电磁摩擦主动加载系统技术方案

电磁摩擦主动加载系统，涉及负载模拟装置。它为了解决现有的负载模拟器加载力矩易受测试物体运动干扰的问题。力矩传感器将检测到的被测试设备的力矩发送至控制器，控制器将电流控制信号发送至恒流源，恒流源的两个电流信号输出端分别连接一号电磁离合器和二号电磁离合器的线圈；被测设备的转轴通过三号联轴器和四号联轴器与轴连接；一号电机和二号电机分别用于带动一号电磁离合器和二号电磁离合器的主动件旋转，且两个主动件的旋转方向相反，转速相同；一号电磁离合器的从动件和二号电磁离合器的从动件均与轴键连接。本发明专利技术具有无被测试对象干扰，加载精度高，系统频带高，控制算法简单可靠等优点，适用于对电机性能的测试。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能模拟各种负载信号的负载模拟装置，属于伺服控制及半实物仿真领域。
技术介绍
目前，在航空航天、武器装备等各种高精尖
中，通常需要对驱动单元或者产品其他关键部件进行动态测试，测试其性能以保证所设计产品的可靠性，并通过改进优化产品满足产品对性能的要求。要保证检测数据的可信度，必须要真实负载环境下对被测试设备检测。但是，在真实环境中进行产品检测需要耗费大量的人力物力，有的甚至不可实现，如地震波动载荷。所以需要在实验室环境下模拟所需要的负载，实现地面半实物仿真，对被测试物体进行动态测试。此技术具有良好的可控性、无破坏性、全天候以及操作简单方便、实验具有可重复性等优点，其经济性是经典自破坏性实验所无法比拟的。为了实现在实验室条件下半实物的复现被测对象在实际工作过程中所受的动力载荷，模拟被测对象在实际工作中所受动力载荷环境，将经典的自破坏性实验转化为实验室条件下的预测研究，传统的负载模拟器应运而生。但是传统的负载模拟器一直存在很多技术难题：传统负载模拟器受到被测试物体运动干扰，严重影响系统的加载性能，难以保证小力矩加载性能和高精度的动态加载；真实负载变化多样，变化剧烈，传统负载模拟器的带宽很难满足要求；为提高传统负载模拟器性能，其控制策略复杂，控制策略通用性较差。负载模拟器性能的高低直接关系到被加载设备测试和仿真的准确度，高性能的加载系统才能保证产品性能。为了彻底消除负载模拟器的弊端，急需新的设备和技术去提高动态加载性能和加载带宽，实现精确的负载模拟。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的负载模拟器易受到被测试物体运动干扰，严重影响系统的加载性能，难以实现高精度和高带宽加载的问题，提供一种电磁摩擦主动加载系统。本专利技术所述的电磁摩擦主动加载系统，包括一号电机15、控制器001、D/A模块002、放大器003、恒流源004、稳压源005、A/D模块006、二号电机41、一号电磁离合器14、二号电磁离合器16、力矩传感器3和轴34；力矩传感器3用于检测被测试设备1的力矩，力矩传感器3的检测信号输出端通过A/D模块006连接控制器001的反馈信号输入端，控制器001的电流控制信号输出端依次通过D/A模块002和放大器003连接恒流源004的电流控制信号输入端，恒流源004的两个电流信号输出端分别连接一号电磁离合器14和二号电磁离合器16的线圈；被测试设备1的转轴通过三号联轴器2和四号联轴器4与轴34连接；一号电机15和二号电机41分别用于带动一号电磁离合器14和二号电磁离合器16的主动件旋转，且两个主动件的旋转方向相反，转速相同；一号电磁离合器14的从动件和二号电磁离合器16的从动件均与轴34键连接。本专利技术的有益效果是：通过电磁摩擦主动加载方式可以模拟多种负载来测试驱动元件或系统，改变了以往被测试设备和加载器之间的刚性连接，这种电磁摩擦加载系统把原来的被动加载转换成主动加载，被测试物体运动对加载系统几乎没有影响，而且电磁响应快速，所以本专利技术的电磁摩擦主动加载系统能够实现高精度、高频响应的动态加载。附图说明图1是本专利技术所述的电磁摩擦主动加载系统的原理框图；图2是一号电磁离合器的结构示意图；图3是负载曲线，横坐标表示时间，纵坐标表示电流大小，位于X轴上方表示给一号磁粉离合器通电，位于X轴下方表示给二号磁粉离合器通电；图4是本专利技术所述的电磁摩擦主动加载系统机械部分的结构示意图，图中25表示分离弹簧，36表示衔铁。具体实施方式具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的电磁摩擦主动加载系统，包括控制器001、D/A模块002、放大器003、恒流源004、稳压源005、A/D模块006、一号电机15、二号电机41、一号电磁离合器14、二号电磁离合器16、力矩传感器3和轴34；力矩传感器3用于检测被测试设备1的力矩，力矩传感器3的检测信号输出端通过A/D模块006连接控制器001的反馈信号输入端，控制器001的电流控制信号输出端依次通过D/A模块002和放大器003连接恒流源004的电流控制信号输入端，恒流源004的两个电流信号输出端分别连接一号电磁离合器14和二号电磁离合器16的线圈；被测试设备1的转轴通过三号联轴器2和四号联轴器4与轴34连接；一号电机15和二号电机41分别用于带动一号电磁离合器14和二号电磁离合器16的主动件旋转，且两个主动件的旋转方向相反，转速相同；一号电磁离合器14的从动件和二号电磁离合器16的从动件均与轴34键连接。如图3和图4所示，一号电磁离合器14与二号电磁离合器16结构相同。一号电磁离合器14中，外摩擦片51与主动件54通过花键连接，外摩擦片51能够与主动件54一起转动并且沿轴向移动，所述轴向是指轴34的长度方向，内摩擦片50与从动件55通过花键连接。如图4所示，被测试设备1的转轴通过三号联轴器2和四号联轴器4与轴34连接，力矩传感器3设置在三号联轴器2和四号联轴器4之间。一号电机15通过一号电磁离合器14的主动件54连接带动外摩擦片51旋转，外摩擦片51与内摩擦片50发生相对转动，当一号电磁离合器14的线圈48通电时，衔铁52沿着轴向移动将外摩擦片51和内摩擦片50压紧，外摩擦片51和内摩擦片50之间就会产生摩擦力矩，此力矩传递给从动件55。二号电机41通过二号电磁离合器16的主动件27连接带动外摩擦片23旋转，外摩擦片23和内摩擦片24发生相对转动，当二号电磁离合器16的线圈20通电时，衔铁26沿着轴向移动将外摩擦片23和内摩擦片24压紧，外摩擦片23和内摩擦片24之间就会产生摩擦力矩，此力矩传递给从动件29。一号电机15和二号电机41反向同速旋转，这样一号电磁离合器14的外摩擦片51和二号电磁离合器16的外摩擦片23就会反向同速旋转，使得它们分别与一号电磁离合器14的内摩擦片50和二号电磁离合器16的内摩擦片24发生摩擦时，输出方向相反的摩擦力矩。力矩传感器3检测的力矩信号经A/D模块006处理后传输给控制器001，控制器001将接收到的信号与给定信号作比较，得出控制信号，控制器001将控制信号经D/A模块002传输给放大器003将信号放大，根据放大后的信号控制恒流源004输出所需电流，稳压源005能够稳定恒流源004电流大小，电流传输给一号电磁离合器14或者二号电磁离合器16，使得一号电磁离合器14或者二号电磁离合器16输出力矩，该力矩加载到被测试设备1上，实现闭环控制，能够精确控制力矩大小，...

【技术保护点】
电磁摩擦主动加载系统，包括一号电机(15)，其特征在于，它还包括控制器(001)、D/A模块(002)、放大器(003)、恒流源(004)、稳压源(005)、A/D模块(006)、二号电机(41)、一号电磁离合器(14)、二号电磁离合器(16)、力矩传感器(3)和轴(34)；力矩传感器(3)用于检测被测试设备(1)的力矩，力矩传感器(3)的检测信号输出端通过A/D模块(006)连接控制器(001)的反馈信号输入端，控制器(001)的电流控制信号输出端依次通过D/A模块(002)和放大器(003)连接恒流源(004)的电流控制信号输入端，恒流源(004)的两个电流信号输出端分别连接一号电磁离合器(14)和二号电磁离合器(16)的线圈；被测试设备(1)的转轴通过三号联轴器(2)和四号联轴器(4)与轴(34)连接；一号电机(15)和二号电机(41)分别用于带动一号电磁离合器(14)和二号电磁离合器(16)的主动件旋转，且两个主动件的旋转方向相反，转速相同；一号电磁离合器(14)的从动件和二号电磁离合器(16)的从动件均与轴(34)键连接。

【技术特征摘要】
1.电磁摩擦主动加载系统，包括一号电机(15)，其特征在于，它还包括控制器(001)、
D/A模块(002)、放大器(003)、恒流源(004)、稳压源(005)、A/D模块(006)、二号
电机(41)、一号电磁离合器(14)、二号电磁离合器(16)、力矩传感器(3)和轴(34)；
力矩传感器(3)用于检测被测试设备(1)的力矩，力矩传感器(3)的检测信号输出
端通过A/D模块(006)连接控制器(001)的反馈信号输入端，控制器(001)的电流控
制信号输出端依次通过D/A模块(002)和放大器(003)连接恒流源(004)的电流控制
信号输入端，恒流源(004)的两个电流信号输出端分别连接一号电磁离合器(14)和二号
电磁离合器(16)的线圈；
被测试设备(1)的转轴通过三号联轴器(2)和四号联轴器(4)与轴(34)连接；
一号电机(15)和二号电机(41)分别用于带动一号电磁离合器(14)和二号电磁离
合器(16)的主动件旋转，且两个主动件的旋转方向相反，转速相同；
一号电磁离合器(14)的从动件和二号电磁离合器(16)的从动件均与轴(34)键连
接。
2.根据权利要求1所述的电磁摩擦主动加载系统，其特征在于，一号电机(15)通过
...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆成虎，许宏光，卢彪，韩禄，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23