[发明专利]一种直线电机运动系统综合试验装置

说明书

技术领域

本发明属于电机测试设备领域，特别涉及用于实现直线电机运动系统的稳定性试验、推力系数测定、温升试验及低速运动特性试验的一种直线电机运动系统综合试验装置。

背景技术

直线电机应用于制造装备行业有着突出的优势，已受到国家和行业的重视。制造装备的性能测试与试验是装备投入市场和实现应用前的必须进行的环节，对于确定直线电机驱动的制造装备性能指标、指出装备存在的问题和提高装备的应用水平有着重要意义。

已有的典型测试装置如图1所示。图1是哈尔滨工业大学设计的测量直线电机定位力的测试装置。本装置采用步进电机121通过同步带轮114拖动吧，直线电机初级101往复运动。在测定直线电机定位力时，由计算机131向步进电机控制器130发出脉冲指令，进而控制步进电机121运动。由于定位力的存在，直线电机初级101两端的第一力传感器108和第二力传感器109会产生电压信号，经过分析得到行程内推力波动的情况。本装置的不足之处是：直线电机初级101相对于直线电机次级102的位置是根据计算机131发出的脉冲计算得出的，计算过程会引入偏差；在运动过程中，被测直线电机初级101的速度波动会影响测量精度。

该试验装置存在如下几个问题：(1)采用同步带作为传动介质，但由于其挠度过大导致蠕变和响应延迟，并不适用于定位和动态力测试；(2)仅能用于完成一项试验(伺服刚度)；(2)试验装置中没能有效排除干扰因素，测量精度难以保证，重复性差。

尚未见直线电机运动系统的多参数和性能(如摩擦力、粘滞系数等参数和系统的稳定性试验)的综合测试装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种直线电机运动系统综合试验装置，其特征在于，由直线电机、旋转伺服电机、力矩电机、传感器模块和传动机构组成；被测直线电机初级1-1安装在直线运动导轨2上，被测直线电机次级1-2、直线运动导轨2和直线位置传感器5固定在工作台16上，并且直线位置传感器5在被测直线电机1的侧面；第一钢丝出绳主动轮11和第二钢丝出绳主动轮12分别安装在被测直线电机初级1-1及直线运动导轨2的两端，钢丝出绳主动轮上面的钢丝绳15分别通过第一拉力传感器8、第二拉力传感器9与被测直线电机初级1-1的两端相连；旋转伺服电机4的输出轴与第二钢丝出绳主动轮12滑轮轴相连接，力矩电机3的输出轴与第一钢丝出绳主动轮11滑轮轴相连；第一拉力传感器8和第二拉力传感器9分别固定在被测直线电机初级1-1的左右端面、第一钢丝出绳从动轮10与第一钢丝出绳主动轮11相连，第二钢丝出绳从动轮13与第二钢丝出绳主动轮12相连，张紧钢丝并提供预紧力和防滑摩擦力；加速度传感器6和温度传感器7分别安装在直线电机硅钢片内、直线电机初级绕组内和直线电机初级壳体上，控制器14的输出通过通信接口分别连接旋转伺服电机4、第一拉力传感器8、第二拉力传感器9、直线位置传感器5、加速度传感器6、温度传感器7、直线电机初级1和力矩电机3；各个传感器通过传感器接口将获得的试验过程中的位置、加速度、拉力和温度测量信号传出；旋转伺服电机、力矩电机和直线电机与控制器14通过通信接口实现协调运动；

一种直线电机运动系统综合试验装置，其特征在于，由驱动直线电机系统17、被测直线电机1、传感器模块和双向钢丝绳滑轮牵引机构18组成，双向钢丝绳滑轮牵引机构18对称安装在驱动直线电机系统17和被测直线电机1的外侧，双向钢丝绳滑轮牵引机构18分别连接驱动直线电机系统17次级和第三拉力传感器19和第四拉力传感器20；第三拉力传感器19和第四拉力传感器20分别连接被测直线电机次级1-2的两端，以保证通过滑轮的钢丝绳15与两个电机的运行方向一致；钢丝绳15通过双向钢丝绳滑轮牵引机构18进行预紧；控制驱动直线电机系统17，驱动被测直线电机1运行，或者为被测直线电机1施加负载力，通过第三拉力传感器19和第是，第四拉力传感器20记录电机的受力状态。