一种永磁同步电机齿槽转矩的测试装置的制作方法

本发明涉及电机技术领域，更具体地说，涉及一种永磁同步电机齿槽转矩的测试装置。

背景技术：

现有技术中，齿槽转矩是永磁电机绕组不通电时永磁体和定子铁心之间相互作用产生的转矩，齿槽转矩会使电机转矩波动，继而产生振动和噪声，使得电机转速出现波动，导致电机不能平稳运行，最终会影响电机的性能。所以很多电机投入使用前需要进行电机齿槽转矩测试，以验证电机产品是否符合设计要求。

目前，在对电机进行齿槽转矩测试时，大多是通过人工拉动拉力计对齿槽转矩进行测试，这样对人工操作要求非常高，且人工操作的作业手法对测试精度的影响非常大，最终容易导致电机齿槽转矩测试过程繁琐、且测试结果准确性较低。

综上所述，如何提供一种可提高电机齿槽转矩测试准确性的装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种永磁同步电机齿槽转矩的测试装置，其可以有效提高电机齿槽转矩测试准确性和测试效率，且本装置结构简单、使用方便，可以进行推广使用。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种永磁同步电机齿槽转矩的测试装置，包括：用于带动电机匀速直线运动的驱动装置、用于与所述电机的输出轴套接以带动所述输出轴旋转的带轮、绕设于所述带轮的绳索、用于对所述带轮施加转动力的配重件、用于检测和记录所述带轮转动时所述绳索的拉力的测力装置，所述配重件垂直悬挂于所述绳索一端，所述测力装置设于所述绳索另一端、且所述测力装置和所述带轮之间的所述绳索保持水平。

优选的，所述驱动装置包括用于固定所述电机的固定装置和用于驱动所述固定装置匀速直线运动的直线模组，所述直线模组包括轨道和可沿所述轨道往复性运动的滑块，所述固定装置设于所述滑块上。

优选的，所述固定装置设有用于与所述电机底部卡接的凹槽和用于与所述电机侧部凸台卡接的弧形槽。

优选的，所述直线模组包括用于驱动所述滑块往复运动的动力件，所述动力件为丝杆或同步带。

优选的，所述带轮为t字型带轮，所述t字型带轮外周部设有用于缠绕所述绳索的环形槽、端部设有用于紧固所述输出轴的螺纹孔。

优选的，所述带轮内周部和所述输出轴外周部之间夹设有轴套，所述轴套设有槽口。

优选的，所述配重件为砝码状的配重块，所述配重块顶部设有用于固定所述绳索的固定槽。

优选的，所述测力装置与控制装置连接，以向所述控制装置传输拉力数据，所述控制装置用于处理所述拉力数据、以得到所述电机的齿槽转矩数据。

在使用本发明所提供的永磁同步电机齿槽转矩的测试装置时，首先，将电机放置在驱动装置上，并将带轮套接在电机输出轴上，再将绳索缠绕带轮设置，最终确保测力装置与带轮之间的绳索水平、且配重件垂直悬挂。当驱动装置未启动时，电机保持静止，测力装置检测到的绳索拉力为配重件的重力，该情况下操作人员可以对测力装置进行清零操作，以消除配重件对后续测试结果的影响。而后，操作人员可以控制驱动装置运行，以使驱动装置带动电机沿直线方向匀速运动，例如可以控制电机沿远离测力装置的方向移动，由于测力装置和带轮之间的绳索长度增大、将导致配重块与带轮之间的绳索长度减小，使得配重块上升，带轮因受到配重件重力牵引而发生转动，与此同时带轮会带动电机的输出轴匀速旋转，此时，由于电机存在齿槽转矩，将导致绳索上产生一个波动的力，测力装置可以实时检测和记录该波动拉力，最后操作人员再将记录的拉力数据进行换算，即可得到电机的齿槽转矩数据。

此外，在使用本装置对电机进行齿槽转矩测试时，无需人工手动拉动测力装置，通过配重件向带轮施加恒定的拉力，并配合驱动装置驱动电机匀速运动，这样有效提供了电机输出轴的匀速转动的测试条件，有利于提高电机齿槽转矩测试结果的准确性，且本装置操作简单便捷，有利于提高电机进行齿槽转矩测试效率。

综上所述，本发明所提供的永磁同步电机齿槽转矩的测试装置，可以有效提高电机齿槽转矩测试准确性和测试效率，且本装置结构简单、使用方便，可以进行推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的永磁同步电机齿槽转矩的测试装置的结构示意图；

图2为带轮的结构示意图；

图3为轴套的结构示意图；

图4为配重件的结构示意图；

图5为固定装置的结构示意图。

图1-图5中：

1为电机、2为带轮、21为环形槽、22为环状凸起、23为螺纹孔、3为绳索、4为配重件、5为测力装置、6为固定装置、61为凹槽、62为弧形槽、7为直线模组、71为轨道、72为滑块、8为轴套、81为槽口、9为底板、10为输出轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种永磁同步电机齿槽转矩的测试装置，可以有效提高电机齿槽转矩测试准确性和测试效率，且本装置结构简单、使用方便，可以进行推广使用。

请参考图1至图5，图1为本发明所提供的永磁同步电机齿槽转矩的测试装置的结构示意图；图2为带轮的结构示意图；图3为轴套的结构示意图；图4为配重件的结构示意图；图5为固定装置的结构示意图。

本具体实施例提供了一种永磁同步电机齿槽转矩的测试装置，包括：用于带动电机1匀速直线运动的驱动装置、用于与电机1的输出轴10套接以带动输出轴10旋转的带轮2、绕设于带轮2的绳索3、用于对带轮2施加转动力的配重件4、用于检测和记录带轮2转动时绳索3的拉力的测力装置5，配重件4垂直悬挂于绳索3一端，测力装置5设于绳索3另一端、且测力装置5和带轮2之间的绳索3保持水平。

需要说明的是，此处的绳索3是指测力装置5的用于测力的测试绳，可以将测力装置5的安装高度设置的与带轮2安装高度相同，以使测力装置5的测试绳水平拉出后与带轮2顶部相切，而后测试绳再沿着带轮2外周部进行缠绕，最后在测试绳另一端连接配重件4，使得配重件4垂直悬挂。

优选的，可以将测力装置5与驱动装置均安装在底板9上，驱动装置可带动电机1沿着底板9运动。

还需要说明的是，此处的驱动装置可以是往复运动组件，也即驱动装置可以使得电机1远离测力装置5或靠近测力装置5。例如，当驱动装置带动电机1远离测力装置5时，由于测试绳的长度固定，将使得配重件4上升，该过程将给带轮2施加转动力，使得带轮2带动输出轴10转动，与此同时，测力装置5可以测出测试绳受到的波动拉力。通过对该波动拉力的检测和记录，并对该拉力数据进行相关处理，即可获得电机1实时的齿槽转矩。而当驱动装置带动电机1靠近测力装置5时，配重件4下降，该过程会导致带轮2转动，且带轮2可同步带动输出轴10转动，但该过程的测试结果与上一过程测试结果相同，故可以对该过程不进行记录，仅将该过程作为电机1和驱动装置的复位操作，以便于对下一电机1进行齿槽转矩测试。本装置成本低、操作便捷，对测试结果影响较小、测试精度高。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对驱动装置、带轮2、配重件4以及测力装置5的形状、结构、尺寸、材质等进行确定。

在使用本发明所提供的永磁同步电机齿槽转矩的测试装置时，首先，将电机1放置在驱动装置上，并将带轮2套接在电机1的输出轴10上，再将绳索3缠绕带轮2设置，最终确保测力装置5与带轮2之间的绳索3水平、且配重件4垂直悬挂。当驱动装置未启动时，电机1保持静止，测力装置5检测到的绳索3拉力为配重件4的重力，该情况下操作人员可以对测力装置5进行清零操作，以消除配重件4对后续测试结果的影响。而后，操作人员可以控制驱动装置运行，以使驱动装置带动电机1沿直线方向匀速运动，例如可以控制电机1沿远离测力装置5的方向移动，由于测力装置5和带轮2之间的绳索3长度增大、将导致配重块与带轮2之间的绳索3长度减小，使得配重块上升，带轮2因受到配重件4重力牵引而发生转动，与此同时带轮2会带动电机1的输出轴10匀速旋转，此时，由于电机1存在齿槽转矩，将导致绳索3上产生一个波动的力，测力装置5可以实时检测和记录该波动拉力，最后操作人员再将记录的拉力数据进行换算，即可得到电机1的齿槽转矩数据。

此外，在使用本装置对电机1进行齿槽转矩测试时，无需人工手动拉动测力装置5，通过配重件4向带轮2施加恒定的拉力，并配合驱动装置驱动电机1匀速运动，这样有效提供了电机1的输出轴10的匀速转动的测试条件，有利于提高电机1齿槽转矩测试结果的准确性，且本装置操作简单便捷，有利于提高电机1进行齿槽转矩测试效率。

综上所述，本发明所提供的永磁同步电机齿槽转矩的测试装置，可以有效提高电机1齿槽转矩测试准确性和测试效率，且本装置结构简单、使用方便，可以进行推广使用。

在上述实施例的基础上，优选的，驱动装置包括用于固定电机1的固定装置6和用于驱动固定装置6匀速直线运动的直线模组7，直线模组7包括轨道71和可沿轨道71往复性运动的滑块72，固定装置6设于滑块72上。

需要说明的是，将电机1安装在固定装置6后，当直线模组7开始运行时，直线模组7的滑块72可以沿着轨道71滑行，将同步带动固定装置6和电机1同步滑动，以确保电机1进行匀速直线运动，继而使得配重件4可驱动带轮2匀速转动。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对固定装置6和直线模组7、轨道71以及滑块72的形状、结构、尺寸、位置、材质等进行确定。

优选的，固定装置6设有用于与电机1底部卡接的凹槽61和用于与电机1侧部凸台卡接的弧形槽62。

需要说明的是，固定装置6的底部与滑块72连接，以使得滑块72可同步带动固定装置6和电机1滑动，固定装置6顶部可以设置凹槽61和弧形槽62，以使得操作人员将电机1直接放入固定装置6进行卡接后，即可实现电机1固定，这使得电机1定位操作十分简单方便，同时也便于后续将电机1取出。并且，凹槽61可以有效保证电机1底部的稳定，避免电机1出现上下波动，而弧形槽62可以有效固定电机1侧部的凸台，避免电机1发生左右晃动，故固定装置6可以有效确保电机1的安装稳定性。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对凹槽61和弧形槽62的形状、结构、尺寸、位置等进行确定。

优选的，直线模组7包括用于驱动滑块72往复运动的动力件，动力件为丝杆或同步带，通过控制动力件运行，即可使得滑块72沿着轨道71往复运动，以使得固定装置6和固定装置6上的电机1同步进行往复运动，且该往复运动可以设置为匀速运动，以使得电机1的输出轴10匀速转动。除了可以将动力件设置为丝杠和同步带等装置，也可以根据实际情况和实际需求，将动力件设置为其它可驱动滑块72往复匀速运动的装置。

在上述实施例的基础上，优选的，带轮2为t字型带轮2，t字型带轮2外周部设有用于缠绕绳索3的环形槽21、端部设有用于紧固输出轴10的螺纹孔23。

本实施例中，将带轮2设置为t字型带轮2，是因为t字型带轮2外周部设有环形槽21，这样便于将绳索3绕设在带轮2外周部，有利于在后续测试过程中带动带轮2转动。并且，t字型带轮2端部设有环状凸起22，该环状凸起22沿周向均匀设置螺纹孔23，因此，当t字型带轮2套接在输出轴10外周部时，输出轴10可穿过该环状凸起22，并通过在环状凸起22的螺纹孔23上插入螺钉，将可以有效紧固t字型带轮2和输出轴10的紧固效果，确保二者同步转动。

优选的，带轮2内周部和输出轴10外周部之间夹设有轴套8，轴套8设有槽口81。

需要说明的是，在带轮2内周部和输出轴10外周部之间夹设有轴套8，是为了避免带轮2和输出轴10转动过程发生磨损，通过设置轴套8可以有效提高带轮2的输出轴10的使用寿命。而轴套8设有槽口81，是因为当在环状凸起22的螺纹孔23上插入螺钉时，螺钉将抵住轴套8外周部，故在轴套8上设置槽口81，将可以利用槽口81的收缩特性来承受螺钉的挤压力，也即当螺钉挤压轴套8时，槽口81可收缩，以使得轴套8压紧输出轴10，确保轴套8和输出轴10之间的紧固效果。而当螺钉拔出不再挤压轴套8时，槽口81恢复扩大，以使得轴套8松开输出轴10，以便于取出输出轴10。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对轴套8和槽口81的形状、结构、尺寸等进行确定。

优选的，配重件4为砝码状的配重块，配重块顶部设有用于固定绳索3的固定槽。因此，可以将绳索3由测力装置5水平拉出，而后使得绳索3与带轮2相切、并沿带轮2外周部缠绕两圈，之后，再使绳索3与带轮2相切、并保持竖直向下状态，最后再通过配重块顶部的固定槽系紧绳索3，从而确保测力装置5和带轮2之间的绳索3水平、配重块垂直悬挂。将配重件4设置为砝码状的配重块，可以更好的保持配重块重心的稳定，以使得配重块仅上下升降运动。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对配重块和固定槽的形状、结构、尺寸等进行确定。

优选的，测力装置5与控制装置连接，以向控制装置传输拉力数据，控制装置用于处理拉力数据、以得到电机1的齿槽转矩数据。

需要说明的是，带轮2和输出轴10旋转过程中，测力装置5可以实时检测和记录绳索3波动的拉力数据，并实时将该拉力数据传输至控制装置，而后控制装置可以对采集的拉力数据进行换算，以得到电机1的齿槽转矩数据，并且，控制装置还可以同步绘制出整个过程的数据波形。由于测力装置5和带轮2之间的绳索3保持水平、且绳索3缠绕带轮2后的另一端垂直悬挂有配重块，故测力装置5和带轮2之间相切、且配重块与带轮2也相切。

控制装置的具体计算方法为：假设带轮2的半径为r，并假设带轮2旋转运动过程中在某个点时测力装置5检测到的绳索3拉力为f，则电机1在该点的齿槽转矩为t＝f·r。根据采集的拉力数据可以得出电机1匀速直线运动过程中，电机1的最大力值fmax和最小力值fmin，从而可计算出齿槽转矩最大值tmax＝fmax·r，齿槽转矩最小值tmin＝fmin·r，同时可以得到齿槽转矩峰值tp-p＝(fmax-fmin)·r，故控制装置可以根据上述计算原理对拉力数据进行换算，得到电机1的齿槽转矩数据，且控制装置还可以同步绘制出整个过程中齿槽转矩的数据波形，以便于操作人员直观判断电机1的齿槽转矩情况。

为了更好的说明本发明所提供的永磁同步电机齿槽转矩的测试装置的使用过程，接下来进行举例说明。

在利用本装置进行电机1齿槽转矩测试时，首先，将电机1固定在固定装置6上，并使得固定装置6与直线模组7的滑块72连接，而后，可以在带轮2内孔嵌设有轴套8，再将带轮2和轴套8安装固定在电机1的输出轴10外周部，之后，将绳索3一端连接在测力装置5上，绳索3中间缠绕在带轮2外周部，绳索3另一端与配重块连接，以确保测力装置5和带轮2之间的绳索3水平、且配重块垂直悬挂。随后，为了消除配重块重量对测试结果的影响，在首次使用不同配重块时，需要对测力装置5进行归零操作，以确保后续测试结果的准确性。

之后，可以控制直线模组7运行，以驱动固定装置6和电机1进行匀速直线运动，在运动过程中因受到配重块重力的牵引，带轮2会带动电机1的输出轴10匀速旋转，此时绳索3上会产生一个波动的拉力，旋转过程中测力装置5可以实时检测和记录该波动的力，并将拉力数据实时传输至控制装置，控制装置可以对采集到的拉力数据进行处理换算，最终得到电机1的齿槽转矩数据，且控制装置还可以同步绘制出整个过程的齿槽转矩数据波形，以便于操作人员对电机1的测试结果进行直观判断。本发明所提供的永磁同步电机齿槽转矩的测试装置具有电机1安装简单、更换电机1方便、使用操作步骤简单、电机1测试结果精度高、测试操作效率高等优点，可以进行推广使用。

另外，还需要说明的是，本申请的“水平”、“底部”、“顶部”等指示的方位或位置关系，是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述和便于理解，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本发明所提供的永磁同步电机齿槽转矩的测试装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。