帶扭矩傳感器的開關(guān)磁阻電的制造方法
【專利摘要】一種帶扭矩傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)，屬于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域。包括疊片定子、疊片轉(zhuǎn)子、繞組、前端蓋、后端蓋和機(jī)軸，繞組纏繞在疊片定子上，其出線管設(shè)在后端蓋的外周側(cè)；前端蓋通過螺釘固定在疊片定子的前端；后端蓋通過螺釘固定在疊片定子的后端；機(jī)軸通過軸承與疊片轉(zhuǎn)子連接，前端蓋固定設(shè)置扭矩傳感器，所述的扭矩傳感器包括設(shè)置在外殼內(nèi)的線路板、傳輸裝置和扭矩應(yīng)變片，扭矩應(yīng)變片固定在機(jī)軸上，扭矩應(yīng)變片通過傳輸裝置連接線路板，線路板的輸出端連接設(shè)置在外殼上的接口。設(shè)置簡單方便，便于生產(chǎn)和維修。扭矩應(yīng)變片將開關(guān)磁阻電機(jī)的負(fù)載扭矩轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過傳輸裝置、線路板處理后，輸送到接口，便于采集和上傳使用，提高開關(guān)磁阻電機(jī)的性能。
【專利說明】帶扭矩傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)磁阻電機(jī)，具體地說，涉及一種帶扭矩傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]大功率開關(guān)磁阻電機(jī)應(yīng)用到使用領(lǐng)域之后，為了提高電機(jī)控制器的控制精度，完善電機(jī)信息，需要對(duì)扭矩進(jìn)行測定。
[0003]現(xiàn)有的扭矩測量方法根據(jù)轉(zhuǎn)矩的不同情況，可以采取不同的轉(zhuǎn)矩測量方法。扭矩的測量方法可以分為平衡力法、能量轉(zhuǎn)換法和傳遞法。其中傳遞法設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)矩測量儀器種類最多，應(yīng)用也最廣泛。
[0004](I)平衡力法及平衡力類轉(zhuǎn)矩測量裝置:勻速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力機(jī)械或制動(dòng)機(jī)械，在其機(jī)體上必然同時(shí)作用著與轉(zhuǎn)矩大小相等，方向相反的平衡力矩。通過測量機(jī)體上的平衡力矩(實(shí)際上是測量力和力臂)來確定動(dòng)力機(jī)械主軸上工作轉(zhuǎn)矩的方法成為平衡法。平衡力法直接從機(jī)體上測轉(zhuǎn)矩，不存在從旋轉(zhuǎn)件到靜止件的轉(zhuǎn)矩傳遞問題。但它適合測量勻速工作情況下的轉(zhuǎn)矩，不能測動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩。
[0005](2)能量轉(zhuǎn)換法:依據(jù)能量守恒定律，通過測量其他形式能量如電能、熱能參數(shù)來測量旋轉(zhuǎn)機(jī)械的機(jī)械能，進(jìn)而求得轉(zhuǎn)矩的方法即能量轉(zhuǎn)換法。從方法上講，能量轉(zhuǎn)換法實(shí)際上就是對(duì)功率和轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量的方法。能量轉(zhuǎn)換法測轉(zhuǎn)矩一般在電機(jī)方面有較多的應(yīng)用。
[0006](3)傳遞法:傳遞法是指利用彈性元件在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)物理參數(shù)的變化與轉(zhuǎn)矩的對(duì)應(yīng)關(guān)系來測量轉(zhuǎn)矩的一類方法。常用彈性元件為扭軸，故傳遞法又成為扭矩法。根據(jù)被測物理參數(shù)不同，基于傳遞法的轉(zhuǎn)矩測量儀器有很多種類型。在現(xiàn)代測量中，這類轉(zhuǎn)矩測量儀的應(yīng)用最廣泛。目前，國內(nèi)外研制和開發(fā)的基于傳遞法的扭矩傳感器種類很多，從原理上講，主要分為應(yīng)變型、磁彈性型、轉(zhuǎn)角型和其他型等4種。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服上述缺陷，提供一種成本低、控制靈活可靠，調(diào)速精度高，可以實(shí)時(shí)測量扭矩的帶扭矩傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)。
[0008]為解決上述問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種帶扭矩傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)，包括疊片定子、疊片轉(zhuǎn)子、繞組、前端蓋、后端蓋和機(jī)軸，繞組纏繞在疊片定子上，其出線管設(shè)在后端蓋的外周側(cè)；前端蓋通過螺釘固定在疊片定子的前端；后端蓋通過螺釘固定在疊片定子的后端；機(jī)軸通過軸承與疊片轉(zhuǎn)子連接，前端蓋固定設(shè)置扭矩傳感器，所述的扭矩傳感器包括設(shè)置在外殼內(nèi)的線路板、傳輸裝置和扭矩應(yīng)變片，扭矩應(yīng)變片固定在機(jī)軸上，扭矩應(yīng)變片通過傳輸裝置連接線路板，線路板的輸出端連接設(shè)置在外殼上的接口。扭矩傳感器可以通過螺栓固定在前端蓋，設(shè)置簡單方便，便于生產(chǎn)和維修。扭矩應(yīng)變片將開關(guān)磁阻電機(jī)的負(fù)載扭矩轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過傳輸裝置、線路板處理后，輸送到接口，便于采集和上傳使用，提高開關(guān)磁阻電機(jī)的性能。[0009]其中優(yōu)選方案是:
[0010]所述傳輸裝置包括4條導(dǎo)電滑環(huán)，導(dǎo)電滑環(huán)固定在機(jī)軸上，線路板的輸入端設(shè)置與導(dǎo)電滑環(huán)相適應(yīng)的電刷。導(dǎo)電滑環(huán)設(shè)置簡單實(shí)用。
[0011]所述的傳輸裝置包括放大器、變換器、無線發(fā)射裝置和無線接收裝置，扭矩應(yīng)變片連接放大器，放大器的輸出端通過變換器連接無線發(fā)射裝置，無線接收裝置的輸出端連接線路板的輸入端。由于導(dǎo)電滑環(huán)屬于磨擦接觸，因此不可避免地存在著磨損并發(fā)熱，因而限制了旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速及導(dǎo)電滑環(huán)的使用壽命。及由于接觸不可靠引起信號(hào)波動(dòng)，因而造成測量誤差大甚至測量不成功。為了克服導(dǎo)電滑環(huán)的缺陷，另一個(gè)辦法就是采用無線電遙測的方法:將扭矩應(yīng)變信號(hào)在旋轉(zhuǎn)軸上放大并進(jìn)行ν/F轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，通過載波調(diào)制用無線電發(fā)射的方法從旋轉(zhuǎn)軸上發(fā)射至軸外，再用無線電接收的方法，就可以得到旋轉(zhuǎn)軸受扭的信號(hào)。
[0012]本實(shí)用新型具有的有益效果是，通過設(shè)置扭矩傳感器，采用扭矩應(yīng)變片實(shí)時(shí)監(jiān)測開關(guān)磁阻電機(jī)的扭矩變化，可以得到不同負(fù)載要求的機(jī)械特性，控制簡單、靈活，能容易地實(shí)現(xiàn)拖動(dòng)設(shè)備的控制。由于扭矩應(yīng)變片為固定在轉(zhuǎn)軸上，不需要設(shè)置聯(lián)軸器或者法蘭盤等轉(zhuǎn)接機(jī)構(gòu)，提高了開關(guān)磁阻電機(jī)的輸出性能。因此可以大大提高開關(guān)磁阻電機(jī)的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖中:1、后端蓋；2、固定環(huán)；3、轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)；4、機(jī)軸；5、軸承；6、前端蓋；7、螺釘；8、鉚釘；9、疊片轉(zhuǎn)子；10、疊片定子；11、螺釘；12、出線管；13、接口 ；14、外殼；15、線路板；16、扭
矩應(yīng)變片；17、傳輸裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0016]實(shí)施例1:
[0017]如圖1所示，帶扭矩傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)包括電氣連接的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)、位置傳感器、控制器和功率變換器，控制器的輸出端連接功率變換器，功率變換器的輸出端連接開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的輸出端連接電梯負(fù)載，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的后端蓋空腔內(nèi)固定設(shè)置磁位置傳感器，磁位置傳感器的輸出端連接控制器的輸入端，磁位置傳感器包括固定環(huán)和轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)，轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)固定在開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，固定環(huán)設(shè)置在后端蓋上，固定環(huán)設(shè)置有塑殼封裝的線路板，線路板上設(shè)置有磁敏元器件和信號(hào)接口。轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)為一固定塊，固定塊一側(cè)設(shè)置齒盤，齒盤上間隔均布齒盤凸起和齒盤凹槽，固定塊中間設(shè)置軸孔和鍵槽。轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)直接由轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)，控制簡單直接，信號(hào)準(zhǔn)確性高。
[0018]固定環(huán)為一金屬圓環(huán)，金屬圓環(huán)上設(shè)置2個(gè)環(huán)狀通孔，環(huán)狀通孔上設(shè)置固定螺絲與后端蓋相適應(yīng)，線路板安裝在兩環(huán)狀通孔之間，磁敏元器件固定在線路板上，線路板上設(shè)置信號(hào)接口，線路板固定在塑料外殼內(nèi)。設(shè)置連接方便。
[0019]通過設(shè)置磁位置傳感器，成本低、調(diào)速范圍寬、控制靈活、工作可靠，在寬廣的轉(zhuǎn)速和功率范圍內(nèi)都具有聞效率，能夠有效防止粉塵、油污等污染。
[0020]開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)包括疊片定子10、疊片轉(zhuǎn)子9、繞組、前端蓋6、后端蓋I和機(jī)軸，繞組纏繞在疊片定子10上，其出線管12設(shè)在后端蓋I的外周側(cè)；
[0021]前端蓋6通過螺釘7固定在疊片定子10的前端,從前端封裝疊片定子10和疊片轉(zhuǎn)子9 ;后端蓋I通過螺釘11固定在疊片定子10的后端,從后端封裝疊片定子10和疊片轉(zhuǎn)子9 ;疊片轉(zhuǎn)子9上貫穿鉚接有至少一個(gè)鉚釘8，疊片定子10上也貫穿鉚接有至少一個(gè)鉚釘；機(jī)軸通過軸承5與疊片轉(zhuǎn)子9連接；后端蓋I的空腔內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)3，轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)3套裝在疊片轉(zhuǎn)子9后端的機(jī)軸4上；固定環(huán)2固定在后端蓋I上；前端蓋6固定設(shè)置扭矩傳感器，所述的扭矩傳感器包括設(shè)置在外殼14內(nèi)的線路板15、傳輸裝置17和扭矩應(yīng)變片16,扭矩應(yīng)變片16固定在機(jī)軸4上，扭矩應(yīng)變片16通過傳輸裝置17連接線路板15，線路板的輸出端連接設(shè)置在外殼上的接口 13。
[0022]傳輸裝置17包括4條導(dǎo)電滑環(huán)，導(dǎo)電滑環(huán)固定在機(jī)軸4上，線路板15的輸入端設(shè)置與導(dǎo)電滑環(huán)相適應(yīng)的電刷。
[0023]實(shí)施例2:
[0024]在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，傳輸裝置包括放大器、變換器、無線發(fā)射裝置和無線接收裝置，扭矩應(yīng)變片連接放大器，放大器的輸出端通過變換器連接無線發(fā)射裝置，無線接收裝置的輸出端連接線路板的輸入端。
[0025]工作原理:
[0026]扭矩應(yīng)變片將開關(guān)磁阻電機(jī)的負(fù)載扭矩轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過傳輸裝置、線路板處理后，輸送到接口，便于采集和上傳使用，提高開關(guān)磁阻電機(jī)的性能，設(shè)置簡單方便，便于生產(chǎn)和維修。
【權(quán)利要求】
1.一種帶扭矩傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)，包括疊片定子(10)、疊片轉(zhuǎn)子(9)、繞組、前端蓋(6)、后端蓋(I)和機(jī)軸，繞組纏繞在疊片定子(10)上，其出線管(12)設(shè)在后端蓋(I)的外周側(cè)；前端蓋(6)通過螺釘(7)固定在疊片定子(10)的前端；后端蓋(I)通過螺釘(11)固定在疊片定子(10)的后端；機(jī)軸(4)通過軸承(5)與疊片轉(zhuǎn)子(9)連接,其特征在于:前端蓋(6)固定設(shè)置扭矩傳感器，所述的扭矩傳感器包括設(shè)置在外殼(14)內(nèi)的線路板(15)、傳輸裝置(17 )和扭矩應(yīng)變片(16 )，扭矩應(yīng)變片(16 )固定在機(jī)軸(4 )上，扭矩應(yīng)變片(16 )通過傳輸裝置(17)連接線路板(15)，線路板的輸出端連接設(shè)置在外殼上的接口( 13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶扭矩傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于:所述傳輸裝置(17)包括4條導(dǎo)電滑環(huán)，導(dǎo)電滑環(huán)固定在機(jī)軸(4)上，線路板(15)的輸入端設(shè)置與導(dǎo)電滑環(huán)相適應(yīng)的電刷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶扭矩傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于:所述的傳輸裝置(17)包括放大器、變換器、無線發(fā)射裝置和無線接收裝置，扭矩應(yīng)變片(16)連接放大器，放大器的輸出端通過變換器連接無線發(fā)射裝置，無線接收裝置的輸出端連接線路板的輸入端。
【文檔編號(hào)】H02K11/00GK203747582SQ201420148685
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】郭源生, 石光峰, 李明賢, 董義鵬 申請(qǐng)人:淄博京科電氣研究所