[发明专利]一种高转速立式加载测功机及其应用

说明书

本发明属于电机性能检测领域，并具体公开了一种高转速立式加载测功机及其应用，其包括加载电机传动轴、加载电机转子、加载电机定子和扭矩测量装置，其中：加载电机传动轴沿竖直方向设置，其上部用于与被测装置连接，其下部用于与动力输入装置连接，同时该加载电机传动轴与加载电机转子固定连接，工作时动力输入装置通过加载电机传动轴带动加载电机转子旋转，加载电机定子套设在加载电机转子的外侧，并利用固定轴承或测功机基座进行固定，工作时利用扭矩测量装置测量传动轴的扭矩输出，从而对被测装置进行功率测试。本发明能够摆脱重力对测功机的不利影响，避免因复杂的机械结构装配存在的质量问题带来功率损耗，方便测试时更换被测电机。

技术领域

本发明属于电机性能检测领域，更具体地，涉及一种高转速立式加载测功机及其应用。

背景技术

高转速电机通常是指转速超过10000r/min的电机。主要应用于金属，玻璃等材料的加工行业。由于现代社会对高速高精加工的需求日益扩大，以及对加工精度的要求越来越高，导致对于高转速电机性能的要求也越来越高，所以这就对高转速电机的性能测试提出了更高的要求。测功机是一种测量机械转矩的装置，除适用于实验室对电机性能的测试外，还适用于生产线对电机产品的出厂进行检测。测功机可以作为发电机运行，作为被测动力机械的负载，以测量被测机械的轴上输出转矩；也可以作电动机运行，拖动其他机械，以测量其轴上输入转矩，转矩与测速发电机测得的转速之积即轴功率。电机测功机分高速、中速、低速，根据电机不同转速选择不同的测功机对电机进行扭矩、转速、功率测试。

其中高转速测功机由于转速高，所以对机械结构装配精度，尤其是传动轴之间的轴精度要求极高，否则会诱发轴系机械振动，导致损毁机械设备。所以使用时机械装配环节非常繁复，在每一次更换被测电机后，调整精度的过程中往往会消耗大量的人力物力及时间。因此，根据上述技术问题，亟需开展关于高速电机测试加载技术设备的相关研究工作，从而简化高转速测功机的使用条件。

CN107328506A公开了一种高转速测功机的设计方案，该方案中对托加载电机的定子组件与被测电机的机壳悬臂同心支撑，而转子组件与被测电机的转轴悬臂同轴支撑，取消了转子与定子间的机械轴承接触。同时，该技术方案所记载的转子组件同轴安装于被测电主轴的轴端上，取消了联轴器。虽然该方案在一定情况下简化了测功机的机械结构，但依然存在以下不足：该设计方案为横置式测功机，由于电机的定子和转子组件始终受重力场的影响，在该设备长期使用时，很难保证电机的定子和转子不会发生偏置影响到设备的装配质量；由于该设计方案中，电机的定子和转子组件都需要被测电机的外壳悬臂做支撑，从而导致当每次更换被测电机时，都需要重新对电机的机械结构进行精度检测和调试工作，增加了测功机的使用难度。CN102645296B公开了一种分体式高转速电主轴测功机的设计档案，该专利提出在电主轴轴端螺纹或键联结一个测功机转轴，而测功机定子同测功机底座相连接，从轴向方向与测功机转轴构成完整的测试装置，通过测功机定子和主轴之间的作用力向电主轴施加负载转矩。高速测功机系统摆脱了传统的固定轴联结方式对被测电机施加转矩的方式，利用被测电机的轴承刚度为测功机提供支撑，同时利用测功机定子和转子之间的电磁作用力为被测电机施加转矩。虽然该方案在一定情况下简化了测功机的机械结构，但依然存在以下不足：该设计方案为横置式测功机，由于电机的定子和转子组件始终受重力场的影响，在该设备长期使用时，很难保证电机的定子和转子不会发生偏置影响到设备的装配质量；由于该设计方案中，利用被测电机的轴承刚度为测功机提供支撑，从而导致当每次更换被测电机时，都需要重新对电机的机械结构进行精度检测和调试工作，增加了测功机的使用难度；该设计方案只局限于电主轴使用，机械主轴电机无法使用导致通用性不强。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种高转速立式加载测功机及其应用，其中该高转速立式加载测功机利用竖直放置的加载电机传动轴简化了加载电机与被测电机传动轴之间的机械结构，并摆脱了重力场对高转速立式加载测功机机械结构的不利影响，同时简化了被测电机拆卸以及安装的难度，因而尤其适用于电机性能检测的应用场合。