低温电机性能测试系统技术方案

本发明专利技术提供一种低温电机性能测试系统，其包括立式支撑架

【技术实现步骤摘要】
低温电机性能测试系统


[0001]本专利技术涉及低温制冷
，特别是涉及一种低温电机性能测试系统
。

技术介绍

[0002]低温泵是用于输送流体或使流体增压的机械，它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加
。
在低温系统中，低温泵有着能够保持低温工作条件和稳定的流体输送的突出优越性能
。
其中，液氢燃料泵应用于航空航天领域，即液体火箭发动机；在石油化工和空分装置领域，低温泵可作为液氢
、
液氮等低温流体的输送泵
(
为贮槽
/
槽车灌送液体加压
)
；在民用领域，低温泵主要应用于氢燃料汽车；在大科学装置领域，以液氦
/
液氢循环泵为代表的低温泵已被应用于
CERN
等大科学装置上
。
[0003]低温泵包括泵部分和电机部分，电机部分与叶轮直连，为泵部分提供机械动力，使泵部分能够输送流体或使流体增压
。
在低温系统中的电机长期浸泡在低温下，其性能直接会影响整个低温泵的性能，因此低温电机的性能测试尤为重要
。
目前对于电机的性能测试都是常温的测试，常温电机的性能测试平台一般是采用卧式系统，如果在卧式系统添加低温储罐，则温度梯度与轴的方向是垂直分布，同时，低温电机会向常温侧传递大量冷量，造成轴承
、
扭力传感器等处在低温的环境下，无法正常工作
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术中如何在低温环境中对低温电机性能测试的技术问题
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种低温电机性能测试系统，用于对低温下的测试电机进行性能测试，包括立式支撑架；低温液体储罐，其安装于所述立式支撑架，所述低温液体储罐的筒体内灌注低温介质，并用于容置测试电机；磁力联轴器，其设置在所述筒体的上方并连接所述测试电机，所述磁力联轴器包括均安装有永磁体的内转子和外转子，所述内转子和所述外转子通过永磁体间隙配合，所述内转子连接测试电机的输出端；扭力传感器，其设置在所述磁力联轴器的上方，所述扭力传感器的主轴一端通过第一联轴器与所述磁力联轴器的外转子连接；负载部件，其设置在所述扭力传感器的上方，且与所述扭力传感器的主轴通过第二联轴器连接
。
通过将低温部分的测试电机与常温部分的扭力传感器的连接处采用可在低温下工作且传热量少的磁力联轴器，实现低温与常温部分的刚性传动，完成低温电机的性能测试
。
同时利用磁力联轴器的内转子与外转子的间隙形成真空夹层，在相对较短的轴向长度下，可以避免低温下的测试电机对常温部分的扭力传感器传递冷量影响扭力传感器的正常使用
。
[0006]可选地，所述外转子的外侧设置有气浮轴承，所述气浮轴承所支撑的主轴与所述外转子为一体式结构
。
通过气浮轴承通入带压气体形成气膜支撑力对磁力联轴器的外转子提供非接触支撑，有效减小了测试电机输出端到扭力传感器的损耗，提高了测试的精度
。
[0007]可选地，所述立式支撑架包括第一法兰，所述低温液体储罐包括设置于所述筒体
的顶部的第二法兰，所述第一法兰与所述第二法兰之间设置有中间转接的第三法兰，依次连接所述第一法兰
、
所述第三法兰和所述第二法兰使得所述低温液体储罐可拆卸地连接于所述立式支撑架
。
[0008]可选地，该低温电机性能测试系统还包括第四法兰，所述第四法兰设置在所述第三法兰下方且与所述第三法兰连接形成法兰封闭空腔，所述法兰封闭空腔为真空腔；所述磁力联轴器的所述内转子与所测试的低温电机的主轴连接，间隙置于所述第四法兰的内圈，所述磁力联轴器的所述外转子间隙置于所述第三法兰的内圈
。
通过将第三法兰和第四法兰配合形成法兰封闭空腔，在低温部分与常温部分的连接处进行真空隔绝，能够进一步减少测试电机对常温部分传递冷量
。
[0009]可选地，所述气浮轴承通过轴承固定架安装在第三法兰上方
。
轴承固定架可以限制气浮轴承的移动
。
[0010]可选地，测试电机上端设置有安装法兰，所述安装法兰通过拉杆连接所述第二法兰，所述拉杆强度跟个数根据测试电机的重量确定，并沿所述安装法兰的圆周方向均匀布置，测试电机通过所述安装法兰和所述拉杆实现吊装于所述筒体内
。
[0011]可选地，所述立式支撑架还包括竖直导轨以及横向导轨，所述竖直导轨和所述横向导轨均安装在所述第一法兰下方，所述竖直导轨与所述立式支撑架的高度方向平行设置，所述横向导轨与所述竖直导轨垂直设置，并可滑动地安装在所述竖直导轨上，所述低温液体储罐可滑动地安装在所述横向导轨上
。
[0012]可选地，所述筒体由外向内依次包括外筒体
、
中间筒体以及内筒体，所述中间筒体与所述内筒体之间设置有中间内筒体；所述内筒体内灌注低温介质，测试电机容置于所述内筒体的内部；其中，所述中间内筒体
、
所述内筒体和所述第二法兰形成第一封闭空腔，所述中间内筒体
、
所述中间筒体形成第二封闭空腔，所述外筒体
、
所述中间筒体与所述第二法兰形成第三封闭空腔；所述第一封闭空腔和所述第三封闭空腔设置有真空抽口，以实现对所述第一封闭空腔和所述第三封闭空腔进行真空抽吸；所述第二封闭空腔内用于盛置低温液体以形成冷屏
。
通过采用多层真空加冷屏，以保证低温液体储罐更好的绝热效果
。
[0013]可选地，所述中间筒体与所述中间内筒体背离所述第二封闭空腔的一面，以及所述内筒体相对于所述中间内筒体的表面均分别包覆多层真空绝热材料，可以进一步地提高绝热效果
。
[0014]由上述技术方案可知，本专利技术的有益效果为：
[0015]本专利技术提供一种低温电机性能测试系统，用于对低温下的测试电机进行性能测试，其包括立式支撑架
、
低温液体储罐
、
磁力联轴器
、
扭力传感器
、
负载部件
、
第一联轴器和第二联轴器
。
其中，低温液体储罐安装于立式支撑架，低温液体储罐的筒体内灌注低温介质，并用于容置测试电机；磁力联轴器设置在筒体的上方并连接所述测试电机，磁力联轴器
、
扭力传感器及负载部件自下而上依次连接，从而使得该低温电机性能测试系统能够实现整体立式安装
。
通过将低温部分的测试电机与常温部分的扭力传感器采用能够在低温下工作且传热少的磁力联轴器进行连接，实现低温部分与常温部分的刚性传动；通过利用磁力联轴器的内转子与外转子的间隙形成真空夹层，可有效减少冷端低温的热量耗散，在相对较短的轴向长度下，可以避免低温下的测试电机对常温部分的扭力传感器传递冷量影响扭力传感器的正常使用，实现对低温下的电机性能的测试
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低温电机性能测试系统，用于对低温下的测试电机进行性能测试，其特征在于，包括：立式支撑架；低温液体储罐，其安装于所述立式支撑架，所述低温液体储罐的筒体内灌注低温介质，并用于容置测试电机；磁力联轴器，其设置在所述筒体的上方并连接测试电机，所述磁力联轴器包括均安装有永磁体的内转子和外转子，所述内转子和所述外转子通过永磁体间隙配合，所述内转子连接测试电机的输出端；扭力传感器，其设置在所述磁力联轴器的上方，所述扭力传感器的主轴一端通过第一联轴器与所述磁力联轴器的外转子连接；负载部件，其设置在所述扭力传感器的上方，且与所述扭力传感器的主轴通过第二联轴器连接
。2.
根据权利要求1所述的低温电机性能测试系统，其特征在于，所述外转子的外侧设置有气浮轴承，所述气浮轴承所支撑的主轴与所述外转子为一体式结构
。3.
根据权利要求2所述的低温电机性能测试系统，其特征在于，所述立式支撑架包括第一法兰，所述低温液体储罐包括设置于所述筒体的顶部的第二法兰，所述第一法兰与所述第二法兰之间设置有中间转接的第三法兰，依次连接所述第一法兰
、
所述第三法兰与所述第二法兰使得所述低温液体储罐可拆卸地连接于所述立式支撑架
。4.
根据权利要求3所述的低温电机性能测试系统，其特征在于，还包括第四法兰，所述第四法兰设置在所述第三法兰下方且与所述第三法兰连接形成法兰封闭空腔，所述法兰封闭空腔为真空腔；所述磁力联轴器的所述内转子与所测试的低温电机的主轴连接，间隙置于所述第四法兰的内圈，所述磁力联轴器的所述外转子间隙置于所述第三法兰的内圈
。5.
根据权利要求4所述的低温电机性能测试系统，其特征在于，所述气浮轴承通过轴承固定架安装在第三法兰上方

【专利技术属性】
技术研发人员：吕翠，商晋，伍继浩，龚领会，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：