底盘测功机制造技术

底盘测功机，包括具有计算、存贮功能的匀速阻力、补偿惯性力、机械损失设定器，其实质在于把电机和转鼓合为一体。作为测功机的异步电机的转子固定在转鼓里，定子固定在主轴上，主轴上的力臂与机座之间装力传感器，电机向转鼓提供的阻力通过力传感器测出。转鼓两侧端盖上设引风板，利用转鼓的旋转引入冷却风，不另设冷却风机。具有结构紧凑，制造安装成本低、占地面积小的优点，特别适用于单个驱动轮或多驱动轮同轴且轮距小的车辆。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于道路车辆，特别是摩托车进行室内台架性能试验的底盘测功机。属于车辆底盘检测设备制造
目前的电机型底盘测功机有两种基本结构一种是由测功机、转鼓、可变组合飞轮组三大部件同轴连接组成，其中测功机通过转鼓向车辆驱动轮提供阻力，吸收车轮运转产生的机械功，同时测量出转鼓转速和作用在转鼓上转矩。检测工作中，包括电机和转鼓惯量在内的飞轮组惯性提供变速运行时的惯性力，用不同的飞轮组合来适应不同惯量的车型。另一种结构是去除飞轮组，利用测功机产生的等量电气模拟惯量来代替机械飞轮组的惯性力，取代了飞轮组的机械惯量。上述两种结构的底盘测功机都存在结构庞大，机坑占地面积大，现场安装麻烦，生产制造成本高，同时均需要外置风机来满足电机冷却通风的缺点。本技术的专利技术目的是推出一种结构简单、体积小巧、安装方便，机坑占地面积可大幅度缩小，实现电机冷却无需外置风机，生产制造成本大大降低的底盘测功机新设计。本技术的专利技术目的可以通过以下技术方案得以实现它包括可以接收转速信号并具有存贮、计算机功能的匀速阻力设定器21、补偿惯性力设定器22、机械损失设定器23及PID调节器24和变频器25。作为测功机的异步电机是外转子式的，圆筒形转子固定在转鼓里，圆柱形定子固定在主轴上，主轴上的力臂与机座之间装力传感器，电机向转鼓提供的阻力可以通过力传感器测出。具体地说①异步电机上带有鼠笼式导条和端环的圆筒形外转子4固定在转鼓3内侧，转鼓3两侧的端盖2、7通过转子轴承10安装在测功机主轴14上，转鼓连同外转子可以在主轴上旋转。②具有按圆周均匀分布轴向通风孔的圆柱形定子5固定在主轴14中部，而主轴14的两端安装在机座17上的两个轴承座13、18里，使定子5连同主轴14能在机座17上灵活转动，定子5的铁芯上设有三相定于绕组6，在主轴14上靠近定子5的部位制有一径向孔与主轴14内孔相通，定子绕组6的引出线15被置于其中。③主轴14的一端固定有一力臂12，在力臂12与机座17之间装有力传感器11，这样就限制了主轴不能在定子轴承座13、18内旋转，只能把作用在主轴14上的转矩传递到力传感器11上，力传感器11的输出信号大小与作用在主轴14上的转矩成正比。④在转鼓3的一侧端盖7上装有环形测速齿盘9，转速传感器16固定安装在机座17上，并与测速齿盘9相对应；齿盘内孔应大于主轴14外径，并保证有足够的间隙。⑤转鼓3的两端盖2、7上按圆周均布制有通风孔，每个通风孔上装有带滤网的引风板1、8，滤网起防护作用，防止杂物落入转鼓内；两个端盖2、7上的引风板1、8开口方向相反，无论转鼓正转或反转，都能保证有一侧引内板因开口迎风导致进风，另一侧引风板因开口背风导致出风。本技术与现有技术相比的优点是显而易的第一、把电机和转鼓合为一体，在生产制造中，整机轴向尺寸可减少一半以上，故结构紧凑，体积小，大大缩小了机坑占地面积，降低了庞大机构制造成本和现场安装施工费用。第二、由于转鼓两端盖上所设制的引风板作用，使本技术不需专门的冷却风机。附图及图面说明图1为底盘测功机的系统框图；图2为底盘测功机的主视结构示意图；图3为图2的A-A剖视示意图图4为图2的B-B剖视示意图；图5为图2的左视结构示意图；其中1、8-引风板 2、7-端盖3-转鼓 4-外转子5-定子 6-定子绕组9-测速齿盘 10-转子轴承11-力传感器 12-力臂13、18-定子轴承座14-主轴15-定子绕组引出线16-转速传感器17-机座 21-均速阻力设定器22-补偿惯性力设定器 23-机械损失设定器24-PID调节器25-变频器28-测功机电机 Fw-匀速阻力输出Fi-补偿惯性力输出 Fm-机械损失输出FC-力信号 Fd-电机阻力信号V-速度信号实施例本说明书第五部分并结合附图1-6已经给出了本技术的完整实施例，故这里不再重复。下面再结合附图说明其工作原理及工作过程如下图1中匀速阻力设定器21、补偿惯性力设定器22、机械损失设定器23都是具有存贮、计算能力的计算机结构，转速信号作为它们的输入。这3个设定器的输入输出函数关系分别是匀速阻力设定器输出Fw＝A+BV+CV2……(1)(1)式中V是转鼓外圆线速度，A、B、C是试验车辆的阻力系数，对于一定的车辆，A、B、C都是常数。补偿惯性力设定器输出Fi＝(ml-mo)*dv/dt……(2)(2)式中ml是试验车辆在转鼓运转的等效惯性质量，mo是转鼓(包括主轴、转子、轴承外圈等随着转动的部件)的等效惯性质量，转鼓的等效惯性质量mo已定，试验车因辆车型不同其等效惯性质量ml在一定范围内变化，如果底盘测功机没有可变组合的飞轮组也没有惯性力补偿环节，做变速试验的车辆就被限制在ml＝mo的车型以内。在ml≠mo的情况下车辆所需的惯性力要分成两部分，ml*dv/dt＝mo*dv/dt+(ml-mo)*dv/dt……(3)第一部分由转鼓的机械惯性质量mo提供；第二部分惯性力在有飞轮组的底盘测功机上，由飞轮的机械惯量提供；在本技术的设计中这部分力由补偿惯性力设定器按(2)式算出，并控制测功机电机用电磁力来提供，也称作“电气模拟惯量”。这样就能做到ml不同的车辆在一台测功机上运转时受到的惯性力与其在道路行驶时一样，并且不需要结构复杂的可变组合机械飞轮组。机械损失设定器输出Fm＝f(V)……(4)转鼓旋转时，转鼓上的引风板与周围空气之间产生空气阻力，转子轴承产生摩擦阻力，转子搅动转鼓里的空气产生阻力，这些与转鼓速度直接相关的阻力之和称为机械损失阻力Fm，把Fm和速度V的对应关系事先测量好并存储在设定器里。在不同的速度下，机械损失设定器输出对应的Fm信号。给定的测功机电机阻力信号Fd＝Fw+Fi-Fm……(5)Fd与传感器实测的力Fc相比较，其偏差经PID调节器放大，控制变频器调整输出频率，异步电机随之改变其电磁转矩使作用在转鼓上的力与给定的力相同，达到闭环控制的作用。图2中的异步电机的圆筒形外转子4固定在转鼓3内部，转鼓3与端盖2、7用螺栓紧固为一体，两端盖分别通过转子轴承安装在主轴14上。圆柱形定子5固定在主轴上，主轴安装在机座17在主轴14上。圆柱形定子5固定在主轴上，主轴安装在机座17上的两轴承座13、18里，这样的结构使转鼓连同电机转子可以在主轴上旋转，定子连同主轴可以在轴承座里灵活转动。主轴的一端紧固了一个力臂12，力臂与机座之间安装力传感器11。车轮在转鼓上运转时，电机产生的电磁转矩一方面通过转鼓向车辆提供阻力，其反力矩也力图使定子和主轴转动，由于主轴上的力臂与机座之间有力传感器相连，限制了主轴不能旋转，电机的电磁转矩通过主轴和力臂传递到力传感器上，这样就测出了作用在转鼓外圆上的力。转速用测速齿盘9和转速传感器16测出。定子绕组用引出线15穿过主轴上的孔与变频器相连。端盖两侧的引风板1、8用于进风和排风，例如，当图2所示的转鼓上表面向图纸上方旋转时，左侧的引风板1因迎风而进风；右侧的引风板8因背风而排风。气流从引风板1进入转鼓，在定子、转子之间的气隙和定子通风孔中流过，经引风板8流出，冷却了电机定子和转子。转鼓转速越高冷却风的风速、风量越大，这与车辆速度越高阻力越大(参看式(1))，测功机电流越大，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于道路车辆，特别是摩托车进行室内台架性能试验的底盘测动机，它包括可以接收转速信号并具有存贮、计算机功能的匀速阻力设定器（２１）、补偿惯性力设定器（２２）、机械损失设定器（２３）及ＰＩＤ调节器（２４）和变频器（２５）；其特征是：ａ 、异步电机上带有鼠笼式导条和端环的圆筒形外转子（４）固定在转鼓（３）内侧，转鼓（３）两侧的端盖（２）、（７）通过转子轴承（１０）安装在测功机主轴（１４）上，且转鼓（３）连同外转子（４）可以在主轴上旋转；ｂ、具有按圆周均匀分布轴向通风孔的 圆柱形定子（５）固定在主轴（１４）中部，而主轴（１４）的两端安装在机座（１７）上的两个定子轴承座（１３）、（１８）里，且定子（５）的铁芯上设有三相定子绕组（６），在主轴（１４）上靠近定子（５）的部位制有一径向孔与主轴（１４）内孔相通，定子绕组（６）的引出线（１５）被置于其中；ｃ、主轴（１４）的一端固定有一力臂（１２），在力臂（１２）与机座（１７）之间装有力传感器（１１）；ｄ、在转鼓（３）的一侧端盖（７）上装有环形测速齿盘（９），转速传感器（１６）固定在机座（１７）上， 并与测速齿盘（９）相对应；ｅ、转鼓（３）的两端盖（２）、（７）上分别按圆周均布制有通风孔，每个通风孔上装有带滤网的引风板（１）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵素郑，
申请(专利权)人：摩托车检测技术研究所，
类型：实用新型
国别省市：61[中国|陕西]