一种永磁同步电机直驱的外转子底盘测功机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种永磁同步电机直驱的外转子底盘测功机，涉及汽车及工程车辆检测设备技术领域，解决了现有技术中测功机占地面积大，机械传动环节多，效率低，故障发生率高的技术问题。该永磁同步电机直驱的外转子底盘测功机，包括底座、主轴、编码器、扭矩测量器及转毂，主轴通过轴承单元固定安装在底座上。转毂通过第一轴承安装在主轴上，转毂由永磁同步电机提供阻力。永磁同步电机包括定子组件及转子组件；定子组件固定安装在主轴上，转子组件固定安装于转毂上。本实用新型专利技术转子组件与转毂集成，直接带动转毂转动，定子组件设置在电机内部且固定不动，结构紧凑，减少占地面积，减少了机械传动环节，提高了效率，同时也降低了故障发生率。

A kind of external rotor chassis dynamometer with permanent magnet synchronous motor direct drive

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机直驱的外转子底盘测功机
本技术涉及汽车及工程车辆检测设备
，具体来说，是指一种永磁同步电机直驱的外转子底盘测功机。
技术介绍
底盘测功机是一种用来测试汽车及工程车辆动力性、多工况排放指标、燃油指标、纯电续航里程等性能的室内台架试验设备，底盘测功机通过滚筒模拟路面，计算出道路模拟方程，并用加载装置进行模拟，实现对汽车及工程车辆各工况的准确模拟，它可用于汽车及工程车辆的加载调试，诊断车辆在负载条件下出现的故障；底盘测功机使用方便，性能可靠，不受外界条件的影响。在不解体汽车的前提下，能够准确快速地检测出汽车各个系统、部件的使用性能。底盘测功机既可以用于汽车科学试验，也可以用于维修检测。现有的测功机如图5所示，包括设置在滚筒轴承座4'中部的滚筒5'，在滚筒轴承座4'外部设置有电机1'。电机1'包括电机定子111'和电机转子112'，电机定子111'固定，电机转子112'旋转。电机转子112'通过减速机2'、联轴器3'同轴带动滚筒5'旋转。现有技术中的测功机，占地面积大，通过减速机和联轴器带动滚筒转动，机械传动环节多，效率低，故障发生率高。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种永磁同步电机直驱的外转子底盘测功机，以解决现有技术中测功机占地面积大，机械传动环节多，效率低，故障发生率高的技术问题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种永磁同步电机直驱的外转子底盘测功机，包括底座、主轴、编码器、扭矩测量器及转毂，所述主轴通过轴承单元固定安装在所述底座上；所述转毂通过第一轴承安装在所述主轴上，所述转毂由永磁同步电机提供阻力，所述永磁同步电机包括定子组件及转子组件；所述定子组件固定安装在所述主轴上，为所述转子组件提供旋转的阻力磁场；具有永磁特性的所述转子组件固定安装于所述转毂上，与所述定子组件相对应；所述扭矩测量器用于测量所述转子组件在受到定子组件产生的电磁力时对所述定子组件产生的反作用力，所述编码器用于测量所述转毂的转速及转角。与现有技术相比，本技术有益效果是：本技术通过将电机设置成外转子和内定子结构，转子组件与转毂集成，直接带动转毂转动，定子组件设置在电机内部且固定不动，结构紧凑，减少占地面积，减少了机械传动环节，提高了效率，同时也降低了故障发生率。由于没有机械传动所以提高了动态响应能力。并且永磁电机相对异步电机控制精度高，由永磁同步电机直接对转毂提供电磁阻力，减少了中间传动零部件，提高了设备的可控性，且控制精度高，增强了检测数据的准确定。优选的，所述永磁同步电机为多片式盘式永磁同步电机。多片式盘式电机可以提高系统的可靠性，少量片电机故障时不会对整个系统的使用造成致命的影响。优选的，所述扭矩测量器包括旋转部、静止部及压力传感器；所述旋转部可旋转地连接在所述静止部上；所述压力传感器置于所述旋转部与静止部之间，用于感应所述旋转部转动时相对于静止部的扭力；所述旋转部中心设有用于所述主轴穿过的通孔，所述旋转部固定安装所述转毂上；所述静止部固定安装在所述底座上。扭矩测量器结构可与转毂直接通过螺栓连接，减小设备的体积，且减少了扭矩传动机构，使得数据测量的响应速度更快，更加精准。优选的，所述转子组件包括若干转子辅轴及若干沿主轴轴心线均布在所述转子辅轴上的磁钢基板，所述转子辅轴固定安装在所述转毂上。所述转子辅轴为所述磁钢基板提供一个可以精准定位的模板，方便磁钢基板的安装，且使得电机转子组件与转毂可进行分开加工，降低了加工难度，方便采用可拆式的连接方式设计，方便后期的更换、维护。优选的，所述定子组件包括有若干定子基座及定子单元，所述定子基座沿主轴轴心线固定安装在所述主轴上，所述定子单元固定安装在所述定子基座上。所述定子基座为所述定子单元提供定位安装平台，所述定子单元上可设有适配所述定子单元的凹槽，方便定子单元的定位，使是设备的装配过程更加简便，还能很好地保证安装质量。优选的，所述永磁同步电机安装在转毂内，转毂内壁设有隔热层，所述主轴为空心轴并设有水口，水口包括进水口和出水口。引入外部水冷系统，调高散热效率，加快了电机的散热速度，可使得电机长时间处于最佳的工作温度中，增强了设备的可靠性，解决了本技术在大功率应用时的散热问题。带走的热量直接排出至环境仓外，也避免了对环境仓温度的影响。隔热层有效将电机的温度与所在环境仓隔绝，防止电机运行过程中产生的温度对环境仓试验的温度产生影响。优选的，所述定子基座内部设置有水路，水路分别与进水口和出水口连通。优选的，所述定子单元包括若干呈圆盘结构的定子模块；单个所述定子模块包括有定子铁心及缠绕在所述定子铁心上的定子绕组。模块化的设计打破了传统定子铁心整体制作的工艺，降低了定子铁心半径，原理是将定子铁心分成若干可独立控制的定子单元，在编码器精准读取转子与定子的相对位置情况下，每个单一的定子单元在控制器的作用下产生特定的磁场，对经过其磁场的单一磁钢基板产生同旋转方向的电磁力，共同组合形成一个旋转的电磁力，进而为转毂提供模拟阻力或惯性量，若单一的定子模块损坏，使用控制器对单一定子模块的调配，设备仍然会运转；修复时，只需更换单个的定子模块，相比传统的电机定子，一旦损坏，设备立即停止运转，无法正常工作，且修复时需要对整个定子进行更换。优选的，所述定子基座呈圆盘结构，所述定子模块分布在各自所述定子基座上。优选的，所述编码器包括码盘及感应所述码盘的感应元件，所述码盘安装在所述扭矩测量器或定子组件上，所述感应元件安装在所述转毂上，与所述码盘相对应。有效地利用了永磁同步电机自身的编码器对主轴的转速、转角进行读取，提高了元器件的利用率，节省成本。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是实施例1中本技术示意图；图2是实施例2中本技术示意图；图3是实施例3中本技术示意图；图4是实施例3中本技术侧视图；图5是现有技术中测功机示意图。图中：1-底座，111-底板，112-支撑柱，2-轴承单元，21-轴承座，22-第二轴承，3-主轴，4-编码器，41-感应元件，42-码盘，5-第一轴承，6-转毂，7-转子组件，71，转子辅轴，72-磁钢基板，73-磁钢，8-定子组件，81-定子单元，82-定子基座，9-隔热层，10-引接线口，11-键，12-水口，121-进水口，122-出水口，13-扭矩测量器，131-旋转部，132-压力传感器，133-静止部，411-测量轮，422-编码器单元，433-编码器安装座，1311-关节轴承，1322-拉压力传感器，1333-安装座，1344-扭矩支架，14-支架本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机直驱的外转子底盘测功机，其特征在于，包括底座(1)、主轴(3)、编码器(4)、扭矩测量器(13)及转毂(6)，所述主轴(3)通过轴承单元(2)固定安装在所述底座(1)上；所述转毂(6)通过第一轴承(5)安装在所述主轴(3)上，所述转毂(6)由永磁同步电机提供阻力，所述永磁同步电机包括定子组件(8)及转子组件(7)；所述定子组件(8)固定安装在所述主轴(3)上，为所述转子组件(7)提供旋转的阻力磁场；具有永磁特性的所述转子组件(7)固定安装于所述转毂(6)上，与所述定子组件(8)相对应；所述扭矩测量器(13)用于测量所述转子组件(7)在受到定子组件(8)产生的电磁力时对所述定子组件(8)产生的反作用力，所述编码器(4)用于测量所述转毂(6)的转速及转角；/n所述永磁同步电机为多片式盘式永磁同步电机；/n所述扭矩测量器(13)包括旋转部(131)、静止部(133)及压力传感器(132)；所述旋转部(131)可旋转地连接在所述静止部(133)上；所述压力传感器(132)置于所述旋转部(131)与静止部(133)之间，用于感应所述旋转部(131)转动时相对于静止部(133)的扭力；所述旋转部(131)中心设有用于所述主轴(3)穿过的通孔，所述旋转部(131)固定安装所述转毂(6)上；所述静止部(133)固定安装在所述底座(1)上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机直驱的外转子底盘测功机，其特征在于，包括底座(1)、主轴(3)、编码器(4)、扭矩测量器(13)及转毂(6)，所述主轴(3)通过轴承单元(2)固定安装在所述底座(1)上；所述转毂(6)通过第一轴承(5)安装在所述主轴(3)上，所述转毂(6)由永磁同步电机提供阻力，所述永磁同步电机包括定子组件(8)及转子组件(7)；所述定子组件(8)固定安装在所述主轴(3)上，为所述转子组件(7)提供旋转的阻力磁场；具有永磁特性的所述转子组件(7)固定安装于所述转毂(6)上，与所述定子组件(8)相对应；所述扭矩测量器(13)用于测量所述转子组件(7)在受到定子组件(8)产生的电磁力时对所述定子组件(8)产生的反作用力，所述编码器(4)用于测量所述转毂(6)的转速及转角；
所述永磁同步电机为多片式盘式永磁同步电机；
所述扭矩测量器(13)包括旋转部(131)、静止部(133)及压力传感器(132)；所述旋转部(131)可旋转地连接在所述静止部(133)上；所述压力传感器(132)置于所述旋转部(131)与静止部(133)之间，用于感应所述旋转部(131)转动时相对于静止部(133)的扭力；所述旋转部(131)中心设有用于所述主轴(3)穿过的通孔，所述旋转部(131)固定安装所述转毂(6)上；所述静止部(133)固定安装在所述底座(1)上。


2.根据权利要求1所述的永磁同步电机直驱的外转子底盘测功机，其特征在于，所述转子组件(7)包括若干转子辅轴(71)及若干沿主轴(3)轴心线均布在所述转子辅轴(71)上的磁钢(73)基板(72)，所述转子辅轴(71)固定安装在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华平，张洋，
申请(专利权)人：洛阳合能电气有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41