一种多型电机综合实验系统及其实验方法

专利2025-07-02  3


本发明属于电机实验领域,特别涉及了一种多型电机综合实验系统及其实验方法。


背景技术:

1、随着电机发展的进程,电机类型逐渐多样化,现有的电机实验系统已无法满足各型电机的实验要求,若按照电机特性设计专用的实验系统,不仅令试验周期变长,还增加了实验成本,且实验系统无法重复利用。究其原因主要是在设计实验系统时未考虑平台的复用性,致使实验系统使用具有局限性,无法完成多型电机的快速实验要求。


技术实现思路

1、本发明要解决的现有技术中电机综合实验系统存在的未考虑平台的复用性,致使实验系统使用具有局限性,无法完成多型电机的快速实验要求的问题。

2、针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明具体涉及一种多型电机综合实验系统,包括:底座框架,安装在底座框架上的第一轴承座;与第一轴承座间隔设置并安装在底座框架上的第二轴承座;第一轴承座和第二轴承座内均设置有传动轴,所述第一轴承座和第二轴承座之间设置有扭矩传感器底座,扭矩传感器底座上设置有扭矩传感器,扭矩传感器的左右两侧分别设置有一号联轴器和二号联轴器;所述第一轴承座、第二轴承座分别通过第一l型基座、第二l型基座;第一l型基座的左侧设置有第一安装夹具,第二l型基座的右侧设置有第二安装夹具;所述第一安装夹具、第二安装夹具可对接安装不同类型的电机。

3、进一步的,所述底座框架的上端面上开设多个安装孔。

4、进一步的,所述第一l型基座包括l型板和位于l型板两侧的面板,第二l型基座和第一l型基座结构相同,呈对称分布;l型基座对被测电机、轴承座起支撑作用,其结构基座结构简单,安装方便,稳固可靠,采用l型结构基座可将实验电机以悬臂的形式固定,将电机垂直于地面便于进行对拖、磁粉制动等各类实验调试,便于快速拆卸。

5、进一步的,所述底座框架底部设置有减震垫。

6、进一步的,所述传动轴上设置有编码器,编码器采用外挂形式位于电机轴线延长线末端,当需要进行不同实验切换时,可将外置的编码器拆除,更换实验电机,将其安装固定于第一l型基座或第二l型基座上,由于采用可拆卸套筒轴承,可满足不同内径的电机进行试验,再将编码器装于末端;当进行电机对拖实验时,在两台电机中间加装扭矩传感器,并将其固定在平台基座上;本平台加装了减震器。

7、作为本发明的另一方面,还涉及一种多型电机综合实验系统的试验方法,包括磁场检测试验方法、电压测试试验方法、堵转试验方法及对拖试验方法;

8、进一步的,所述磁场检测试验方法包括:

9、1)将飞轮储能电机架设到安装夹具上,沿飞轮储能电机永磁体表面进行等间距打点,使用特斯拉计沿点测量磁场并记录;若采用斜极,则对轴向上每一段的永磁体表面均需沿圆周进行打点测量并记录;

10、2)与磁场仿真进行比对,验证永磁体排列正确性。

11、进一步的,所述电压测试试验方法包括:

12、1)将飞轮储能电机架设到安装夹具上,电机开环控制,通过上位机输入电压测试的正弦曲线的频率、幅值,逆变器的输入为理想指令曲线;

13、2)逆变器输出理想驱动信号驱动电机,通过电流钳测量电机在开环状态下的定子电流值,具体测量数据同步到上位机;

14、3)结合示波器数据与matlab进行分析。

15、进一步的,所述堵转试验方法包括:

16、1)将飞轮储能电机架设到安装夹具上,试验前,应先用低电压确定对应于最大堵转电流和最小堵转转矩的转子位置;除非特殊说明,试验过程中,驱动电机控制器直流母线电压设定为额定电压;

17、2)试验时,应将电机转子堵住,电机系统工作于实际冷状态下通过驱动电机控制器,为电机施加所需的堵转转矩,记录堵转转矩和堵转时间;

18、3)改变电机定子和转子的相对位置,沿圆周方向等分取5个堵转点,分别重复以上试验,每次重复试验前,将电机恢复到实际冷状态,每次堵转试验的堵转时间应相同;

19、4)取5次测量结果中堵转转矩的最小值作为该电机系统的堵转转矩;

20、5)测取堵转特性曲线。

21、进一步的,所述对拖试验方法包括:

22、1)采用两台飞轮储能电机进行对拖充放电试验,第一台飞轮储能电机由额定转速放电,第二台飞轮储能电机进行额定功率充电;

23、2)待第二台飞轮储能电机升到额定转速后再切换至放电状态,第一台飞轮储能电机再进行充过电,如此反复循环;

24、3)通过电流钳、电压差分探头测量电机的电压、电流,通过编码器获取电机转速信号,测量数据同步上传至上位机;

25、4)matlab进行数据处理、分析。

26、总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:

27、(1)本发明的多型电机综合实验系统及其实验方法,提高了实验系统的通用性和复用性通过设计可拆装的安装夹具,能够适配安装不同类型的电机,无需反复搭建和拆卸,可以快速更换不同类型的电机进行实验,缩短实验周期,降低实验成本;避免为每种电机单独设计专用实验系统,提高了平台的复用率。

28、(2)本发明的多型电机综合实验系统及其实验方法,提高实验精确度平台设有扭矩传感器、编码器等传感装置,能精确测量电机的扭矩、转速等关键参数,提高实验数据的准确性,

29、(3)本发明的多型电机综合实验系统及其实验方法,适用于多种常见电机实验公开的四种实验方法包括磁场检测、电压测试、堵转和对拖试验等,能满足常见电机实验的需求。



技术特征:

1.一种多型电机综合实验系统,其特征在于:包括:底座框架(1),安装在底座框架(1)上的第一轴承座(2);与第一轴承座间隔设置并安装在底座框架上的第二轴承座(3);第一轴承座(2)和第二轴承座(3)内均设置有传动轴,所述第一轴承座(2)和第二轴承座(3)之间设置有扭矩传感器底座(4),扭矩传感器底座(4)上设置有扭矩传感器(5),扭矩传感器(5)的左右两侧分别设置有一号联轴器(6)和二号联轴器(7);所述第一轴承座(2)、第二轴承座(3)分别通过第一l型基座(8)、第二l型基座(9);第一l型基座(8)的左侧设置有第一安装夹具(10),第二l型基座(9)的右侧设置有第二安装夹具(11);所述第一安装夹具(10)、第二安装夹具(11)可对接安装不同类型的电机。

2.根据权利要求1所述的多型电机综合实验系统,其特征在于:所述底座框架(1)的上端面上开设多个安装孔(11)。

3.根据权利要求1所述的多型电机综合实验系统,其特征在于:所述第一l型基座(8)包括l型板(81)和位于l型板两侧的面板(82),第二l型基座(9)和第一l型基座(8)结构相同,呈对称分布;l型基座对被测电机、轴承座起支撑作用,其结构基座结构简单,安装方便,稳固可靠,采用l型结构基座可将实验电机以悬臂的形式固定,将电机垂直于地面便于进行对拖、磁粉制动等各类实验调试,便于快速拆卸;。

4.根据权利要求3所述的多型电机综合实验系统,其特征在于:所述底座框架(1)底部设置有减震垫(15)。

5.根据权利要求3所述的多型电机综合实验系统,其特征在于:实验系统采用通用ssi接口,便于不同类型电机连接数据采集及传输;所述传动轴上设置有编码器(12);编码器采用外挂形式位于电机轴线延长线末端,当需要进行不同实验切换时,可将外置的编码器拆除,更换实验电机,将其安装固定于第一l型基座(8)或第二l型基座(9)上,由于采用可拆卸套筒轴承,可满足不同内径的电机进行试验,再将编码器(12)装于末端;当进行电机对拖实验时,在两台电机中间加装扭矩传感器,并将其固定在平台基座上;本平台加装了减震器,可有效减小电机在高转速时抖动产生的影响。

6.根据权利要求1所述的多型电机综合实验系统的试验方法,其特征在于,包括磁场检测试验方法、电压测试试验方法、堵转试验方法及对拖试验方法。

7.根据权利要求6所述的多型电机综合实验系统的试验方法,其特征在于,所述磁场检测试验方法包括:

8.根据权利要求6所述的多型电机综合实验系统的试验方法,其特征在于,所述电压测试试验方法包括:

9.根据权利要求6所述的多型电机综合实验系统的试验方法,其特征在于,所述堵转试验方法包括:

10.根据权利要求6所述的多型电机综合实验系统的试验方法,其特征在于,所述对拖试验方法包括:


技术总结
本发明公开一种多型电机综合实验系统,包括:底座框架,安装在底座框架上的第一轴承座;与第一轴承座间隔设置并安装在底座框架上的第二轴承座;第一轴承座和第二轴承座内均设置有传动轴,所述第一轴承座和第二轴承座之间设置有扭矩传感器底座,扭矩传感器底座上设置有扭矩传感器,扭矩传感器的左右两侧分别设置有一号联轴器和二号联轴器;所述第一轴承座、第二轴承座分别通过第一L型基座、第二L型基座;第一L型基座的左侧设置有第一安装夹具,第二L型基座的右侧设置有第二安装夹具;所述第一安装夹具、第二安装夹具可对接安装不同类型的电机;该平台适用于多种常见电机实验,无需反复搭建和拆卸,可以快速更换不同类型的电机进行实验,缩短实验周期,降低实验成本。

技术研发人员:黄垂兵,钱翰宁,孙兆龙,丁安敏,魏声云,罗恒,刘自鸣
受保护的技术使用者:中国人民解放军海军工程大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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