齿槽转矩测试电机对托装置的制作方法

本技术属于电机测试工装，尤其涉及一种齿槽转矩测试电机对托装置。

背景技术：

1、齿槽转矩是永磁电机的固有现象，它是电枢绕组不同电的状态下，由永磁体产生的磁场同电枢铁芯的齿槽作用在圆周方向上产生的转矩，它的产生来自于永磁体与电枢齿之间的切向力，使永磁电动机的转子有一种沿着某一特定方向与定子对齐的趋势，试图将定子固定在某个位置，由此趋势产生的一种振荡转矩。

2、齿槽转矩会使电机产生转矩波动，振动和噪音等现象。产生转矩波动时，使电机无法平稳运行，影响电机的性能。同时会让电机产生一些特定频率的振动和噪音，在变速驱动中，当转矩脉动频率与定子或转子的机械共振频率一致时，齿槽转矩产生的振动和噪音会被放大。同时，齿槽转矩的存在也会影响在速度控制状态下的低速性能和位置控制系统中的高精度定位。

3、齿槽转矩对电机性能的影响众多，各电机在设计阶段均会考虑如何减小齿槽转矩。而测量出该电机真实且准确的齿槽转矩值也成为设计过程中重要的一环。

4、根据gb/t30549-2014要求：测量齿槽转矩的方法为电机绕组开路，测量使电机转子开始转动所需要客服的最小力矩，测试正反两个方向并取其最大值，对于电枢铁芯开槽的电机，该值则为齿槽转矩。为保证测量数据的准确性，其测量时转速要求为1-10rpm。

5、现如今行业内常见的齿槽转矩测试方法有杠杆法，传感器动态测量法，转矩测试仪瞬时值测量法，砝码法等方式。其中传感器动态测量法使用较为广泛且精度较高。传感器动态测量法根据电机的摆放方式又分为卧式测量及立式测量法。

6、卧式测量法，顾名思义是电机水平放置于测试机构中，使用联轴器等其他传动方式，调节电机水平高度及前后的位置与测试设备侧头进行对中，测量电机开路时的齿槽转矩。立式测量法，电机垂直放置于测试设备中，调节电机在x,y,z三个方向上的位置与侧头对中。测量电机开路时的齿槽转矩。

7、1.卧式测量法的优势在于便于观察测试中样品及整个机构的测试状态。但使用这种方法进行测试时，对于电机转子自重较大的电机齿槽转矩误差会相对增大，因转子自重产生的垂直向下的重力会压在电机内部轴承上内壁，而对于摩擦力f=μ×fn，其中摩擦系数μ不变，fn增大，摩擦力f则变大，对应齿槽转矩变大。不利于设计分析过程中的工作。

8、同时，市面上无论是卧式还是立式测量法。被测电机的对托方式大都为膜片式联轴器进行连接。而这种连接方式同时也会为测试带来较大的装配误差。联轴器一端锁住测试系统中，另一端则锁在电机的轴上。这是如果电机输出轴与测试系统的同心度稍有偏差，就会破坏电机的状态，导致转子偏心，齿槽转矩测试结果差异较大。

9、现为了避免因对中问题影响测试结果，日本菅员sugawara齿槽转矩测试仪推出了开放式对托，使用力*力臂的方式测量、计算齿槽转矩。而这对于这种方式进行测试会有以下几点问题：（1）工装在锁住被测电机输出轴时，配合方式均为间隙配合，所以都需要螺钉进行固定，而由于螺钉底端面不整齐，容易造成抱轴发生歪斜，影响测试结果；（2）因固定方式为螺钉禁锢，螺钉易划伤电机输出轴；（3）针对不同直径的输出轴需要制作不同规格的抱轴工装，增加成本；（4）更换被测样品时拆装过程复杂，工时长，效率低；（5）机身夹具对电机位置限制较低，易发生倾斜，影响测试结果。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种齿槽转矩测试电机对托装置，该装置操作方便，且在使用过程中能始终保持被测样品的垂直度。

2、为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、齿槽转矩测试电机对托装置，包括抱轴夹具和电机夹持工装，所述抱轴夹具包括传动杆、夹具主体和机械爪，所述传动杆固定在夹具主体的上端，且与测试转动机构传动连接，三个机械爪滑动设置在夹具主体下部，且三者同步运动；所述电机夹持工装包括由上至下依次固定的三爪卡盘机构、高度调节机构以及三向调节工作台，所述三爪卡盘机构包括支撑板、底盘、转盘和夹块，所述底盘固定在支撑板上，所述转盘与底盘同轴转动设置，三个夹块滑动设置在转盘的顶部，且三者同步运动。

4、作为优选方案：所述转盘的上端面设有三道滑槽，三道滑槽均由转盘的中心向外侧延伸，且三道滑槽将转盘三等分，三个夹块分别滑动设置在相应的滑槽内。

5、作为优选方案：所述滑槽的纵向截面成“工”字形，所述夹块的上端面成内高外低的阶梯状，所述夹块的内侧面成圆弧面。

6、作为优选方案：所述高度调节机构包括上限位板、下限位板和x形铰接架，所述x形铰接架的一端的上部和下部分别通过滑块a和滑块b与上限位板和下限位板滑动设置，所述上限位板的一侧还设有调节转轮，所述调节转轮固定有螺杆，所述螺杆与滑块a通过螺纹连接；所述x形铰接架的另一端的上部和下部分别通过固定块与上限位板和下限位板固定。

7、作为优选方案：所述上限位板的底部固定有上限位支架，所述滑块a设置在上限位板和上限位支架之间，所述下限位板的上端面固定有下限位支架，所述滑块b设置在下限位板和下限位支架之间。

8、作为优选方案：所述三向调节工作台包括相互堆叠固定的三个滑动调节组件，最上端的滑动调节组件顶部固定有上托板，且最上端的滑动调节组件使得上托板能够纵向调节，下部的两个滑动调节组件使得上托板能够在前后左右四个方向进行调节。

9、作为优选方案：上部的两个滑动调节组件之间通过l形的立架固定，且使得上部的两个滑动调节组件之间形成。

10、作为优选方案：所述滑动调节组件包括相互滑动设置的滑动座和滑动块，所述滑动座的一侧设置有调节杆，所述调节杆的端部设有齿轮，所述滑动块的底部设有齿条，齿条和齿轮啮合传动，所述滑动座的另一侧还设有用于将滑动座的位置固定的限位扳手。

11、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

12、本实用新型的抱轴夹具采用了三个同步运动的机械爪，电机夹持工装采用了三个同步运动的夹块，能够使得电机轴和电机机身始终保持在夹具的中心，同时机械爪和夹块配合三向调节工作台又同时满足不同形状电机的测试搭建，通过三向调节工作台进行被测电机与测试设备对中的操作，操作便利又增强了装置整体的通用性。

技术特征：

1.齿槽转矩测试电机对托装置，其特征在于：包括抱轴夹具（1）和电机夹持工装，所述抱轴夹具（1）包括传动杆（11）、夹具主体（12）和机械爪（13），所述传动杆（11）固定在夹具主体（12）的上端，且与测试转动机构传动连接，三个机械爪（13）滑动设置在夹具主体（12）下部，且三者同步运动；所述电机夹持工装包括由上至下依次固定的三爪卡盘机构（2）、高度调节机构（3）以及三向调节工作台（4），所述三爪卡盘机构（2）包括支撑板（20）、底盘（21）、转盘（22）和夹块（23），所述底盘（21）固定在支撑板（20）上，所述转盘（22）与底盘（21）同轴转动设置，三个夹块（23）滑动设置在转盘（22）的顶部，且三者同步运动。

2.根据权利要求1所述的齿槽转矩测试电机对托装置，其特征在于：所述转盘（22）的上端面设有三道滑槽，三道滑槽均由转盘（22）的中心向外侧延伸，且三道滑槽将转盘（22）三等分，三个夹块（23）分别滑动设置在相应的滑槽内。

3.根据权利要求2所述的齿槽转矩测试电机对托装置，其特征在于：所述滑槽的纵向截面成“工”字形，所述夹块（23）的上端面成内高外低的阶梯状，所述夹块（23）的内侧面成圆弧面。

4.根据权利要求1所述的齿槽转矩测试电机对托装置，其特征在于，所述高度调节机构（3）包括上限位板（31）、下限位板（30）和x形铰接架（36），所述x形铰接架（36）的一端的上部和下部分别通过滑块a（34）和滑块b（38）与上限位板（31）和下限位板（30）滑动设置，所述上限位板（31）的一侧还设有调节转轮（32），所述调节转轮（32）固定有螺杆（33），所述螺杆（33）与滑块a（34）通过螺纹连接；所述x形铰接架（36）的另一端的上部和下部分别通过固定块（37）与上限位板（31）和下限位板（30）固定。

5.根据权利要求4所述的齿槽转矩测试电机对托装置，其特征在于，所述上限位板（31）的底部固定有上限位支架（35），所述滑块a（34）设置在上限位板（31）和上限位支架（35）之间，所述下限位板（30）的上端面固定有下限位支架（39），所述滑块b（38）设置在下限位板（30）和下限位支架（39）之间。

6.根据权利要求1所述的齿槽转矩测试电机对托装置，其特征在于，所述三向调节工作台（4）包括相互堆叠固定的三个滑动调节组件，最上端的滑动调节组件顶部固定有上托板（46），且最上端的滑动调节组件使得上托板（46）能够纵向调节，下部的两个滑动调节组件使得上托板（46）能够在前后左右四个方向进行调节。

7.根据权利要求6所述的齿槽转矩测试电机对托装置，其特征在于，上部的两个滑动调节组件之间通过l形的立架（45）固定，且使得上部的两个滑动调节组件之间形成。

8.根据权利要求6所述的齿槽转矩测试电机对托装置，其特征在于，所述滑动调节组件包括相互滑动设置的滑动座（41）和滑动块（42），所述滑动座（41）的一侧设置有调节杆（43），所述调节杆（43）的端部设有齿轮，所述滑动块（42）的底部设有齿条，齿条和齿轮啮合传动，所述滑动座（41）的另一侧还设有用于将滑动座（41）的位置固定的限位扳手（44）。

技术总结本技术涉及齿槽转矩测试电机对托装置，包括抱轴夹具和电机夹持工装，抱轴夹具包括传动杆、夹具主体和机械爪，传动杆固定在夹具主体的上端，且与测试转动机构传动连接，三个机械爪滑动设置在夹具主体下部，且三者同步运动；电机夹持工装包括由上至下依次固定的三爪卡盘机构、高度调节机构以及三向调节工作台，三爪卡盘机构包括支撑板、底盘、转盘和夹块，底盘固定在支撑板上，转盘与底盘同轴转动设置，三个夹块滑动设置在转盘的顶部，且三者同步运动。本技术能够使得电机轴和电机机身始终保持在夹具的中心，同时机械爪和夹块配合三向调节工作台又同时满足不同形状电机的测试搭建，操作便利又增强了装置整体的通用性。技术研发人员：王贺,赵正建受保护的技术使用者：延锋安道拓方德电机有限公司技术研发日：20231107技术公布日：2024/7/25