[发明专利]一种测试高速列车驱动电机疲劳破坏的试验台及其使用方法

说明书

本发明是一种测试高速列车驱动电机疲劳破坏的试验台及其使用方法，包括电机的安装装置、传动装置、加载装置、施加振动装置、温度控制装置。通过加在X，Y，Z方向上的振动，模拟出列车在行驶过程中的振动情况，同时控制温度控制箱，在试验台运转过程中根据需要改变试验台内部的温度。进而测试出在当前受载状态、振动和温度变化的条件下的驱动电机的疲劳破坏情况。本发明提供了一种全新的驱动电机疲劳破坏的测试手段，通过全新设计的模拟振动和加载方式，真实模拟出高速列车在实际运行过程中的环境条件，有效降低了疲劳试验台的成本，在保证试验台优良性能的同时还有效降低了制造成本。

技术领域

本发明属于电机可靠性测试技术领域，特别是模拟出列车运行过程中振动和温度对驱动电机的影响以及加载装置。

背景技术

目前，我国正在开展更高速度级试验列车研究工作，设计时速500km/h，这对电机技术提出了更大的挑战，永磁电机的优越性使得其在未来一段时间会占据主流地位，未来科研人员将会围绕这一领域进行进一步的研究和开发，可以预见的是，高铁电机将不再局限于传统的结构获得快速发展，未来将会逐渐取代交流异步电机成为主流。

正因为永磁电机功率因数高、效率高的特点，近些年永磁同步电机得到较快发展，在许多场合开始逐步取代最常用的交流异步电机，其中异步起动永磁同步电动机的性能优越，是一种很有前途的节能电机，成为高铁电机驱动领域研发的重点对象。但其成本较高，使用的永磁材料在受到振动、高温和过载电流作用时，其导磁性能可能会下降或发生退磁现象，将降低永磁电动机电机的性能，严重时还会损坏电动机，这限制了永磁电机的进一步发展。而目前我们可以做的就是在振动、温度变化的条件下对电机进行疲劳分析，尽最大可能的优化驱动系统。随着列车速度的不断提高，对电机的寿命，安全可靠性方面的问题日益突出。在高速、重载的情况下，转向架构架所承受的外部载荷越来越大，对电机的强度寿命要求就越来越高。

为了实现铁路的跨越式发展要求，目前国内铁路列车厂一直在积极开发更高速更平稳更安全的列车。随着高速列车速度地提高，为了保证列车的性能也跟着逐步提高，有必要从动力学、结构疲劳、可靠性等多角度分析驱动电机的结构形式和参数，设计可靠的高速列车驱动电机疲劳试验台，对电机进行校核检验，进而改善电机的研发设计和生产。

发明内容

针对高速列车运行中存在的影响因素，本发明提供一种测试高速列车驱动电机疲劳破坏的试验台及其使用方法，模拟驱动电机在列车运行过程中所受的振动和温度的影响因素，并设计了对电机施加扭矩的加载装置。在有效降低试验台测试性能成本的前提下，保证试验台的优良性能，降低制造成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种测试高速列车驱动电机疲劳破坏的试验台，其特征在于：包括电机的安装装置、传动装置、加载装置、施加振动装置、温度控制装置；

所述电机的安装装置包括：轴套、驱动电机和换向架，所述驱动电机与轴套通过螺栓连接在一起，所述驱动电机的另一端通过螺栓螺母与换向架连接；

所述加载装置包括：液压缸、第一弹簧、刹车滑块、车轮，所述第一弹簧套在刹车滑块上，所述刹车滑块通过机架上的圆柱孔正对着车轮，机架作为试验台的整体框架放置在试验台中间，所述液压缸顶在刹车滑块上，通过改变输出的大小来改变对车轮的正压力大小，从而改变摩擦力的大小；

所述传动装置包括：轴承透盖、轴承、支撑架、电机轴、齿轮轴、大齿轮和车轴，所述齿轮轴通过螺栓铆死在电机轴里，跟随电机轴一同转动，并与大齿轮啮合带动大齿轮转动，所述大齿轮通过键的连接方式与车轴周向固定，带着车轴一同转动，所述车轮与车轴也是通过键连接在一起；