專利名稱：模塊化永磁同步伺服電機機械性能參數測試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電機測試領域，特別涉及永磁同步伺服電機機械測試裝置。
背景技術：
21世紀以來，交流伺服系統已成為機械自動控制業的基礎元件。在高精度、寬調速 范圍的伺服驅動應用中，永磁同步伺服電機(PMSM)所構成的伺服驅動器性能較好，能夠實 現高速、高精度、高穩定度、快速響應、高效節能的運動控制。永磁同步伺服電機具有結構簡 單、體積小、效率高、功率因數高、轉矩電流比高、轉動慣量低、易于散熱及維護保養等優點。 其被廣泛應用于工業自動化、汽車、航空、導航系統、精密數控機床、加工中心、機器人等領 域。目前在現有電機測試裝置或系統中，主要是針對于三相異步電機、直線電機、發電 機的性能測試。其缺點主要是功能單一，在試驗項目和電機類型、規格等方面受到限制。而 且這些測試裝置無法直接用于對永磁同步伺服電機機械性能參數進行測試，因這些裝置在 測量和數據處理的性能指標上不能滿足高精度、高可靠性、寬調速范圍寬的永磁同步伺服 電機的測試需求。
發明內容本實用新型的目的在于，針對目前永磁同步伺服電機機械性能測試試驗技術的不 足，提出一種模塊化永磁同步伺服電機機械性能參數測試裝置，模擬不同負載工況測試永 磁同步伺服電機機械性能。其可實現對永磁同步伺服電機的轉速、轉矩參數數據的實時檢 測，得到永磁同步伺服電機運行特性，如空載特性、負載特性、機械特性、動態特性，用于評 價永磁同步伺服電機的機械特性。本實用新型提供的技術方案是一種模塊化永磁同步伺服電機機械性能參數測試裝置，它包括被測電機模塊、信 號檢測模塊、機械傳動模塊、模擬負載模塊、底座模塊所組成；所述被測電機模塊包括永磁 同步伺服電機(1)、法蘭座(2)所組成；所述信號檢測模塊包括第一聯軸器(3)、轉矩轉速傳 感器(4)、調整墊塊(5)、第二聯軸器(6)所組成；所述機械傳動模塊包括第一軸承座(7)、 第一同步輪(8)、第二同步輪(9)和同步帶(10)、第二軸承座(11)所組成；所述模擬負載模 塊包括第三聯軸器(12)、磁粉制動器(13)所組成；所述底座模塊包括T型槽平臺(14)；所 述被測電機模塊、信號檢測模塊、機械傳動模塊、模擬負載模塊依次連接；所述被測電機模 塊、信號檢測模塊、機械傳動模塊、模擬負載模塊固定在底座模塊上。所述的信號檢測模塊的轉矩轉速傳感器(4)，轉矩轉速傳感器能夠實現對永磁同 步伺服電機的轉速、轉矩參數數據的實時檢測，這些參數的變化可反映永磁同步伺服電機 運行特性，如空載特性、負載特性、機械特性、動態特性。所述的機械傳動模塊的第一同步輪⑶、第二同步輪(9)和同步帶(10)的齒形結 構采用圓齒形結構，該結構可降低機械傳動過程中產生的噪聲，防止打滑，提高機械傳動效率和同步帶的使用壽命。所述的模擬負載模塊的磁粉制動器(13)，磁粉制動器能夠通過改變輸入的激磁電 流大小產生不同大小的制動力矩來模擬不同大小負載工況，并將其加載到永磁同步伺服電 機，測試永磁同步伺服電機機械性能參數。所述永磁同步伺服電機(1)安裝在法蘭座(2)上，所述轉矩轉速傳感器(4)固定 在調整墊塊(5)上；所述永磁同步伺服電機(1)通過第一聯軸器(3)與轉矩轉速傳感器(4) 連接；所述轉矩轉速傳感器(4)通過第二聯軸器(6)與第一軸承座(7)的輸入軸端連接；所 述第一軸承座(7)的輸出軸端和第二軸承座(11)的輸入軸端通過第一同步輪(8)、第二同 步輪(9)和同步帶(10)連接；所述第二軸承座(11)的輸出軸端通過第三聯軸器(12)與磁 粉制動器(13)連接。本實用新型具有以下優點1、本實用新型采用模塊化結構，根據測試性能參數不同，可靈活地將不同模塊進 行組合，能較好的滿足永磁同步伺服電機調速范圍廣和不同測量精度的要求。2、本實用新型機械傳動模塊的第一同步輪、第二同步輪和同步帶的齒形結構采用 圓齒形結構，該結構可降低機械傳動過程中產生的噪聲，防止打滑，提高機械傳動效率和同 步帶的使用壽命。3、本實用新型模擬負載模塊的磁粉制動器，能夠通過改變輸入的激磁電流大小產 生不同大小的制動力矩來模擬不同大小負載工況，用于測試永磁同步伺服電機的機械性能 參數，描述永磁同步伺服電機的運行特性空載特性、負載特性、機械特性、動態特性，便于 評價永磁同步伺服電機的機械性能。

附圖為模塊化永磁同步伺服電機機械性能參數測試裝置示意圖；附圖中1_永磁同步伺服電機；2-法蘭座；3-第一聯軸器；4-轉矩轉速傳感器； 5-調整墊塊；6-第二聯軸器；7-第一軸承座；8-第一同步輪；9-第二同步輪；10-同步帶； 11-第二軸承座；12-第三聯軸器；13-磁粉制動器；14-T型槽平臺。
具體實施方案
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。本實用新型模塊化永磁同步伺服電機機械性能參數測試裝置，如附圖所示，包括 永磁同步伺服電機(1)、法蘭座(2)、第一聯軸器(3)、轉矩轉速傳感器(4)、調整墊塊(5)、第 二聯軸器(6)、第一軸承座(7)、第一同步輪(8)、第二同步輪(9)、同步帶(10)、第二軸承座 (11)、第三聯軸器(12)、磁粉制動器(13)、T型槽平臺(14)。其中，永磁同步伺服電機(1)、 法蘭座(2)組成被測電機模塊；第一聯軸器(3)轉矩轉速傳感器(4)、調整墊塊(5)、第二聯 軸器(6)組成信號檢測模塊；第一軸承座(7)、第一同步輪(8)、第二同步輪(9)和同步帶 (10)、第二軸承座(11)組成機械傳動模塊；第三聯軸器(12)、磁粉制動器(13)組成模擬負 載模塊；T型槽平臺作為底座模塊。被測電機模塊中永磁同步伺服電機⑴安裝在法蘭座(2)上；信號檢測模塊中轉 矩轉速傳感器(4)固定在調整墊塊(5)上；機械傳動模塊中第一軸承座(7)軸的輸出端和
4第二軸承座(11)軸的輸入端通過第一同步輪(8)、第二同步輪(9)和同步帶(10)連接；被 測電機模塊通過第一聯軸器(3)與信號檢測模塊的輸入端連接；信號檢測模塊的輸出端通 過第二聯軸器(6)與機械傳動模塊的輸入端連接；機械傳動模塊的輸出端通過第三聯軸器 (12)與模擬負載模塊連接；法蘭座(2)、調整墊塊(5)、第一軸承座(7)、第二軸承座(11)和 磁粉制動器(13)通過螺栓和螺母分別固定在T型槽平臺(14)上。進行永磁同步伺服電機機械性能參數測試前，將被測永磁同步伺服電機(1)固定 在法蘭座(2)上，對于不同型號的永磁同步伺服電機，需要根據電機外廓尺寸與安裝面螺 孔位置，選用相應的法蘭座；將永磁同步伺服電機(1)軸心與第一聯軸器(3)連接，并調整 永磁同步伺服電機(1)與第一聯軸器(3)的同心度，用螺栓和螺母將法蘭座(2)固定在T型 槽平臺(14)上；將轉矩轉速傳感器(4)輸入端與第一聯聯軸器(3)的另一端連接，并調整 轉矩轉速傳感器(4)與第一聯軸器(3)的同心度以及與永磁同步伺服電機(1)的距離，并 將轉矩轉速傳感器(4)固定在調整墊塊(5)上，再將調整墊塊(5)固定在T型槽平臺(14) 上；將第二聯軸器(6)的一端與轉矩轉速傳感器(4)的輸出端連接，調整它們之間的同心 度；將第二聯軸器(6)另一端與已裝有第一同步帶輪(8)的第一軸承座(7)的輸入軸端連 接，調整好同心度之后將第一軸承座(7)固定在T型槽平臺(14)上；通過同步帶(10)將第 一同步輪(8)與第二同步輪(9)連接，調整同步帶(10)的張緊力以及兩同步輪之間的平行 度；將已裝有第二同步輪(9)的第二軸承座(11)固定在T型槽平臺(14)上；將第三聯軸器 (12)的一端與第二軸承座(11)的輸出軸端連接，并調整同心度；最后，將磁粉制動器(13) 的軸端與第三聯軸器(12)的另一端連接，調整好同心度后將磁粉制動器(13)固定在T型 槽平臺(14)上。按此順序安裝檢查無誤之后，就可以進行永磁同步伺服電機機械性能參數 測試。進行電機機械性能測試時，通過改變磁粉制動器(13)的輸入激磁電流大小，產生 不同大小的制動力矩，從而為永磁同步伺服電機提供連續線性變化的制動力矩，即不同大 小負載工況；通過轉矩轉速傳感器(4)實時測試永磁同步伺服電機的機械性能參數，用于 反映永磁同步伺服電機運行特性空載特性、負載特性、機械特性、動態特性，便于評價永磁 同步伺服電機的機械性能。
權利要求一種模塊化永磁同步伺服電機機械性能參數測試裝置，其特征在于它包括被測電機模塊、信號檢測模塊、機械傳動模塊、模擬負載模塊、底座模塊所組成；所述被測電機模塊包括永磁同步伺服電機(1)、法蘭座(2)所組成；所述信號檢測模塊包括第一聯軸器(3)、轉矩轉速傳感器(4)、調整墊塊(5)、第二聯軸器(6)所組成；所述機械傳動模塊包括第一軸承座(7)、第一同步輪(8)、第二同步輪(9)、同步帶(10)和第二軸承座(11)所組成；所述模擬負載模塊包括第三聯軸器(12)、磁粉制動器(13)所組成；所述底座模塊包括T型槽平臺(14)；所述被測電機模塊、信號檢測模塊、機械傳動模塊、模擬負載模塊依次連接；所述被測電機模塊、信號檢測模塊、機械傳動模塊、模擬負載模塊，它們固定在底座模塊上。
2.根據權利要求1所述的模塊化永磁同步伺服電機機械性能參數測試裝置，其特征在 于所述的信號檢測模塊的轉矩轉速傳感器(4)，轉矩轉速傳感器能夠實現對永磁同步伺 服電機的轉速、轉矩參數數據的實時檢測，用于反映永磁同步伺服電機運行特性，如空載特 性、負載特性、機械特性、動態特性。
3.根據權利要求1所述的模塊化永磁同步伺服電機機械性能參數測試裝置，其特征在 于所述的機械傳動模塊的第一同步輪(8)、第二同步輪(9)和同步帶(10)的齒形結構采 用圓齒形結構。
4.根據權利要求1所述的模塊化永磁同步伺服電機機械性能參數測試裝置，其特征在 于所述的模擬負載模塊的磁粉制動器(13)，磁粉制動器能夠通過改變輸入的激磁電流大 小產生不同大小的制動力矩來模擬不同大小負載工況，并將其加載到永磁同步伺服電機， 測試永磁同步伺服電機性能參數。
專利摘要本實用新型公開了一種模塊化永磁同步伺服電機機械性能參數測試裝置，其包括被測電機模塊、信號檢測模塊、機械傳動模塊、模擬負載模塊、底座模塊。被測電機模塊包括永磁同步伺服電機、法蘭座；信號檢測模塊包括第一聯軸器、轉矩轉速傳感器、調整墊塊、第二聯軸器；機械傳動模塊包括第一軸承座、第一同步輪、第二同步輪、同步帶、第二軸承座；模擬負載模塊包括第三聯軸器、磁粉制動器；底座模塊包括T型槽平臺。機械傳動模塊采用圓齒形結構提高機械傳動效率，磁粉制動器模擬不同大小負載測試永磁同步伺服電機運行特性；本實用新型采用模塊化結構，可根據需要測試的性能參數將不同模塊靈活組合，滿足永磁同步伺服電機調速范圍廣及不同測量精度的要求。
文檔編號G01R31/34GK201765309SQ20102026121
公開日2011年3月16日 申請日期2010年7月16日 優先權日2010年7月16日
發明者馮科鋒, 張鐵異, 楊德沛, 潘海鴻, 秦軍旭, 陳琳, 黃振生 申請人:廣西大學