[发明专利]短初级直线感应电机三向电磁力的测量方法及测量装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及到直线感应电机应用、研究领域，特指一种短初级直线感应电机三向电磁力的测量方法及测量装置。

背景技术

直线感应电机是在工业和交通运输中得到广泛应用的一种特殊电机，典型直线感应电机大多采用短初级、长次级结构。其三相绕组位于移动的车体上，次级反应板沿轨道辅设。当直线感应电机初级三相绕组通电流后，将产生纵向牵引力和初、次级垂向作用力；如果初级相对次级发生横向错位，则还会产生横向偏移力。由于直线电机是一种直线传动机构，与普通旋转电机相比，其运动情况下的电磁力测量非常困难。传统方法，一般通过两种方法来模拟直线电机结构，并进行运动情况下电机电磁力的测量。

一种方法是：采用模拟试验台，如附图1所示，试验台采用大的整体旋转圆盘12，整体旋转圆盘12固定于转轴10上，直线感应电机初级1置于旋转圆盘12的侧面，其初级长度远小于旋转圆盘12的半径。直线感应电机初级1固定于安装架13上；直线感应电机初级1通电后，通过采用旋转式扭矩传感器11来测量旋转圆盘12所受力矩，从而等效得到直线电机的牵引力；通过在直线感应电机初级1安装一维垂向传感器14(即一维拉/压力传感器)来得到直线电机产生的垂向作用力。这种测量方式只适合于小功率直线感应电机，且只能测量得到直线电机牵引、垂向两个方向的电磁力，无法测量直线电机横向偏移力。

另一种方法是：对大功率直线感应电机由于旋转圆盘12半径尺寸的限制，只能改变短初级结构形式，采用圆弧形短初级，并置于整体旋转圆盘12的弧面，如附图2和图3所示。旋转圆盘12固定于转轴10上，同样通过采用旋转式扭矩传感器11来测量旋转圆盘12所受力矩，从而等效得到直线电机的牵引力。这种结构，通过在弧形结构直线感应电机初级1的侧面安装一维垂向传感器14(即一维拉/压力传感器)，也可同时测量直线感应电机初级1和直线感应电机次级2之间发生横向错位后产生的偏移力。但由于直线感应电机初级1为弧形结构，该方法对垂向作用力无法测量；且由于将平板形初级结构变成了圆弧形结构，对电磁力测量结果有一定的影响。

故此，对于磁浮列车或地铁等牵引用大功率直线感应电机，尚没有好的牵引、垂向和横向三个方向的电磁力测量方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、体积小、操作简便、适用范围广、测量精度高的短初级直线感应电机三向电磁力的测量方法及测量装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种短初级直线感应电机三向电磁力的测量方法，其特征在于：先将三向力传感器安装于直线感应电机初级与车体之间，并使直线感应电机初级与车体分别与三向力传感器的表面贴紧；车体受力运动后，通过三向力传感器获得直线感应电机初级纵向牵引、横向偏移和垂向作用这三个方向受到的电磁力信号，并将获得的信号直接输出。

一种短初级直线感应电机三向电磁力的测量装置，其特征在于：它包括三向力传感器、供电电源、信号处理单元和显示记录单元，所述三向力传感器通过吊挂螺栓安装于直线感应电机初级与车体之间，并用来获取直线感应电机初级纵向牵引、横向偏移和垂向作用这三个方向受到的电磁力信号；三向力传感器通过电线与信号处理单元相连，并将获得的信号传送给信号处理单元。所述信号处理单元对力信号进行放大和调理后，经A/D转换、数据采样后直接输出至显示记录单元。

作为本发明的进一步改进：

所述三向力传感器通过吊挂螺栓安装于直线感应电机初级与车体之间。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：本发明提出的短初级直线感应电机三向电磁力测量方法及测量装置，具有结构简单紧凑、体积小、操作简便、适用范围广、测量精度高等优点，可用于直线感应电机牵引、垂向和横向三个方向的电磁力测量；对于大功率直线感应电机，本发明可直接得到运动情况下电机牵引、垂向和横向三个方向的电磁力。

附图说明

图1是传统小功率直线感应电机电磁力测量装置的示意图；

图2是传统大功率直线感应电机电磁力测量装置的主视结构示意图；

图3是传统大功率直线感应电机电磁力测量装置的俯视结构示意图；

图4是本发明中测量装置的安装结构示意图；

图5是本发明中测量装置的框架结构示意图；

图6是本发明测量方法的流程示意图；

图7是本发明测量装置力信号处理流程示意图。

图例说明：