[发明专利]一种步进电机综合性能测试系统

说明书

一种步进电机综合性能测试系统，包括伺服电机(101)、电机安装支架(102)、第一联轴器(103)、扭矩传感器(104)、第二联轴器(105)、转接轴(106)、待测电机安装支架(107)、转接法兰(108)、第一滑块(109)、第二滑块(110)、第三滑块(111)、导轨(112)、安装法兰(201)、电机支架(202)、连接轴(203)、输入联轴器(204)、负载扭矩传感器(205)、输出联轴器(206)、磁滞制动器(207)、磁滞安装支架(208)、磁滞滑块(209)、扭矩传感器滑块(210)、电机滑块(211)、滑轨(212)和控制器。本发明系统的测试精度高，通过选择不同扭矩量程、不同精度分辨率的扭矩传感器和伺服电机，可满足不同精度等级及量程的定位/保持力矩和负载特性测试需求。

技术领域

本发明属于测试领域，涉及一种步进电机测试系统，可用于步进电机的定位力矩、保持力矩及负载特性的测量。

背景技术

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件，在非超载情况下，步进电机的转速、停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，不受负载变化的影响，具有优秀的起停和反转响应、位置精度，位置重复性好、可靠性高、结构简单、成本低，具有较宽的转速范围，已广泛应用于各种自动化控制系统中。

步进电机在研制完成后，一般需对其定位力矩和保持力矩进行测量。定位力矩是指步进电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩，是由磁场齿形的谐波及机械误差造成的。保持力矩是指步进电机在通电状态下但没有转动时，定子锁定转子的力矩。定位/保持力矩是步进电机的重要指标，是衡量步进电机最重要的参数之一。

目前，步进电机的定位/保持力矩测试通常采用静态砝码加载测量的方法，即通过在步进电机输出轴上固定一个圆盘，圆盘上缠绕一个加载盘，通过在加载盘上逐步增加放置砝码，当所加砝码驱动输出轴转动时，把此时的转矩作为步进电机的定位/保持力矩(不加电/加电状态)。这种传统的加载方式因砝码的质量细分不足、砝码的加载冲击、圆盘及加载盘的自身惯量等会直接影响力矩的测量精度、同时加载力臂杠杆的偏心加载方式使电机输出轴产生附加弯矩，测量结果不能完全反映其定位/保持力矩的真实大小，存在一定的测量误差。负载特性测试常采用利用一负载圆盘，圆盘上缠绕一绳索，绳索一端悬挂砝码、一端连接一管型测力计，测试过程中通过调整砝码的重量，使绳索和圆盘间产生的摩擦力矩达到测试所需的负载扭矩值来进行电机负载能力的测试，这种测试方法测试前需进行大量的规律摸索，以寻找砝码质量与产生的摩擦力矩的关系，耗费时间较长，同时测试过程中的运动波动，照成负载扭矩存在较大的波动，测试精度低。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种步进电机定位/保持力矩及负载特性的综合测试系统，用于解决步进电机测试过程中的测试精度差、测试效率低的问题。

本发明的技术解决方案是：一种步进电机综合性能测试系统，包括伺服电机、电机安装支架、第一联轴器、扭矩传感器、第二联轴器、转接轴、待测电机安装支架、转接法兰、第一滑块、第二滑块、第三滑块、导轨、安装法兰、电机支架、连接轴、输入联轴器、负载扭矩传感器、输出联轴器、磁滞制动器、磁滞安装支架、磁滞滑块、扭矩传感器滑块、电机滑块、滑轨和控制器，其中：

伺服电机：又包括第一伺服电机和第二伺服电机，当进行步进电机定位力矩测试时，第一伺服电机安装在电机安装支架上，输出轴通过第一联轴器与扭矩传感器的输入端连接，对被测电机加载扭矩；当进行步进电机保持力矩测试时，第二伺服电机安装在电机安装支架上，输出轴通过第一联轴器与扭矩传感器的输入端连接，对被测电机加载扭矩；所述的第二伺服电机的输出扭矩大于第一伺服电机的输出扭矩；

扭矩传感器：输入端与伺服电机的输出轴连接，测试端依次通过第二联轴器、转接轴与被测电机的输出轴进行机械连接，读取伺服电机施加给被测电机的扭矩和转速并反馈给控制器；

转接法兰：将被测电机固定安装在待测电机安装支架上；