一种直线发电机测试平台的制作方法

本发明涉及一种直线发电机测试平台。

背景技术：

直线发电机是一种将直线运动的机械能直接转换为电能，且不需要任何中间转换机构的传动装置，目前被广泛应用于波浪能发电领域。采用直线发电机的波量能发电装置省去了机械式发电装置的升速环节，解决了第二级能量转换效率低的问题，使得整个波浪能发电装置的结构大大简化。

直线发电机测试平台是进行直线发电机实验室测试的重要装置，可以准确地评估和测试直线发电机的性能。然而，目前市场上并没有成熟的直线发电机的测试平台。因此，如何完成对直线发电机的实验室测试，是本技术领域人员需要解决的问题。

CN203906717U公开了一种直线电机测试系统，包括支架板和对称固定于所述支架板两端的直线光轴I和直线光轴II，在所述直线光轴I和所述直线光轴II的中间处对称地固定设有直线轴承I和直线轴承II，在所述直线轴承I和所述直线轴承II之间固定地设有承重支架，在所述直线光轴I和所述直线光轴II的上端位置处固定地设有顶层支架。该发明存在以下缺点：

1)测试装置为立式结构，安装困难，可靠性及安全性较差；

2)测试装置仅能测量直线电机的拉力和压力，无法测量动子运行速度、输出功率等性能参数；

3)测试装置仅能用于直线电动机测试，无法进行直线发电机测试，通用性较差。

CN104898056A公开的“直线电机测试装置”，包括底板；设置于底板上用于安装带测直线电机的第一安装支架；设置于底板上用于安装加载直线电机的第二安装支架；设置于第二安装支架上的加载直线电机，所述加载直线电机的运动轴同轴连接的连接端；设置于所述加载直线电机的运动轴的一端连接的联轴器；设置于底板上用于检测所述待测直线电机的运动轴的另一端位置的检测装置。该发明的主要缺点在于：采用电机对拖的方式，安装支架需要根据被测电机专门设计，测量范围受到加载电机中心高、行程等参数的制约，通用性较差。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有直线电机测试装置体积大、通用性差、测试范围小、结构复杂的缺点，提出一种直线发电机测试平台。本发明结构简单、安装方便、测试范围广、通用性强。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明直线发电机测试平台主要由地坪铁、齿条、主动台、从动台、齿轮、轴杆，以及拖动梁组成。

所述地坪铁通过地坪铁安装孔水平固定于地面，地坪铁两侧平行安装两组导轨，地坪铁与导轨焊接固定。所述主动台和从动台分别位于地坪铁的两侧导轨上。两条齿条位于主动台和从动台之间，并平行固定在地坪铁上。所述轴杆横跨于主动台和从动台之间，轴杆两端分别与扭矩传感器和轴承相连；所述齿轮穿入并固定在轴杆上，且与齿条紧密配合。所述拖动梁横跨于主动台和从动台之间，拖动梁两端分别与主动坪铁和从动坪铁相连，拖动梁与轴杆平行，且位于轴杆后侧。

两条导轨为一组，每组的两条导轨之间设有一个布线槽，导轨与布线槽之间装有磁栅尺。两组导轨之间平行安装两条齿条，齿条之间均匀平行分布一定数量的“T”型槽。所述导轨、布线槽、磁栅尺、齿条、“T”型槽均相互平行。

所述主动台包括主动坪铁、轨道、驱动电机、电机支架、扭矩传感器、传感器支架和磁栅尺表头。主动坪铁位于地平铁的一组导轨之上，通过其下部的两条平行布置的轨道与导轨配合，沿导轨在地坪铁上往复滑动。主动坪铁上均匀分布一定数量的“T”型槽，“T”型槽与主动坪铁下部轨道方向垂直。驱动电机和扭矩传感器分别通过电机支架和传感器支架固定在主动坪铁上，驱动电机轴通过联轴器与扭矩传感器的一端同轴相连。磁栅尺表头安装在主动坪铁下部轨道内侧，与地坪铁上的磁栅尺对齐。主动台沿轨道滑动时，带动磁栅尺表头在磁栅尺正上方移动。

所述从动台包括从动坪铁、轨道、轴杆支架和轴承。从动坪铁位于地平铁的另一组导轨上，通过其下部的两条平行轨道与导轨配合，可沿导轨在地平铁上往复滑动。从动坪铁上均匀分布一定数量的“T”型槽，“T”型槽与从动坪铁下部轨道方向垂直。轴杆支撑架固定在从动坪铁上，轴承嵌在轴杆支撑架内。

所述轴杆位于主动台和从动台之间，轴杆的一端通过轴承与从动台轴杆支撑架相连，轴杆的另一端通过联轴器与主动台的扭矩传感器的一端同轴相连。

所述齿轮穿入并固定于轴杆上，分别与两条齿条配合安装，在轴杆的带动下，两个齿轮可沿各自所在的齿条进行往复同步滚动。

所述拖动梁横跨在主动台和从动台之间，两端分别通过拖动梁安装孔与主动台和从动台固定，拖动梁位于轴杆后侧，与轴杆平行。拖动梁中间设有挂环，可以与被测直线电机的动子连接。

本发明的工作原理及工作过程为：

本发明工作时，被测直线发电机的定子固定在地坪铁中部的“T”型槽上，被测直线发电机的动子通过测力计与拖动梁的挂环相连。主动台上的驱动电机通电后，按照预先设置的转速旋转，通过主动台上的扭矩传感器带动整个轴杆旋转。轴杆的旋转带动轴杆上的齿轮沿着地坪铁上的两个齿条滚动，进而带动主动台、从动台以及拖动梁一起沿着地坪铁上的导轨滑动，从而拖动被测直线发电机的动子运动，达到模拟实际工况的测试目的。测试过程中，电机的输出电压、电流可以利用电压电流表准确测量，进而可以计算得到整个系统的输入功率；主动台上的扭矩传感器可以精确测量驱动电机输出的转速、转矩和功率；地坪铁上的磁栅尺和主动台上的磁栅尺表头配合测量被测直线发电机动子的运行速度，连接在拖动梁挂环上的测力计可以显示动子的拉力或推力，进而可以计算出被测直线发电机的输入功率；被测直线发电机的输出电压、电流参数也可以通过电压电流表测得，并因此计算出被测发电机的输出功率；根据被测直线发电机的输出功率和输入功率，就可以计算得到被测直线发电机的效率。

本发明的有益效果为：

1、本发明直线发电机测试平台由几个简单的部件组装而成，方便安装，容易拆卸，操作简单。

2、本发明直线发电机测试平台的基础平台为地坪铁，摘除齿条、主动台、从动台后，可以作为传统地坪铁使用，普适性强，避免空间及资源浪费。

3、本发明直线发电机测试平台采用“T”槽固定方式，拖动梁行程长，且运行速度灵活可调，可以适用于各种形状尺寸的被测直线发电机，通用性强。

4、本发明直线发电机测试平台在驱动电机输入、驱动电机输出、被测直线发电机输入、被测直线发电机输出等多个环节都设有精确的参数测试仪器设备，测量参数多，测量精度高，测试范围广。

附图说明

图1是本发明直线发电机测试平台的结构示意图，图中：1地坪铁、2齿条、3主动台、4从动台、5轴杆、6齿轮、7、拖动梁；

图2是本发明直线发电机测试平台的地坪铁结构示意图，图中：101地坪铁安装孔、102地坪铁起吊孔、103导轨、104磁栅尺、105布线槽、106“T”型槽；

图3是本发明直线发电机测试平台的齿条结构示意图，图中：201齿条安装孔、202齿条起吊孔、203齿条齿；

图4是本发明直线发电机测试平台的主动台结构示意图，图中：301主动坪铁、302“T”型槽、303轨道、304驱动电机、305扭矩传感器、306电机支架、307传感器支架、308磁栅尺表头；

图5是本发明直线发电机测试平台的从动台结构示意图，图中：401从动坪铁、402“T”型槽、403轨道、404轴杆支架、405轴承；

图6是本发明直线发电机测试平台的拖动梁结构示意图，图中：701拖动梁臂、702挂环、703拖动梁安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1、图2、图4和图5所示，本发明直线发电机测试平台包括地坪铁1、齿条2、主动台3、从动台4、轴杆5、齿轮6，以及拖动梁7。所述地坪铁1通过地坪铁安装孔水平固定于地面，地坪铁1两侧平行安装两组导轨103，地坪铁1与导轨103焊接固定。主动台3和从动台4分别位于地坪铁1的两侧导轨103上；齿条2位于主动台3和从动台4之间，并平行固定在地坪铁1上；轴杆5横跨于主动台3和从动台4之间，轴杆5两端分别与扭矩传感器305和轴承405相连；齿轮6穿入并固定在轴杆5上，且与齿条2紧密配合。所述拖动梁7横跨于主动台3和从动台4之间，拖动梁7的两端分别与主动坪铁301和从动坪铁401相连，拖动梁7位于轴杆5后侧，与轴杆5平行。

如图2所示，地坪铁1两侧有两组导轨。两条导轨为一组，每组的两条导轨103之间各设有一个布线槽105，导轨103与布线槽105之间装有磁栅尺104，地坪铁1中部均匀平行分布一定数量的第一“T”型槽106。

如图4所示，主动台3包括主动坪铁301、轨道303、驱动电机304、扭矩传感器305、电机支架306、传感器支架307和磁栅尺表头308。主动坪铁301上均匀分布一定数量的第二“T”型槽302，轨道303位于主动坪铁301的下部，主动坪铁301位于地坪铁1的一组导轨103之上，通过其下部的两条平行布置的轨道303与导轨103的配合，沿导轨103在地坪铁1上往复滑动。驱动电机304和扭矩传感器305分别通过电机支架306和传感器支架307固定在主动坪铁301上，驱动电机304与扭矩传感器305同轴相连，磁栅尺表头308安装在主动坪铁301下部，位于轨道303内侧。

如图5所示，从动台4包括从动坪铁401、轨道403、轴杆支架404、轴承405。从动坪铁401上均匀分布一定数量的第三“T”型槽402。轨道403位于从动坪铁401下部；从动坪铁401位于地坪铁1的另一组导轨上，通过其下部的两条平行轨道403与导轨103的配合，沿导轨103在地坪铁1上往复滑动。轴杆支撑架404固定在从动坪铁401上，轴承405嵌在轴杆支撑架404内。