[發明專利]一種基于永磁聯軸器的電機測試系統

在審

• 申請號: 201410120618.1
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN103969580A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 黃允凱;董劍寧;嚴家源;陳凱;於冬雪
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及電機測試領域，具體地說，是一種基于永磁聯軸器的電機測試系統。

背景技術

電機測試是對電機的技術參數、性能指標和裝配質量進行測量評定，是電機的設計、生產和制造過程中的重要環節。電機測試系統一般由被測電機、負載、聯軸器或扭矩傳感器、參數測量裝置、底座平臺等組成。

目前，傳統的電機測試系統采用的聯軸器或扭矩傳感器均為機械式的。由于主、被動端存在機械聯接，因此對安裝時的對中精度有非常嚴格的要求。若對中誤差超出一定范圍，將會引起高頻機械振動，從而導致機械疲勞縮短使用壽命。據不完全統計，90%以上機械聯軸器都是因對中誤差引起的高頻機械振動導致銷柱或螺栓疲勞失效而損壞。

永磁聯軸器通過永磁體的磁力實現了無接觸傳動，消除了主動軸和從動軸之間剛性或柔性的直接連接。與傳統的接觸式傳動機構相比，永磁聯軸器器可容許較大的對中誤差，允許一定的軸心偏移，可有效消除電機與負載之間振動的傳遞。因此一種基于永磁聯軸器的電機測試系統的開發很有必要。

發明內容

發明目的：針對目前電機測試系統中存在的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種基于永磁聯軸器的電機測試系統，該電機測試系統解決了傳統電機測試系統采用機械式聯軸方式帶來的問題，并能夠實現對被試電機轉速、轉矩和輸出功率的測量。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：

一種基于永磁聯軸器的電機測試系統，依次包括被試電機、第一轉子位置檢測裝置、永磁聯軸器、第二轉子位置檢測裝置以及測試電機，所述被試電機和測試電機均附有轉軸，所述第一轉子位置檢測裝置位于被試電機轉軸上，所述第二轉子位置檢測裝置位于測試電機轉軸上，所述永磁聯軸器包括主動側和從動側，永磁聯軸器的主動側和從動側分別與被試電機轉軸和測試電機轉軸相連。

作為優選，所述第一轉子位置檢測裝置和第二轉子位置檢測裝置為旋轉變壓器或光電編碼盤或其它能夠連續地得到電機旋轉角度的裝置。

作為優選，所述永磁聯軸器為同心式結構或盤式結構。

其中，所述被試電機和測試電機均固定于底座上。

其中，還包括測控單元。

永磁聯軸器是通過永磁體的磁力將原動機與工作機連接起來的一種新型聯軸器，永磁聯軸器具有以下特點：無接觸性連接，而是利用永磁體之間的相互作用，進行機械能量的傳送；在主、被動端之間不存在機械振動的傳遞，具有良好的緩沖吸振能力；無磨擦部件，無須維護，工作壽命長；當扭矩過載時，兩半聯軸器產生滑脫，實現過載保護。

本發明電機測試系統的永磁聯軸器具有以下轉矩特性：T=k*Tm*sin(A/p)，其中，T為永磁聯軸器傳遞的轉矩，k為與永磁聯軸器溫度有關的修正系數，A為永磁聯軸器主動側與從動側之間的夾角，p為永磁聯軸器的極對數。

通過適當設計，永磁聯軸器所傳遞轉矩可與主動側、從動側之間的夾角成正弦關系，這樣利用轉子位置檢測裝置測得該夾角以及聯軸器轉速，即可得到永磁聯軸器所傳遞的功率與轉矩，在傳遞轉矩的同時實現了轉矩測量的功能。

本發明電機測試系統的工作原理為：通過測量永磁聯軸器主動側和從動側之間的角度差，即可得到電機測試中的實時傳動轉矩和實時傳輸功率。由第一轉子位置檢測裝置和第二轉子位置檢測裝置測得被試電機的轉子角位置A1和測試電機的轉子角位置A2；則兩電機間通過永磁聯軸器傳遞的轉矩可采用下述公式計算得到：T=k*Tm*sin(A1/p-A2/p)；同時，采用公式P=2*π/Ts*k*Tm*sin(A1/p-A2/p)，從而計算得到永磁聯軸器傳遞的功率，永磁聯軸器傳遞的轉矩和功率即為被試電機的輸出轉矩和輸出功率。

有益效果：相比于現有技術，本發明的電機測試系統采用永磁聯軸器取代傳統的機械聯軸器或轉矩傳感器，用磁性無接觸連接取代機械性有接觸連接，不僅簡化了電機測試系統的結構，而且還提高了電機測試系統的檢測可靠性，測量方便，同時系統中的永磁聯軸器還具有振動保護和過載保護功能；另外，本發明的電機測試系統取消了對專用轉矩測量儀器的需求，通過測量永磁聯軸器主動側和從動側之間的角度差即可計算出永磁聯軸器的轉動力矩和傳輸功率，從而減少了系統的儀器設備投入成本。

附圖說明

圖1是本發明電機測試系統的結構示意圖；

圖2是本發明電機測試系統中同心式結構永磁聯軸器的示意圖；

圖3是本發明電機測試系統中盤式結構永磁聯軸器的示意圖。

具體實施方式