一种基于超声减磨原理的超低速测功机制造技术

本发明专利技术公开了一种基于超声减磨原理的超低速测功机，包括：电机速度扭矩测控机和扭矩发生器两个部分，扭矩发生器固定在电机速度扭矩测控机的底座上。本发明专利技术可根据行波型超声电机的超声减摩现象对单相施加不同频率的正弦波，测量电机便可获得可调的扭矩，解决了市场上的测功机存在电机转速低于一定值时会产生蠕动性、加载不稳定和测量数据不准确的缺点，从而电机低速运转过程中能够得到稳定并且可调的扭矩。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声减磨原理的超低速测功机
本专利技术涉及电机
，尤其是一种基于超声减磨原理的超低速测功机。
技术介绍
电机在工业上运用广泛，为了检测电机从空载到堵转的全部性能，工业上常运用测功机来测量电机的速度和扭矩。测功机一般分为水力测功机、电涡流测功机、磁粉测功机、磁滞测功机和电力测功机。但是市场上的测功机存在低转速加载性能差、在电机转速低于一定值时会产生蠕动性现象、振动不稳定加载和测量数据不准确的缺点，特别是磁粉测功机由于需要磁粉，在磁粉分布不均匀的情况下，低速加载会出现振荡，使其测量的结果不正确，甚至损坏待测品。鉴于此，如何设计出一种适合低速的电机测功机，克服上述现有技术中所存在的缺陷，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种基于超声减磨原理的超低速测功机，在电机低速运转的过程中，该测功机的扭矩发生器可以提供恒定的并且可调的扭矩。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于超声减磨原理的超低速测功机，包括：电机速度扭矩测控机和扭矩发生器两个部分，扭矩发生器固定在电机速度扭矩测控机的底座1上；电机速度扭矩测控机包括底座1、两个压力传感器2、测量电机3、测量电机固定架4、联轴器5、轴承固定架6、编码器7、编码器固定架8和轴9，两个压力传感器2对称固定在底座1两侧上方，电机固定架4通过螺钉固定在两个压力传感器2上方，测量电机3固定在测量电机固定架4上，测量电机3通过联轴器5带动轴9的转动，两个轴承分别固定于轴承固定架6和编码器固定架8内部，并以过盈配合固定于轴9的两端，编码器7置于轴9的外侧并且固定在编码器固定架8上，编码器固定架8和轴承固定架6固定在底座1两侧上方；扭矩发生器包括超声电机固定架10和行波型超声电机11，行波型超声电机11通过螺丝固定在超声电机固定架10上。优选的，测量电机3低速转动过程中，编码器7测量电机的速度v，施加行波型超声电机11单相不同频率f的正弦波，两个压力传感器2的距离为2*r，通过扭矩的公式M＝r*F，即在电机转速为v情况下，通过轴9的传动，压力传感器2根据标定的值测得拉压力F从而得知施加在轴9的扭矩，即可通过调节行波型超声电机11单相的频率f即可调节施加在测量电机3的扭矩。优选的，测量电机3在低速转动过程中，使用行波型超声电机11作为扭矩发生器，行波型超声电机11提供的扭矩作用力是依靠转子和定子之间的接触摩擦产生的，在电机转动过程中没有剩磁的干扰，在电机低速转动过程中，可提供线性可调的扭矩。优选的，行波型超声电机11单相加驱动信号的频率发生变化时形成可变振幅驻波，使得行波型超声电机11的定转子之间的摩擦力快速发生变化，消除了电机测量电机3在低速转动过程中的蠕动现象。优选的，行波型超声电机11在不加电时，施加在测量电机3上的扭矩处于最大状态，调节行波型超声电机11的驱动频率和在固定频率点调节行波型超声电机11的驱动电压，可以调节定转子之间的接触。本专利技术的有益效果为：本专利技术基于超声减磨原理的超低速测功机，在测量电机转动的过程中，为了给其施加可调的负载扭矩，使用行波型超声电机作为扭矩发生器；超声电机是依靠转子和定子之间的接触摩擦作用力驱动转子运动的新型电动机，当定子上得压电陶瓷片施加单相正弦波时，定子会产生驻波振动，驻波振动使得转子产生腾空现象，接触面积减少，导致了超声减摩现象；施加的正弦波的频率越接近共振频率点，定子和转子接触时间越短，定子和转子之间的摩擦力越小，提供给测量电机的负载扭矩越小，反之亦然；本专利技术可根据行波型超声电机的超声减摩现象对单相施加不同频率的正弦波，测量电机便可获得可调的扭矩，解决了市场上的测功机存在在电机转速低于一定值时会产生蠕动性、加载不稳定和测量数据不准确的缺点，从而电机低速运转过程中能够得到稳定并且可调的扭矩。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。具体实施方式如图1所示，一种基于超声减磨原理的超低速测功机，包括：电机速度扭矩测控机和扭矩发生器两个部分，扭矩发生器固定在电机速度扭矩测控机的底座1上；电机速度扭矩测控机包括底座1、两个压力传感器2、测量电机3、测量电机固定架4、联轴器5、轴承固定架6、编码器7、编码器固定架8和轴9，两个压力传感器2对称固定在底座1两侧上方，电机固定架4通过螺钉固定在两个压力传感器2上方，测量电机3固定在测量电机固定架4上，测量电机3通过联轴器5带动轴9的转动，两个轴承分别固定于轴承固定架6和编码器固定架8内部，并以过盈配合固定于轴9的两端，编码器7置于轴9的外侧并且固定在编码器固定架8上，编码器固定架8和轴承固定架6固定在底座1两侧上方；扭矩发生器包括超声电机固定架10和行波型超声电机11，行波型超声电机11通过螺丝固定在超声电机固定架10上。电机低速运转过程中，测量电机通过联轴器带动轴的转动，轴的转动带动传感器中空转轴的转动，传感器将信号处理后得知电机转速。固定在超声电机固定架上的超声电机通过联轴器与轴相连。测量电机3低速转动过程中，该基于超声减磨原理的超低速测功机采用超声减摩现象给行波型超声电机11单相施加不同频率的正弦波即可输出不同扭矩，越远离超声电机的共振频率点，测量电机可获得扭矩就越大。测量电机3低速转动过程中，编码器7测量电机的速度v，施加行波型超声电机11单相不同频率f的正弦波，两个压力传感器2的距离为2*r，通过扭矩的公式M＝r*F，即在电机转速为v情况下，通过轴9的传动，压力传感器2根据标定的值测得拉压力F从而得知施加在轴9的扭矩，即可通过调节行波型超声电机11单相的频率f即可调节施加在测量电机3的扭矩。编码器7可精确测量测量电机3的转速，市场上的测功机作为负载扭矩发生器，电机在低速转动过程中出现蠕动现象，结果使得电机3无法输出稳定的转速。蠕动现象的原因是测功机利用电磁的交叉力来获得扭矩的，电机3低速转动的时候，测功机的剩磁干扰影响电机3的转速输出稳定性。为了克服这一缺点，本专利技术使用行波型超声电机作为扭矩发生器，通过单相施加不同电压的方法来调节扭矩。当行波型超声电机11在不加电时，施加在测量电机3上的扭矩处于最大状态。当行波型超声电机11在加电时，行波型超声电机11的驱动频率越接近电机定子共振频率点，电机定子振幅变得越大，定子产生驻波振动也越大，转子产生的腾空现象也越明显，施加给电机3的扭矩变得越小，反之亦然。行波型超声电机提供的扭矩作用力是依靠转子和定子之间的接触摩擦产生的，由于接触摩擦力可线性可调，所以施加在测量电机3上的扭矩可线性可调。电机低速转动过程中没有剩磁干扰，单相加驱动信号的频率发生变化时形成可变振幅驻波，使得行波型超声电机11的定转子之间的摩擦力快速发生变化，消除了电机测量电机3在低速转动过程中的蠕动现象，所以不会出现蠕动现象。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超声减磨原理的超低速测功机，其特征在于，包括：电机速度扭矩测控机和扭矩发生器两个部分，扭矩发生器固定在电机速度扭矩测控机的底座(1)上；电机速度扭矩测控机包括底座(1)、两个压力传感器(2)、测量电机(3)、测量电机固定架(4)、联轴器(5)、轴承固定架(6)、编码器(7)、编码器固定架(8)和轴(9)，两个压力传感器(2)对称固定在底座(1)两侧上方，电机固定架(4)通过螺钉固定在两个压力传感器(2)上方，测量电机(3)固定在测量电机固定架(4)上，测量电机(3)通过联轴器(5)带动轴(9)的转动，两个轴承分别固定于轴承固定架(6)和编码器固定架(8)内部，并以过盈配合固定于轴(9)的两端，编码器(7)置于轴(9)的外侧并且固定在编码器固定架(8)上，编码器固定架(8)和轴承固定架(6)固定在底座(1)两侧上方；扭矩发生器包括超声电机固定架(10)和行波型超声电机(11)，行波型超声电机(11)通过螺丝固定在超声电机固定架(10)上。

【技术特征摘要】
1.一种基于超声减磨原理的超低速测功机，其特征在于，包括：电机速度扭矩测控机和扭矩发生器两个部分，扭矩发生器固定在电机速度扭矩测控机的底座(1)上；电机速度扭矩测控机包括底座(1)、两个压力传感器(2)、测量电机(3)、测量电机固定架(4)、联轴器(5)、轴承固定架(6)、编码器(7)、编码器固定架(8)和轴(9)，两个压力传感器(2)对称固定在底座(1)两侧上方，电机固定架(4)通过螺钉固定在两个压力传感器(2)上方，测量电机(3)固定在测量电机固定架(4)上，测量电机(3)通过联轴器(5)带动轴(9)的转动，两个轴承分别固定于轴承固定架(6)和编码器固定架(8)内部，并以过盈配合固定于轴(9)的两端，编码器(7)置于轴(9)的外侧并且固定在编码器固定架(8)上，编码器固定架(8)和轴承固定架(6)固定在底座(1)两侧上方；扭矩发生器包括超声电机固定架(10)和行波型超声电机(11)，行波型超声电机(11)通过螺丝固定在超声电机固定架(10)上。2.如权利要求1所述的基于超声减磨原理的超低速测功机，其特征在于，测量电机(3)低速转动过程中，编码器(7)测量电机的速度v，施加行波型超声电机(11)单相不同频率f的正弦波，两个压...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘松，曾为军，徐张凡，陈雷，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32