用于汽车驱动电机转子的超速实验台架的制作方法

本实用新型涉及电学领域，尤其涉及汽车高速驱动电机的转子强度的测试技术，特别是一种用于汽车驱动电机转子的超速实验台架。

背景技术：
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新能源汽车普遍采用电驱动系统。其技术发展趋势是追求更高的功率密度和更高的效率。电机高速化是一个有效的技术发展方向。主流的电动汽车普遍选择高转速的驱动电机，以提高动力性能。电机的高速化对电机转子的机械强度和刚度提出更高的要求，因此电机转子的超速和超速耐久实验就成为保证转子强度、刚度和疲劳寿命的最后屏障。目前用于超速实验的对拖台架价格非常昂贵，且超速和超速耐久实验会对对拖台架造成一定损伤，因此用于做电机转子超速和超速耐久实验的实验资源非常有限。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种用于汽车驱动电机转子的超速实验台架，以解决使用对拖台架进行超速和超速耐久实验时成本高以及台架损伤的问题。

本实用新型的这种用于汽车驱动电机转子的超速实验台架，包括水冷电主轴、电机转子、环境箱、上位机、转接套和台架底板，所述的台架底板上固定安装有L型板，所述的L型板包括一个垂直墙和一个水平墙，所述的水平墙位于垂直墙的左侧，所述的转接套通过法兰连接方式固定安装在L型板的垂直墙上，所述的水冷电主轴和所述的电机转子通过转接套共轴安装，水冷电主轴的端盖固定连接在转接套的一端，电机转子的端盖固定连接在转接套的另一端，水冷电主轴的转轴和电机转子的转轴通过弹性联轴器连接，所述的弹性联轴器的上方设有防护隔板，L型板的水平墙上垂直安装有一个电主轴支持架，水冷电主轴的尾端设置在所述的电主轴支持架上，L型板的垂直墙右侧设有与L型板的水平墙连接的支撑板，所述的支撑板上垂直安装有一个电机转子支持架，电机转子的尾端设置在所述的电机转子支持架上，电机转子支持架和所述电主轴支持架对应设置在L型板的垂直墙的左右两侧，用于支撑所述水冷电主轴和所述电机转子， L型板的垂直墙在其位于电机转子的一侧固定安装有隔热环氧板，所述的环境箱设置在电机转子的一侧，环境箱的底部滑动连接有导轨，所述的导轨平行于电机转子的转轴轴向并固定在台架底板上，所述的环境箱与所述导轨构成滑动副，所述环境箱沿导轨滑动与所述隔热环氧板接触连接后构成封闭空间，所述上位机通过数据线连接所述环境箱，精确控制环境箱内温度变化。

进一步的，所述水冷电主轴上电连接有变频器，所述变频器通过控制接口接入所述上位机，所述上位机控制所述变频器调整所述水冷电主轴转速。

进一步的，所述水冷电主轴最高转速为25000rpm，功率为26kw，扭矩为10Nm。

进一步的，所述转接套的两个端面为一次装夹加工。

进一步的，所述环境箱的温度设置范围为-40℃到200℃，温升速率为5℃/分钟。

进一步的，所述超速实验台架的固有频率大于450HZ。

本实用新型的工作原理是：利用电主轴的高速特性并通过上位机连接变频器控制电主轴提供不同转速，满足被测电机转子系统在超速和超速耐久实验中的速度要求，通过上位机控制环境箱的温度变化，满足被测电机转子系统在超速和超速耐久实验中的温度要求，采用一次装夹加工而成的转接套和弹性联轴器，进一步保证了电主轴转速和扭矩顺利传递到被测转子系统。

本实用新型和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本实用新型采用高速电主轴驱动被测电机转子系统，并通过环境箱满足被测电机转子系统对温度的要求，覆盖了绝大部分类型汽车驱动电机转子的超速和超速耐久实验工况，解决了使用对拖台架测试实验时费用高昂、台架损伤等问题，该超速实验台架结构简单紧凑，成本低。

附图说明：

图1是本实用新型的整体结构示意图

图2是本实用新型中的水冷电主轴、电机转子、转接套和弹性联轴器的连接结构示意图。

具体实施方式：

实施例1:

如图1和图2所示，本实用新型的用于汽车驱动电机转子的超速实验台架中，电主轴1的端盖101通过螺钉连接在转接套2的一端，同时电机转子3的端盖301通过螺钉连接在转接套2的另一端，转接套2的法兰面201通过螺钉连接在L型板4的垂直墙401上，L型板4的水平墙402通过螺钉连接在台架底板5上，电主轴1的转轴102和电机转子3的转轴302通过弹性联轴器6传递转速和扭矩，弹性联轴器6上方有用于防护的防护隔板7，电主轴1和电机转子3的尾端通过垂直安装在L型板4水平墙402上的电主轴支持架8和安装在与L型板4连接的支撑板9上的电机转子支持架10支撑，L型板4的垂直墙401靠近电机转子3的一侧上安装有用于隔热的环氧板11，环氧板11和一个环境箱12构成被测电机转子3的温度环境，环境箱12通过导轨13可以在台架底板5上作平行于电主轴1轴向的移动。

电主轴1采用水冷却，其具体性能指标为，在额定工况下转速为25000rpm，功率为26kw，扭矩为10Nm，电主轴1能够拖动绝大部分的汽车驱动电机转子3做超速和超速耐久实验，用于控制电主轴1的变频器14通过接口接入到上位机15，通过上位机15输入可以实现电主轴1的变转速工况需求。

转接套2同时连接电主轴1和电机转子3，转接套2的两个端面是一次装夹加工而成，保证电主轴1和电机转子3的同轴度，弹性联轴器6用于传递转速和扭矩，联轴器6允许的最高转速为25000rpm，扭矩为10Nm。

环境箱12和环氧板11组成的相对密封系统用于控制被测电机转子3的温度。本实用新型中的环境箱12采用现有技术中的公知技术方案，例如在环境箱12的箱体内设有加热元件、制冷元件及温度传感器，上位机通过控制线、信号线分别与加热元件的控制端、制冷元件的控制端及温度传感器的信号端连接，对箱体内的温度进行恒温、升温或降温的操作，用以模拟各种情况下电机转子3的外部环境温度，实现电机转子3的变温工况需求，关于环境箱的技术方案，本领域的技术人员均已了解，在此不再赘述。本实用新型中，环境箱12的温度变化范围为-40℃到200℃，温升速率为5℃/min。

超速实验台架的最低固有频率通过有限元仿真大于450Hz，以保证电主轴1的转速在0-25000rpm内台架不会产生共振，整个超速实验台架结构简单紧凑，成本低，很好的解决了汽车驱动电机转子的超速和超速耐久实验成本和台架损伤等问题。