一種寬電壓節能型永磁電機測功系統技術方案

本發明專利技術提供了一種寬電壓節能型永磁電機測功系統，它包括采用永磁交流電機的測功機電機、測功機控制器、可調直流穩壓電源、力矩傳感器、轉速測量裝置和計算機；測功機電機與測功機控制器電氣連接，測功機控制器與可調直流穩壓電源電氣連接，力矩傳感器與測功機電機機械連接，轉速測量裝置利用中心軸上的碼盤以及光耦組合輸出轉速信號，計算機分別與測功機控制器、力矩傳感器和轉速測量裝置電氣連接；測功機控制器和可調直流穩壓電源并聯后，向被測電機和被測控制器供電。本發明專利技術的寬電壓節能型永磁電機測功系統采用永磁交流電機代替市場流行的磁粉制動器或者磁滯制動器，并采用寬工作電壓制式，跟隨多種不同電壓等級的被測控制器和被測電機進行測功，把消耗型測功，改進成發電型測功，可以節約大量電能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及ー種電機測功用的測試設備，特別是涉及一種采用浮動安裝制動器的、針對中小功率永磁電機的寬電壓節能型永磁電機測功系統，例如用來測量電動摩托車電機、電動自行車電機、殘疾車用電機的測功系統。
技術介紹
根據目前的現有技術，用來測試中小功率的永磁電機測功系統，都采用如下幾款比較典型的形式，例如 申請號為94215962. 4，名稱為“電機輸出轉矩測量裝置”公開的專利、申請號為98244117. 7，名稱為“電機輸出功率測試儀”公開的專利、申請號為200420114065. 0，名稱為“ー種扭矩測試裝置”公開的專利。上述這些測功裝置(或者系統)的特點是，測功機和被測電機其中一方采用浮動安裝，尾部加入扭矩傳感器，采用消耗型制動器，把機械能轉換成電磁能和熱能，尾部的扭矩傳感器采用“靜止測量法”測量。上述方法的缺陷是I、凡是采用磁粉制動器，或者磁滯制動器的測功機，其工作原理是把被測電機輸出的機械能轉換成電磁能和熱能消耗棹，電機功率越大，在制動器上消耗的功率也越大。2、該裝置尾部的扭矩傳感器設計不盡合理。申請號為200820142953. 1，名稱為“電動車電機測功機”，該測功機的制動器采用磁粉制動器，并且采用固定安裝，扭矩傳感器采用“旋轉測量法”測量扭矩。上述方法的缺陷是I、采用磁粉制動器，其工作原理同上述列舉的測功機，電機功率越大，在制動器上消耗的功率也越大。2、“旋轉測量法”的扭矩傳感器非常昂貴，而且需要專用轉換器，把扭矩輸出的脈沖信號，轉換成模擬信號，結構復雜。
技術實現思路
本專利技術的目的，就是為了提供一種寬電壓節能型永磁電機測功系統，以克服現有技術中存在的上述缺陷。為了達到上述目的，本專利技術采用了以下技術方案一種寬電壓節能型永磁電機測功系統，用干與被測電機及被測控制器連接，測量被測電機的特性參數及效率，包括采用永磁交流電機的測功機電機、測功機控制器、可調直流穩壓電源、力矩傳感器、轉速測量裝置和計算機；測功機控制器與測功機電機電氣連接，可調直流穩壓電源與測功機控制器電氣連接，力矩傳感器與測功機電機機械連接，轉速測量裝置設置在測功機電機的前端；計算機分別與力矩傳感器和轉速測量裝置電氣連接；所述的測功機控制器與可調直流穩壓電源并聯，共同向被測電機控制器供電；所述的采用永磁交流電機的測功機電機和測功機控制器的工作電壓等級在一定范圍內跟隨被測電機及被測控制器的電壓等級，用發電制動代替消耗制動，完成測功全過程。所述的采用永磁交流電機的測功機電機，包括電機本體、前支架、后支架以及用于與被測電機傳動相連的機械連接件，電機本體以其中心軸的中心線為基準，懸浮安裝在前后支架上，機械連接件與電機本體中心軸的前端相連；所述的カ矩傳感器與電機本體的后端蓋固定相連，力矩傳感器的下端設有向下開ロ的U形槽，所述的后支架上固定有一銷釘，該銷釘插入上述U形槽內用于限制力矩傳感器以及電機本體的旋轉；所述的轉速測量裝置設置在電機本體的前端并利用電機本體中心軸上的碼盤和光耦組合，輸出中心軸的轉速信號。所述的測功機控制器內部由MCU計算機芯片、寫入芯片的軟件及外圍硬件組成ー個微計算機系統，該系統由輸入輸出部分、控制驅動部分、直流-直流變換部分、大功率晶體管組成的逆變器模塊、電流電壓檢測元件、散熱殼體組成，微計算機系統通過CAN總線與所述計算機通訊，執行所述計算機的指令，完成測功全過程，所述的測功機控制器在電路結 構上設計為寬電壓范圍工作。所述的カ矩傳感器的上部設有上下延伸的腰形孔，對應于該腰形孔的電機本體后端蓋上固定有ー銷釘，該銷釘插入上述腰形孔內用于限制力矩傳感器在后端蓋上的滑移，力矩傳感器由上下兩部分可拆卸式連接組成，上下兩部分各設有ー個半圓環，兩個半圓環通過連接螺釘連接成ー個整圓環，該整圓環緊固套裝在電機后端蓋上，所述カ矩傳感器的下部有一段均勻的矩形梁，矩形梁中部開有兩個相互貫通的應變孔，沿應變孔的兩側面貼有四個電阻應變片，四個電阻應變片組成電橋，由電橋輸出扭矩信號。所述的測功機電機本體自身設有用于獲得轉速信號的位置傳感器，提供轉速信號。所述計算機的軟件設計在不同等級電壓測試時，采用不同程序，分別計算，分別擬合，合并輸出。本專利技術永磁電機測功系統由于采用了以上技術方案，具有以下的優點和特點I、由于采用了寬工作電壓制式，能夠跟隨各種被測電機和被測控制器的電壓等級，例如24V、36V和48V ；2、測功機電機由于采用了永磁交流電機作為制動器，并且采用測功機控制器與可調直流穩壓電源并聯后，向被測控制器及被測電機供電的這ー技術方案，把制動時的機械能，轉換成電能，向系統發電，節約了電能，其最大節電率達60%。3、由于カ矩傳感器采用四個電阻應變片采樣，在力矩數據測量上具有精度高、線性度平直的優點，并且其由上下兩部分可拆卸式連接組成，結構合理，給安裝和維修帶來了方便。附圖說明圖I是本專利技術永磁電機測功系統的結構原理框圖；圖2是本專利技術中的測功機電機及其機械連接關系示意圖；圖3是圖2的側視圖；圖4是本專利技術中的力矩傳感器的結構示意圖5是本專利技術永磁電機測功系統的ー種軟件實施方式。具體實施例方式下面結合具體實施例，進ー步闡述本專利技術。附圖所示為本專利技術的ー個較佳實施例，本專利技術的技術方案不限于本實施例。參見圖1，本專利技術ー種寬電壓節能型永磁電機測功系統，用于測量永磁電機的特性參數及效率，包括采用永磁交流電機的測功機電機、測功機控制器、可調直流穩壓電源、力矩傳感器、轉速測量裝置和計算機；測功機控制器與測功機電機電氣連接，直流母線與測功機控制器電氣連接，可調直流穩壓電源與直流母線電氣連接，力矩傳感器與測功機電機機械連接，轉速測量裝置設置在電機本體的前端并利用電機本體中心軸上的碼盤和底板上的光耦組合，輸出測功機中心軸的轉速信號。計算機分別與力矩傳感器和轉速測量裝置電氣連接。其中的測功機控制器與可調直流穩壓電源并聯，向被測控制器及被測電機供電；測功機電機與測功機控制器采用寬工作電壓制式，跟隨被測控制器與被測電機的電壓等級，完成測功全過程。 參見圖2、圖3，本專利技術中的測功機電機包括電機本體I、前支架2、后支架3以及用干與被測電機4傳動相連的機械連接件5，電機本體I通過其中心軸11懸浮安裝在前后支架2和3上，機械連接件5與電機本體中心軸11的前端相連。力矩傳感器6與電機本體的后端蓋12固定相連，力矩傳感器6的下端設有向下開ロ的U形槽61，后支架3上固定有一銷釘7，該銷釘7插入上述U形槽61內用于限制力矩傳感器6及電機本體I的旋轉并產生カ矩信號。轉速測量裝置8設置在電機本體I的前端，利用電機本體中心軸11上的碼盤，與光耦組合以測得測功機中心軸的轉速信號。配合參見圖4，本專利技術中的力矩傳感器6由上下兩部分可拆卸式連接組成，上下兩部分的連接端各設有ー個半圓環63、64，兩個半圓環63、64通過連接螺釘連接成一個整圓環，該整圓環緊固套裝在電機后端蓋12上。在力矩傳感器6的上部設有上下延伸的腰形孔62，對應于該腰形孔的電機本體后端蓋上固定有ー銷釘9，該銷釘9插入上述腰形孔62內用于限制力矩傳感器6在后端蓋12上的轉動滑移。本專利技術中的電機本體自身還可以設置ー個用于獲得轉速信號的位置傳感器13。在此情況下，可以免除轉速測量裝置，通過電機本體自身的位置傳感器獲得轉速信號。本專利技術的寬電壓節能型永本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種寬電壓節能型永磁電機測功系統，用于與被測電機及被測控制器連接，測量被測電機的特性參數及效率，其特征在于：包括采用永磁交流電機的測功機電機、測功機控制器、可調直流穩壓電源、力矩傳感器、轉速測量裝置和計算機；測功機控制器與測功機電機電氣連接，可調直流穩壓電源與測功機控制器電氣連接，力矩傳感器與測功機電機機械連接，轉速測量裝置設置在測功機電機的前端；計算機分別與力矩傳感器和轉速測量裝置電氣連接；所述的測功機控制器與可調直流穩壓電源并聯，共同向被測電機控制器供電；所述的采用永磁交流電機的測功機電機和測功機控制器的工作電壓等級在一定范圍內跟隨被測電機及被測控制器的電壓等級，用發電制動代替消耗制動，完成測功全過程。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：金建均，馬麗，
申請(專利權)人：上海電驅動有限公司，上海汽車電驅動有限公司，上海汽車電驅動工程技術研究中心有限公司，
類型：發明
國別省市：