CN101915896B - 模块化永磁同步伺服电机机械性能参数测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化永磁同步伺服电机机械性能参数测试装置，其包括被测电机模块、信号检测模块、机械传动模块、模拟负载模块、底座模块。被测电机模块包括永磁同步伺服电机、法兰座；信号检测模块包括第一联轴器、转矩转速传感器、调整垫块、第二联轴器；机械传动模块包括第一轴承座、第一同步轮、第二同步轮、同步带、第二轴承座；模拟负载模块包括第三联轴器、磁粉制动器；底座模块包括T型槽平台。机械传动模块采用圆齿形结构提高机械传动效率，磁粉制动器模拟不同大小负载测试永磁同步伺服电机运行特性；本发明新型采用模块化结构，可根据需要测试的性能参数将不同模块灵活组合，满足永磁同步伺服电机调速范围广及不同测量精度的要求。

Description

模块化永磁同步伺服电机机械性能参数测试装置

技术领域

该发明涉及电机测试领域，特别涉及永磁同步伺服电机机械测试装置。

背景技术

21世纪以来，交流伺服系统已成为机械自动控制业的基础元件。在高精度、宽调速范围的伺服驱动应用中，永磁同步伺服电机(PMSM)所构成的伺服驱动器性能较好，能够实现高速、高精度、高稳定度、快速响应、高效节能的运动控制。永磁同步伺服电机具有结构简单、体积小、效率高、功率因数高、转矩电流比高、转动惯量低、易于散热及维护保养等优点。其被广泛应用于工业自动化、汽车、航空、导航系统、精密数控机床、加工中心、机器人等领域。

目前在现有电机测试装置或系统中，主要是针对于三相异步电机、直线电机、发电机的性能测试。其缺点主要是功能单一，在试验项目和电机类型、规格等方面受到限制。而且这些测试装置无法直接用于对永磁同步伺服电机机械性能参数进行测试，因这些装置在测量和数据处理的性能指标上不能满足高精度、高可靠性、宽调速范围宽的永磁同步伺服电机的测试需求。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前永磁同步伺服电机机械性能测试试验技术的不足，提出一种模块化永磁同步伺服电机机械性能参数测试装置，模拟不同负载工况测试永磁同步伺服电机机械性能。其可实现对永磁同步伺服电机的转速、转矩参数数据的实时检测，得到永磁同步伺服电机运行特性，如空载特性、负载特性、机械特性、动态特性，用于评价永磁同步伺服电机的机械特性。

为实现上述目标，本发明的技术方案如下：

一种模块化永磁同步伺服电机机械性能参数测试装置，它包括被测电机模块、信号检测模块、机械传动模块、模拟负载模块、底座模块所组成；所述被测电机模块包括永磁同步伺服电机(1)、法兰座(2)所组成；所述信号检测模块包括第一联轴器(3)、转矩转速传感器(4)、调整垫块(5)、第二联轴器(6)所组成；所述机械传动模块包括第一轴承座(7)、第一同步轮(8)、第二同步轮(9)和同步带(10)、第二轴承座(11)所组成；所述模拟负载模块包括第三联轴器(12)、磁粉制动器(13)所组成；所述底座模块包括T型槽平台(14)；所述被测电机模块、信号检测模块、机械传动模块、模拟负载模块依次连接；所述被测电机模块、信号检测模块、机械传动模块、模拟负载模块固定在底座模块上。

所述的信号检测模块的转矩转速传感器(4)，转矩转速传感器(4)能够实现对永磁同步伺服电机(1)的转速、转矩参数数据的实时检测，这些参数的变化可反映永磁同步伺服电机(1)运行特性；所述永磁同步伺服电机(1)运行特性为空载特性、负载特性、机械特性或动态特性。

所述的机械传动模块的第一同步轮(8)、第二同步轮(9)和同步带(10)的齿形结构采用圆齿形结构，该结构可降低机械传动过程中产生的噪声，防止打滑，提高机械传动效率和同步带的使用寿命。

所述的模拟负载模块的磁粉制动器(13)，磁粉制动器(13)能够通过改变输入的激磁电流大小产生不同大小的制动力矩来模拟不同大小负载工况，并将其加载到永磁同步伺服电机(1)，测试永磁同步伺服电机(1)机械性能参数。

所述永磁同步伺服电机(1)安装在法兰座(2)上，所述转矩转速传感器(4)固定在调整垫块(5)上：所述永磁同步伺服电机(1)通过第一联轴器(3)与转矩转速传感器(4)连接；所述转矩转速传感器(4)通过第二联轴器(6)与第一轴承座(7)的输入轴端连接；所述第一轴承座(7)的输出轴端和第二轴承座(11)的输入轴端通过第一同步轮(8)、第二同步轮(9)和同步带(10)连接；所述第二轴承座(11)的输出轴端通过第三联轴器(12)与磁粉制动器(13)连接。

本发明具有以下优点：

1、本发明采用模块化结构，根据永磁同步伺服电机需要测试性能参数的不同，可灵活地将不伺模块进行组合，较好的满足永磁同步伺服电机调速范围广和不同测量精度的要求。

2、本发明机械传动模块的第一同步轮、第二同步轮和同步带的齿形结构采用圆齿形结构，该结构可降低机械传动过程中产生的噪声，防止打滑，提高机械传动效率和同步带的使用寿命。

3、本发明模拟负载模块的磁粉制动器，通过改变输入的激磁电流大小产生不同大小的制动力矩模拟不同大小负载工况，用于测试永磁同步伺服电机的机械性能参数，描述永磁同步伺服电机的运行特性：空载特性、负载特性、机械特性、动态特性，便于评价永磁同步伺服电机的机械性能。

附图说明

附图为模块化永磁同步伺服电机机械性能参数测试装置示意图；

附图中：1-永磁同步伺服电机；2-法兰座；3-第一联轴器；4-转矩转速传感器；5-调整垫块；6-第二联轴器；7-第一轴承座；8-第一同步轮；9-第二同步轮；10-同步带；11-第二轴承座；12-第三联轴器；13-磁粉制动器；14-T型槽平台。

具体实施方案

下面结合附图对本发明新型作进一步说明。

本发明模块化永磁同步伺服电机机械性能参数测试装置，如附图所示，包括永磁同步伺服电机(1)、法兰座(2)、第一联轴器(3)、转矩转速传感器(4)、调整垫块(5)、第二联轴器(6)、第一轴承座(7)、第一同步轮(8)、第二同步轮(9)、同步带(10)、第二轴承座(11)、第三联轴器(12)、磁粉制动器(13)、T型槽平台(14)。其中，永磁同步伺服电机(1)、法兰座(2)组成被测电机模块；第一联轴器(3)转矩转速传感器(4)、调整垫块(5)、第二联轴器(6)组成信号检测模块；第一轴承座(7)、第一同步轮(8)、第二同步轮(9)和同步带(10)、第二轴承座(11)组成机械传动模块；第三联轴器(12)、磁粉制动器(13)组成模拟负载模块；T型槽平台(14)作为底座模块。

被测电机模块中永磁同步伺服电机(1)安装在法兰座(2)上；信号检测模块中转矩转速传感器(4)固定在调整垫块(5)上；机械传动模块中第一轴承座(7)轴的输出端和第二轴承座(11)轴的输入端通过第一同步轮(8)、第二同步轮(9)和同步带(10)连接；被测电机模块通过第一联轴器(3)与信号检测模块的输入端连接；信号检测模块的输出端通过第二联轴器(6)与机械传动模块的输入端连接；机械传动模块的输出端通过第三联轴器(12)与模拟负载模块连接；法兰座(2)、调整垫块(5)、第一轴承座(7)、第二轴承座(11)和磁粉制动器(13)通过螺栓和螺母分别固定在T型槽平台(14)上。

进行永磁同步伺服电机机械性能参数测试前，将被测永磁同步伺服电机(1)固定在法兰座(2)上，对于不同型号的永磁同步伺服电机，需要根据电机外廓尺寸与安装面螺孔位置，选用相应的法兰座；将永磁同步伺服电机(1)轴心与第一联轴器(3)连接，并调整永磁同步伺服电机(1)与第一联轴器(3)的同心度，用螺栓和螺母将法兰座(2)固定在T型槽平台(14)上；将转矩转速传感器(4)输入端与第一联联轴器(3)的另一端连接，并调整转矩转速传感器(4)与第一联轴器(3)的同心度以及与永磁同步伺服电机(1)的距离，并将转矩转速传感器(4)固定在调整垫块(5)上，再将调整垫块(5)固定在T型槽平台(14)上；将第二联轴器(6)的一端与转矩转速传感器(4)的输出端连接，调整它们之间的同心度；将第二联轴器(6)另一端与已装有第一同步带轮(8)的第一轴承座(7)的输入轴端连接，调整好同心度之后将第一轴承座(7)固定在T型槽平台(14)上；通过同步带(10)将第一同步轮(8)与第二同步轮(9)连接，调整同步带(10)的张紧力以及两同步轮之间的平行度；将已装有第二同步轮(9)的第二轴承座(11)固定在T型槽平台(14)上；将第三联轴器(12)的一端与第二轴承座(11)的输出轴端连接，并调整同心度；最后，将磁粉制动器(13)的轴端与第三联轴器(12)的另一端连接，调整好同心度后将磁粉制动器(13)固定在T型槽平台(14)上。按此顺序安装检查无误之后，就可以进行永磁同步伺服电机(1)机械性能参数测试。

进行电机机械性能测试时，通过改变磁粉制动器(13)的输入激磁电流大小，产生不同大小的制动力矩，从而为永磁同步伺服电机(1)提供连续线性变化的制动力矩，即不同大小负载工况；通过转矩转速传感器(4)实时测试永磁同步伺服电机(1)的机械性能参数，用于反映永磁同步伺服电机(1)运行特性：空载特性、负载特性、机械特性、动态特性，便于评价永磁同步伺服电机(1)的机械性能。

Claims (4)

1.一种模块化永磁同步伺服电机机械性能参数测试装置，其特征在于：它包括被测电机模块、信号检测模块、机械传动模块、模拟负载模块、底座模块所组成；

所述被测电机模块包括永磁同步伺服电机(1)、法兰座(2)所组成；

所述信号检测模块包括第一联轴器(3)、转矩转速传感器(4)、调整垫块(5)、第二联轴器(6)所组成；

所述机械传动模块包括第一轴承座(7)、第一同步轮(8)、第二同步轮(9)、同步带(10)、第二轴承座(11)所组成；

所述模拟负载模块包括第三联轴器(12)、磁粉制动器(13)所组成；

所述底座模块包括T型槽平台(14)；

所述被测电机模块、信号检测模块、机械传动模块、模拟负载模块依次连接；所述被测

电机模块、信号检测模块、机械传动模块、模拟负载模块，它们固定在底座模块上。

2.根据权利要求1所述的模块化永磁同步伺服电机机械性能参数测试装置，其特征在于：所述的信号检测模块的转矩转速传感器(4)，转矩转速传感器(4)能够实现对永磁同步伺服电机(1)的转速、转矩参数数据的实时检测，用于反映永磁同步伺服电机(1)运行特性；所述永磁同步伺服电机(1)运行特性为空载特性、负载特性、机械特性或动态特性。

3.根据权利要求1所述的模块化永磁同步伺服电机机械性能参数测试装置，其特征在于：所述的机械传动模块的第一同步轮(8)、第二同步轮(9)和同步带(10)的齿形结构采用圆齿形结构。

4.根据权利要求1所述的模块化永磁同步伺服电机机械性能参数测试装置，其特征在于：所述的模拟负载模块的磁粉制动器(13)，磁粉制动器(13)能够通过改变输入的激磁电流大小产生不同大小的制动力矩来模拟不同大小负载工况，并将其加载到永磁同步伺服电机(1)，测试永磁同步伺服电机(1)性能参数。

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