[發明專利]直線電機電磁推力及推力波動測試裝置

無效

• 申請號: 201110173400.9
• 申請日: 2011-06-27
• 公開（公告）號: CN102353492A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 余海濤;孫國平;朱嘉東;馮四平;胡敏強;朱斌
• 申請（專利權）人: 東南大學;江蘇中容電氣有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01R31/34
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 陳揚

技術領域

本發明涉及一種高精度的測試裝置。具體地說是一種用于測試較高精度的直線電機電磁推力及推力波動測試裝置。

背景技術

直線電機是一種將電能直接轉換成直線運動的機械能的動力裝置。使用直線電機，就是期望獲得電機提供的電磁推力，所以動態推力就是直線電機重點檢測的內容之一；而推力波動是電機振動與噪音產生的原因，特別是在低速運行時，還可能引起共振，從而惡化其伺服運行特性。總而言之，推力波動會產生許多不利的影響。因此，推力波動的測試是分析與研究電機運行特性和性能的主要內容。

常用的直線電機電磁推力或定位力測試裝置如圖1所示，圖1中，11是旋轉電機、12蝸輪蝸桿、13是定滑輪、14是拉力傳感器、15是直線電機動子、16是直線電機定子、17是光柵、18是重物。這種裝置存在的一個最大的問題是在測量過程中，定滑輪與繩子之前會產生摩擦力，且此摩擦力是無法消除的，并會影響裝置的測量精度，無法滿足一些高精度測量的要求。

發明內容

為了解決上述現有測量裝置無法克服摩擦力影響的不足，本發明的目的是提供一種直線電機電磁推力及推力波動測試裝置，該裝置結構簡單、測試精度高。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種直線電機電磁推力及推力波動測試裝置，其特征在于：該裝置包括負載直線電機、拉力傳感器、光柵尺和數據處理器，拉力傳感器的一端與負載直線電機連接，拉力傳感器的另一端與待測直線電機連接；拉力傳感器的信號輸出端與數據處理器連接；負載直線電機和待測直線電機均設置在光柵尺上；所述負載直線電機是磁懸浮、無齒槽的直線電機。

本發明中，數據處理器包括數據采集模塊、控制器和驅動裝置，數據采集模塊接收拉力傳感器的信號并進行FFT分析，同時將信號傳送給控制器對負載直線電機進行驅動控制。控制器與上位機連接。

磁懸浮、無齒槽直線電機在運行時無摩擦力，且定位力極小。磁懸浮電機中，因為動子與定子之間不存在有物理接觸，故電機在運行時，動子與定子之間不會產生摩擦力；無齒槽的直線電機中，因為采用了無齒槽結構，使得電機運行時，不存在有齒槽效應，故可使定位力的大小降至最低。

本發明采用磁懸浮、無齒槽直線電機，應用于直線電機電磁推力及推力波動測試，具有以下幾個優點：

（1）磁懸浮、無齒槽的直線電機運行時無摩擦力且定位力極小，可以最大幅度減小外界因素對測量結果的影響。

（2）因為克服了一些外界因素的影響，該裝置的測量結果更為精確，可以滿足更高精度的測試要求。

（3）因為克服了摩擦力的影響，該裝置還可用于電機動態性能的測試。

本發明結構簡單、測試精度高，適用于直線電機電磁推力及推力波動測試中，并可用于電機動態性能的測試。

附圖說明

圖1是現有技術中直線電機電磁推力或定位力測試裝置示意圖。

圖2是本發明的結構示意圖。

圖3是本發明的原理框圖。

具體實施方式

一種本發明所述的直線電機電磁推力及推力波動測試裝置，見圖2和圖3。該裝置包括負載直線電機1、拉力傳感器2、光柵尺3和數據處理器4，拉力傳感器2的一端與負載直線電機1連接，拉力傳感器2的另一端與待測直線電機5連接；拉力傳感器2的信號輸出端與數據處理器4連接；負載直線電機1和待測直線電機5均設置在光柵尺3上；負載直線電機1是磁懸浮、無齒槽的直線電機。

數據處理器4包括數據采集模塊41和控制器42，數據采集模塊41接收拉力傳感器2的信號并進行FFT分析，同時將信號傳送給控制器42對負載直線電機1進行驅動控制。控制器42與上位機43連接。

由于負載直線電機采用磁懸浮、無齒槽直線電機，此種電機運行時無摩擦力且定位力極小，可以最大幅度減小摩擦力等外界因素對測量結果的影響。

具體測試方法為：

通過控制器驅動待測直線電機，帶動負載直線電機運動，中間連接的拉力傳感器可測試推力的波動情況。作為負載的直線電機輸出的電壓、電流幅值和波形等信號變化可由數據采集模塊獲得，負載直線電機的電壓、電流幅值和波形等信號變化即為待測直線電機所帶負載的變化，根據負載變化的情況由拉力傳感器測試被測電機的電磁推力參數，通過控制器不同的控制信號變化，可以得到被測直線電機電磁推力的變化情況，數據采集模塊獲得的推力數據可經過FFT分析推力波動的成分。

本發明結構簡單、測試精度高，適用于直線電機電磁推力及推力波動測試中，并可用于電機動態性能的測試。