可靈活地將不同模塊進(jìn) 行組合，能較好的滿足永磁同步伺服電機(jī)調(diào)速范圍廣和不同測量精度的要求。2、本實用新型機(jī)械傳動模塊的第一同步輪、第二同步輪和同步帶的齒形結(jié)構(gòu)采用 圓齒形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可降低機(jī)械傳動過程中產(chǎn)生的噪聲，防止打滑，提高機(jī)械傳動效率和同 步帶的使用壽命。3、本實用新型模擬負(fù)載模塊的磁粉制動器，能夠通過改變輸入的激磁電流大小產(chǎn) 生不同大小的制動力矩來模擬不同大小負(fù)載工況，用于測試永磁同步伺服電機(jī)的機(jī)械性能 參數(shù)，描述永磁同步伺服電機(jī)的運行特性空載特性、負(fù)載特性、機(jī)械特性、動態(tài)特性，便于 評價永磁同步伺服電機(jī)的機(jī)械性能。

附圖為模塊化永磁同步伺服電機(jī)機(jī)械性能參數(shù)測試裝置示意圖；附圖中1_永磁同步伺服電機(jī)；2-法蘭座；3-第一聯(lián)軸器；4-轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器； 5-調(diào)整墊塊；6-第二聯(lián)軸器；7-第一軸承座；8-第一同步輪；9-第二同步輪；10-同步帶； 11-第二軸承座；12-第三聯(lián)軸器；13-磁粉制動器；14-T型槽平臺。
具體實施方案
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。本實用新型模塊化永磁同步伺服電機(jī)機(jī)械性能參數(shù)測試裝置，如附圖所示，包括 永磁同步伺服電機(jī)(1)、法蘭座(2)、第一聯(lián)軸器(3)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(4)、調(diào)整墊塊(5)、第 二聯(lián)軸器(6)、第一軸承座(7)、第一同步輪(8)、第二同步輪(9)、同步帶(10)、第二軸承座 (11)、第三聯(lián)軸器(12)、磁粉制動器(13)、T型槽平臺(14)。其中，永磁同步伺服電機(jī)(1)、 法蘭座(2)組成被測電機(jī)模塊；第一聯(lián)軸器(3)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(4)、調(diào)整墊塊(5)、第二聯(lián) 軸器(6)組成信號檢測模塊；第一軸承座(7)、第一同步輪(8)、第二同步輪(9)和同步帶 (10)、第二軸承座(11)組成機(jī)械傳動模塊；第三聯(lián)軸器(12)、磁粉制動器(13)組成模擬負(fù) 載模塊；T型槽平臺作為底座模塊。被測電機(jī)模塊中永磁同步伺服電機(jī)⑴安裝在法蘭座(2)上；信號檢測模塊中轉(zhuǎn) 矩轉(zhuǎn)速傳感器(4)固定在調(diào)整墊塊(5)上；機(jī)械傳動模塊中第一軸承座(7)軸的輸出端和
4第二軸承座(11)軸的輸入端通過第一同步輪(8)、第二同步輪(9)和同步帶(10)連接；被 測電機(jī)模塊通過第一聯(lián)軸器(3)與信號檢測模塊的輸入端連接；信號檢測模塊的輸出端通 過第二聯(lián)軸器(6)與機(jī)械傳動模塊的輸入端連接；機(jī)械傳動模塊的輸出端通過第三聯(lián)軸器 (12)與模擬負(fù)載模塊連接；法蘭座(2)、調(diào)整墊塊(5)、第一軸承座(7)、第二軸承座(11)和 磁粉制動器(13)通過螺栓和螺母分別固定在T型槽平臺(14)上。進(jìn)行永磁同步伺服電機(jī)機(jī)械性能參數(shù)測試前，將被測永磁同步伺服電機(jī)(1)固定 在法蘭座(2)上，對于不同型號的永磁同步伺服電機(jī)，需要根據(jù)電機(jī)外廓尺寸與安裝面螺 孔位置，選用相應(yīng)的法蘭座；將永磁同步伺服電機(jī)(1)軸心與第一聯(lián)軸器(3)連接，并調(diào)整 永磁同步伺服電機(jī)(1)與第一聯(lián)軸器(3)的同心度，用螺栓和螺母將法蘭座(2)固定在T型 槽平臺(14)上；將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(4)輸入端與第一聯(lián)聯(lián)軸器(3)的另一端連接，并調(diào)整 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(4)與第一聯(lián)軸器(3)的同心度以及與永磁同步伺服電機(jī)(1)的距離，并 將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(4)固定在調(diào)整墊塊(5)上，再將調(diào)整墊塊(5)固定在T型槽平臺(14) 上；將第二聯(lián)軸器(6)的一端與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(4)的輸出端連接，調(diào)整它們之間的同心 度；將第二聯(lián)軸器(6)另一端與已裝有第一同步帶輪(8)的第一軸承座(7)的輸入軸端連 接，調(diào)整好同心度之后將第一軸承座(7)固定在T型槽平臺(14)上；通過同步帶(10)將第 一同步輪(8)與第二同步輪(9)連接，調(diào)整同步帶(10)的張緊力以及兩同步輪之間的平行 度；將已裝有第二同步輪(9)的第二軸承座(11)固定在T型槽平臺(14)上；將第三聯(lián)軸器 (12)的一端與第二軸承座(11)的輸出軸端連接，并調(diào)整同心度；最后，將磁粉制動器(13) 的軸端與第三聯(lián)軸器(12)的另一端連接，調(diào)整好同心度后將磁粉制動器(13)固定在T型 槽平臺(14)上。按此順序安裝檢查無誤之后，就可以進(jìn)行永磁同步伺服電機(jī)機(jī)械性能參數(shù) 測試。進(jìn)行電機(jī)機(jī)械性能測試時，通過改變磁粉制動器(13)的輸入激磁電流大小，產(chǎn)生 不同大小的制動力矩，從而為永磁同步伺服電機(jī)提供連續(xù)線性變化的制動力矩，即不同大 小負(fù)載工況；通過轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(4)實時測試永磁同步伺服電機(jī)的機(jī)械性能參數(shù)，用于 反映永磁同步伺服電機(jī)運行特性空載特性、負(fù)載特性、機(jī)械特性、動態(tài)特性，便于評價永磁 同步伺服電機(jī)的機(jī)械性能。
權(quán)利要求一種模塊化永磁同步伺服電機(jī)機(jī)械性能參數(shù)測試裝置，其特征在于它包括被測電機(jī)模塊、信號檢測模塊、機(jī)械傳動模塊、模擬負(fù)載模塊、底座模塊所組成；所述被測電機(jī)模塊包括永磁同步伺服電機(jī)(1)、法蘭座(2)所組成；所述信號檢測模塊包括第一聯(lián)軸器(3)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(4)、調(diào)整墊塊(5)、第二聯(lián)軸器(6)所組成；所述機(jī)械傳動模塊包括第一軸承座(7)、第一同步輪(8)、第二同步輪(9)、同步帶(10)和第二軸承座(11)所組成；所述模擬負(fù)載模塊包括第三聯(lián)軸器(12)、磁粉制動器(13)所組成；所述底座模塊包括T型槽平臺(14)；所述被測電機(jī)模塊、信號檢測模塊、機(jī)械傳動模塊、模擬負(fù)載模塊依次連接；所述被測電機(jī)模塊、信號檢測模塊、機(jī)械傳動模塊、模擬負(fù)載模塊，它們固定在底座模塊上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化永磁同步伺服電機(jī)機(jī)械性能參數(shù)測試裝置，其特征在 于所述的信號檢測模塊的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(4)，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對永磁同步伺 服電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩參數(shù)數(shù)據(jù)的實時檢測，用于反映永磁同步伺服電機(jī)運行特性，如空載特 性、負(fù)載特性、機(jī)械特性、動態(tài)特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化永磁同步伺服電機(jī)機(jī)械性能參數(shù)測試裝置，其特征在 于所述的機(jī)械傳動模塊的第一同步輪(8)、第二同步輪(9)和同步帶(10)的齒形結(jié)構(gòu)采 用圓齒形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化永磁同步伺服電機(jī)機(jī)械性能參數(shù)測試裝置，其特征在 于所述的模擬負(fù)載模塊的磁粉制動器(13)，磁粉制動器能夠通過改變輸入的激磁電流大 小產(chǎn)生不同大小的制動力矩來模擬不同大小負(fù)載工況，并將其加載到永磁同步伺服電機(jī)， 測試永磁同步伺服電機(jī)性能參數(shù)。
專利摘要本實用新型公開了一種模塊化永磁同步伺服電機(jī)機(jī)械性能參數(shù)測試裝置，其包括被測電機(jī)模塊、信號檢測模塊、機(jī)械傳動模塊、模擬負(fù)載模塊、底座模塊。被測電機(jī)模塊包括永磁同步伺服電機(jī)、法蘭座；信號檢測模塊包括第一聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、調(diào)整墊塊、第二聯(lián)軸器；機(jī)械傳動模塊包括第一軸承座、第一同步輪、第二同步輪、同步帶、第二軸承座；模擬負(fù)載模塊包括第三聯(lián)軸器、磁粉制動器；底座模塊包括T型槽平臺。機(jī)械傳動模塊采用圓齒形結(jié)構(gòu)提高機(jī)械傳動效率，磁粉制動器模擬不同大小負(fù)載測試永磁同步伺服電機(jī)運行特性；本實用新型采用模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)需要測試的性能參數(shù)將不同模塊靈活組合，滿足永磁同步伺服電機(jī)調(diào)速范圍廣及不同測量精度的要求。
文檔編號G01R31/34GK201765309SQ20102026121
公開日2011年3月16日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者馮科鋒, 張鐵異, 楊德沛, 潘海鴻, 秦軍旭, 陳琳, 黃振生 申請人:廣西大學(xué)