[发明专利]大型磁力耦合器刚度特性综合测试平台

摘要

本发明提供一种大型磁力耦合器刚度特性综合测试平台，包括：底部平台；驱动机构；加载机构，包括馈能电机、馈能器，能够真实模拟测试部件负载，并将能量回馈给驱动器，馈能器能够将80％以上的能量回馈给驱动器，使得实际试验电能损耗将至20％；测控系统实现对整个测控系统的运行状态的监控以及参数的设定；磁力耦合器；根据本发明的综合测试平台能够提取敏感参数，并为兆瓦级磁力耦合器动力学行为研究提供半实物仿真平台。本发明为敏感参数可观测、结构采用柔性设计的开放式机理验证平台，通过实验对磁力耦合器刚度特性进行研究，为磁力耦合器的设计及安全可靠运行提供理论依据和技术支撑，对促进其最终走向广泛应用具有重要意义。

主权项

1.一种大型磁力耦合器刚度特性综合测试平台，其特征在于，包括：驱动机构，包括驱动电机、驱动器，为测试部件输入端提供可控动能；加载机构，包括馈能电机、馈能器，能够真实模拟测试部件负载，并将能量回馈给驱动器，一方面解决对于大型磁力耦合器，没有这么大功率的负载加载器的问题，另一方面，解决对于大型磁力耦合器进行试验时电能损耗巨大，根本无法在实验室进行试验的问题，馈能器能够将80％的能量回馈给驱动器，使得实际试验电能损耗降至20％；测控系统，包括控制器、驱动扭矩/速度传感器、振动传感器、温度传感器、馈能状态传感器、电流传感器、电压传感器、输出扭矩/速度传感器，输出轴通过联轴器与输出扭矩/速度传感器相连接，输出扭矩/速度传感器既能够检测磁力耦合器扭矩大小，又能够实时检测磁力耦合器输出轴的转速，并将扭矩信号及转速信号实时传递给控制器；所述输出扭矩/速度传感器的输出端与馈能电机相连接；馈能电机与馈能器之间设计有电流传感器及电压传感器，所述电流传感器及电压传感器实时检测馈能电机返回到馈能器中的电压及电流信号，并实时传递给控制器，控制器根据电压及电流信号得出馈能电机的使用功率；所述馈能器与驱动器之间设计有馈能状态传感器以及门限电流电压控制器，控制器设置门限电流电压控制器的门限值，控制馈能器的馈能效率，馈能状态传感器实时监测馈能电缆上的电流及电压值，并实时传递给控制器，形成对馈能效果的闭环控制；馈能器反馈的电能直接加载到驱动器直流母线上，作为驱动器供电电流的一部分，供驱动器使用，在试验过程中，驱动器所需电能的80％自于馈能器，这样一方面实现电能的二次利用，极大地减小电网实际功率的损耗，另一方面，对于大型磁力耦合器，解决了传统加载方式无法解决模拟兆瓦级负载加载的问题；磁力耦合器的电磁线圈能够实现控制耦合器的输出转速及传扭能力的无极调整；驱动电机输出轴通过联轴器与驱动扭矩/速度传感器相连接，驱动扭矩/速度传感器既能够检测扭矩大小，又能够实时检测驱动电机输出轴的转速；传动盘上均匀分布有3对齿轮齿条、6个导向杆以及6个位置传感器，所述位置传感器分布在传动盘两侧，每侧各分布3个，检测两侧导磁盘到传动盘的距离，从而得到永磁体与涡流盘之间的距离；所述导向杆分布在传动盘的两侧，每侧各分布3个，每个导向杆与导磁盘上的固体润滑轴承配合，既能够使得导磁盘能够在导向杆上自由的滑动，又能够将导磁盘上的扭矩传递给传动盘，从而将扭矩传递给输出轴输出；所述齿轮采用圆柱齿轮，圆柱齿轮与传动盘采用铰接，使得圆柱齿轮能够自由地进行自转运动和摆动，所述齿条采用弧形齿条，圆柱齿轮两侧分布一对弧形齿条，每个弧形齿条都是端部与圆柱齿轮配合，末端连接导磁盘，这样一对弧形齿条将圆柱齿轮夹住，使得圆柱齿轮能够位置自动归位，采用这种齿轮齿条的配合方式以及圆柱齿轮的安装方式，以保证在传扭的过程中，防止齿条与圆柱齿轮发生偏转或者由于加工误差造成卡死的现象；所述弧形齿条与导磁盘配合处设计有止口，以保证连接时相对位置关系。