[發明專利]一種測量換向器動態片間誤差的裝置及方法

有效

• 申請號: 201710655905.6
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107576485B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 沈治國;施兆良;肖俊林;奚文超;陳欣
• 申請（專利權）人: 上海電動工具研究所(集團)有限公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01B21/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;吳小麗

本發明提供了一種測量換向器動態片間誤差的裝置，工作臺上設有電主軸電機、用于測量換向器位移的左位移傳感器和用于測量電主軸電機的主軸位移的右位移傳感器；換向器設于電主軸電機的主軸上，且位于左、右位移傳感器之間；熱風機的管道出風口設于換向器前側，且熱風機的管道出風口處設有紅外測溫探頭；上位機控制單元連接左、右位移傳感器和紅外測溫探頭。本發明還提供了一種測量換向器動態片間誤差的方法。本發明在滿足換向器實際工作時的額定轉速和實際工作溫度兩個前提條件下，測量換向器的片間誤差值；可以不考慮換向器和電機主軸的采樣位置，輕松的實現去除電機主軸誤差的功能；提高了換向器動態測量的準確性，保證了測量結果的真實可靠。

技術領域

本發明涉及一種測量換向器在實際工況下的片間誤差值的裝置及方法，屬于自動控制測量技術領域。

背景技術

換向器一般由幾十片銅排、云母槽(片間云母)、壓圈、云母套環等不同材料加工制成，機構復雜，工藝嚴格。換向器每兩片相鄰銅排之間的高低距離差，我們稱為靜態片間誤差，而在高速旋轉和高溫時，銅排之間還可能發生彈性形變(速度減慢后可以恢復原狀)和非彈性形變(永久變形)，這就是動態片間誤差，又稱動態片間跳動誤差。

換向器需要安裝到電機主軸上才能高速旋轉，從而測量動態片間誤差，但是電機主軸在高速旋轉時，電機的軸系不可避免的存在徑向跳動。這主軸的軸系徑向跳動會疊加在換向器的動態片間誤差里，屬于矢量疊加，而對最終測量結果造成影響。

傳統的換向器動態片間誤差測試儀，往往忽略了高速電機本身的主軸徑向跳動，都是安裝一個位移傳感器。傳統的測量方式分兩種，具體如下：

1、只測量換向器而不測量電機主軸，這樣的測量方式，由于電機主軸本身的跳動誤差存在，影響了換向器動態片間誤差測量的真實性。有時為了測試，還對換向器進行動態切削，這樣無疑破壞了換向器本身，測量結果也無法反應換向器的真實性。

2、分兩次測量換向器和電機主軸，然后把兩者相減，得到最終結果。這樣的測量方式，第一，操作繁瑣，第二，由于電機主軸的誤差與換向器動態誤差分開采樣，在高速旋轉的情況下，采樣數據的初相位無法一致，由于兩者都是矢量相互疊加，相減后不能有效的分離電機主軸的徑向跳動誤差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：換向器動態測量時，如何避免由于電機主軸系統引起的矢量疊加偏差所造成的最終測試結果的失真問題，以提高換向器動態測量的準確性，保證測量結果的真實可靠。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供一種測量換向器動態片間誤差的裝置，其特征在于：包括工作臺，工作臺上設有用于帶動換向器運轉的電主軸電機、用于測量換向器位移的左位移傳感器和用于測量電主軸電機的主軸位移的右位移傳感器，換向器設于電主軸電機的主軸上，且換向器位于左位移傳感器、右位移傳感器之間；還包括用于對換向器表面進行加熱的熱風機，熱風機的管道出風口設于換向器前側，且熱風機的管道出風口處設有紅外測溫探頭；

上位機控制單元連接左位移傳感器、右位移傳感器和紅外測溫探頭。

優選地，所述左位移傳感器、右位移傳感器分別設于左、右兩個精密三維調節平臺上，精密三維調節平臺上設于工作臺上。

優選地，防護罩固定在工作臺上，并將所述電主軸電機、換向器、左位移傳感器、右位移傳感器罩住。

優選地，還包括用于對電主軸電機進行水循環冷卻的冷卻水循環系統；冷卻水循環系統連接電主軸電機的水冷管路。

優選地，所述上位機控制單元包括工控機，工控機內部設有數據采集卡，數據采集卡連接所述左位移傳感器、右位移傳感器和紅外測溫探頭；工控機還和觸摸顯示屏相連；變頻器連接工控機和電主軸電機；溫控模塊連接工控機和熱風機。