一种直线电动机的推力测试装置及测试方法与流程

本发明涉及直线电动机检测，具体涉及一种直线电动机的推力测试装置及测试方法。

背景技术：

1、斯特林制冷机用直线电机具体用于其直线压缩机部分用于驱动压缩机活塞，采用对置式结构，左右各一台直线电机。压缩机活塞与直线电机动子连接并采用板弹簧或柱弹簧支撑。因此左右两台电机的对称性大大影响了整机的自身振动。由于直线电机以现有水平难以做到完全对称，因此通过在一批电机中挑选性能最接近的一对电机进行装调是目前斯特林制冷机制造单位的主要方法。

2、目前是使用弹簧拉压试验机对直线电机的比推力测试，以挑选出性能最接近的一对直线电机。具体比推力测试为：先将电机定子、动子和试验工装整体组装，然后，将电机水平放置，使动子处于自然静止状态，此时动子位置处于平衡位置(动子、定子中心对齐位置)，然后在芯轴露出试验工装的一端上使用记号笔标记上端盖端面与芯轴端部圆柱面的相交线；接着将电机竖直放置在弹簧拉压试验机的托盘上，保证芯轴上用记号笔标记过的一端朝上，然后施加的直流电流(约0.3a)，施加直流电流时需要注意电流的方向，应使动子具有向上运动的趋势，此时通过人工观察芯轴上标记处与试验工装上表面是否共面，以使得动子位置处于平衡位置，记录此时的电流i0，接着调整弹簧拉压试验机上压板与动子处于临界接触状态，使得弹簧拉压试验机位移清零，力清零；然后分别施加i0+1a、i0+2a的电流，并分别记录对应力示数。最后使用比推力计算公式计算得到比推力。

3、但是由于上述方法中平衡位置标记是使用记号笔在芯轴端部进行标记，而且在通小电流找平衡位置时，标记曲线与上端面有一定偏差。可见，由于使用弹簧拉压实验机测量直线电机比推力时，在平衡位置标记和通小电流找平衡位置时均需要人工观察标记线与试验工装上表面是否共面，因此无法完全避免因人工的视觉误差导致测试推力一致性差，为后续整机单位的筛选增大了难度。

技术实现思路

1、(一)本发明所要解决的问题是：使用弹簧拉压实验机测量直线电机比推力时，在平衡位置标记和通小电流找平衡位置时均需要人眼观察，因此无法完全避免因人工的视觉误差导致测试推力一致性差的问题，为后续整机单位的筛选增大了难度。

2、(二)技术方案

3、1.一种直线电动机的推力测试方法，包括如下步骤：

4、s1：将直线电机测试工装安装到直线电动机推力测试装置的支撑座上，保证直线电机测试工装的芯轴处于水平状态；

5、s2：控制丝杠滑台组件带动力传感器相对于直线电机测试工装移动，以使力传感器与待测直线电动机的芯轴接触，且当实时获取的力传感器的数值信息落入设定阈值时停止，表明力传感器与芯轴端部刚接触；

6、s3：定子线圈通电并按照设定的多组电流数值输入电流，每次输入电流时，记录力传感器的数值，最后将得到的多组力传感器数值套入比推力计算公式中得到直线电机的比推力。

7、根据本发明的一个实施例，所述s2步骤中所述控制丝杠滑台组件带动力传感器相对于直线电机测试工装移动，以使力传感器与待测直线电动机的芯轴接触，包括：

8、控制丝杠滑台组件带动力传感器朝直线电机测试工装按设定步距一移动，且实时读取力传感器数值f，并判断力传感器数值f与阀值上限的关系；

9、若力传感器数值f大于等于阀值上限，则满足接触条件；

10、若力传感器数值f小于阀值上限，则控制丝杠滑台组件继续带动力传感器朝直线电机测试工装移动，直至满足接触条件。

11、根据本发明的一个实施例，当满足接触条件后，控制丝杠滑台组件带动力传感器朝远离直线电机测试工装的方向按照设定步距二移动，读取力传感器数值f1并判断力传感器数值f1与设定阈值的关系；

12、若力传感器数值f1落入设定阈值内，表明力传感器与芯轴端部刚接触；

13、若力传感器数值f1大于等于设定阈值上限，则控制丝杠滑台组件带动力传感器朝远离直线电机测试工装的方向移动设定步距二，接着读取力传感器数值并再次判断力传感器数值与设定阈值的关系，直至力传感器数值落入设定阈值；

14、若力传感器数值f1小于等于阈值下限，则控制丝杠滑台组件带动力传感器朝靠近直线电机测试工装的方向移动设定步距三，接着读取力传感器数值并再次判断力传感器数值与设定阈值的关系，直至力传感器数值落入设定阈值，其中，设定步距三为设定步距二的一半。

15、根据本发明的一个实施例，所述s1步骤中设定阈值为0.02n-0.05n。

16、一种直线电动机的推力测试装置，所述直线电动机的推力测试装置为权利要求1-5中任一所述的一种直线电动机的推力测试方法中所使用的直线电动机推力测试装置，包括丝杠滑台组件、力传感器和直线电机测试工装，所述直线电机测试工装安装在所述丝杠滑台组件上，所述直线电机测试工装的芯轴处于水平状态，所述丝杠滑台组件包括滑块，所述力传感器安装在所述滑块上，所述滑块用于带动所述力传感器靠近或远离所述直线电机测试工装，所述直线电机测试工装的芯轴与所述力传感器同轴。

17、根据本发明的一个实施例，所述直线电动机的推力测试装置包括激光位移传感器，所述激光位移传感器安装在所述滑块上用于测量力传感器的位置。

18、根据本发明的一个实施例，所述直线电机测试工装包括第一端盖、第二端盖、动子和定子，所述定子安装于所述第一端盖和第二端盖之间，所述第一端盖、定子和第二端盖之间形成有密封的腔体，所述动子与所述定子同轴设置，且所述动子位于所述腔体内，所述芯轴中间部分滑配安装于所述动子的内孔中，所述芯轴的两端分别从所述第一端盖和所述第二端盖中穿出。

19、根据本发明的一个实施例，所述丝杠滑台组件上安装有支撑座，所述支撑座包括两个支撑板，每个所述支撑板的顶部均具有弧形槽，所述弧形槽用于放置所述直线电机测试工装，靠近所述力传感器的所述支撑板上开设有螺钉孔，所述螺钉孔内安装有波珠弹簧螺钉。

20、本发明的有益效果：

21、本发明提供的一种直线电动机的推力测试方法，使用本直线电动机的推力测试方法测量直线电动机的比推力时，只需观察力传感器的数值是否落入到设定阈值内，即可表明力传感器与芯轴的端部刚接触，无需人工在芯轴上使用记号笔标记，无需人工观察标记线是否与试验工装上端面共面，能避免因人工的视觉误差导致测试推力一致性差的问题，降低了后续整机单位的筛选难度。

22、本发明提供的一种直线电动机的推力测试装置，使用本装置按照上述的直线电动机的推力测试方法对直线电动机进行比推力测试时，无需人工在芯轴上使用记号笔标记，无需人工观察标记处是否与试验工装上端面共面，也不再依赖人工通过视觉比对，因此可避免因人工的视觉误差导致测试推力一致性差的问题，降低了后续整机单位的筛选难度。

技术特征：

1.一种直线电动机的推力测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种直线电动机的推力测试方法，所述s2步骤中所述控制丝杠滑台组件带动力传感器相对于直线电机测试工装移动，以使力传感器与待测直线电动机的芯轴接触包括：

3.根据权利要求2所述的一种直线电动机的推力测试方法，其特征在于，当满足接触条件后，控制丝杠滑台组件带动力传感器朝远离直线电机测试工装的方向按照设定步距二移动，读取力传感器数值f1并判断力传感器数值f1与设定阈值的关系；

4.根据权利要求1所述的一种直线电动机的推力测试方法，其特征在于，所述s1步骤中设定阈值为0.02n-0.05n。

5.一种直线电动机的推力测试装置，所述直线电动机的推力测试装置为权利要求1-4中任一所述的一种直线电动机的推力测试方法中所使用的直线电动机推力测试装置，其特征在于，包括丝杠滑台组件、力传感器和直线电机测试工装，所述直线电机测试工装安装在所述丝杠滑台组件上，所述直线电机测试工装的芯轴处于水平状态，所述丝杠滑台组件包括滑块，所述力传感器安装在所述滑块上，所述滑块用于带动所述力传感器靠近或远离所述直线电机测试工装，所述直线电机测试工装的芯轴与所述力传感器同轴。

6.根据权利要求5所述的一种直线电动机的推力测试装置，其特征在于，所述直线电动机的推力测试装置包括激光位移传感器，所述激光位移传感器安装在所述滑块上用于测量力传感器的位置。

7.根据权利要求5所述的一种直线电动机的推力测试装置，其特征在于，所述直线电机测试工装包括第一端盖、第二端盖、动子和定子，所述定子安装于所述第一端盖和第二端盖之间，所述第一端盖、定子和第二端盖之间形成有密封的腔体，所述动子与所述定子同轴设置，且所述动子位于所述腔体内，所述芯轴中间部分滑配安装于所述动子的内孔中，所述芯轴的两端分别从所述第一端盖和所述第二端盖中穿出。

8.根据权利要求5所述的一种直线电动机的推力测试装置，其特征在于，所述丝杠滑台组件上安装有支撑座，所述支撑座包括两个支撑板，每个所述支撑板的顶部均具有弧形槽，所述弧形槽用于放置所述直线电机测试工装，靠近所述力传感器的所述支撑板上开设有螺钉孔，所述螺钉孔内安装有波珠弹簧螺钉。

技术总结本发明涉及直线电动机检测技术领域，具体涉及一种直线电动机的推力测试装置及测试方法。本发明提供的一种直线电动机的推力测试方法，包括如下步骤：S1：将直线电机测试工装安装到直线电动机推力测试装置的支撑座上，保证直线电机测试工装的芯轴处于水平状态；S2：控制丝杠滑台组件带动力传感器相对于直线电机测试工装移动，以使力传感器与待测直线电动机的芯轴接触，且当实时获取的力传感器的数值信息落入设定阈值时停止，表明力传感器与芯轴端部刚接触。使用本直线电动机的推力测试方法测量直线电动机的比推力能避免因人工的视觉误差以及测量误差导致测试推力一致性差的问题，降低了后续整机单位的筛选难度。技术研发人员：苏伟,徐国君,李文俊受保护的技术使用者：上海微电机研究所（中国电子科技集团公司第二十一研究所）技术研发日：技术公布日：2024/7/25