专利名称：直线电机电磁推力及推力波动测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高精度的测试装置。具体地说是一种用于测试较高精度的直线电机电磁推力及推力波动测试装置。
背景技术：
直线电机是一种将电能直接转换成直线运动的机械能的动力装置。使用直线电机，就是期望获得电机提供的电磁推力，所以动态推力就是直线电机重点检测的内容之一； 而推力波动是电机振动与噪音产生的原因，特别是在低速运行时，还可能引起共振，从而恶化其伺服运行特性。总而言之，推力波动会产生许多不利的影响。因此，推力波动的测试是分析与研究电机运行特性和性能的主要内容。常用的直线电机电磁推力或定位力测试装置如图1所示，图1中，11是旋转电机、 12蜗轮蜗杆、13是定滑轮、14是拉力传感器、15是直线电机动子、16是直线电机定子、17是光栅、18是重物。这种装置存在的一个最大的问题是在测量过程中，定滑轮与绳子之前会产生摩擦力，且此摩擦力是无法消除的，并会影响装置的测量精度，无法满足一些高精度测量的要求。

发明内容
为了解决上述现有测量装置无法克服摩擦力影响的不足，本发明的目的是提供一种直线电机电磁推力及推力波动测试装置，该装置结构简单、测试精度高。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的
一种直线电机电磁推力及推力波动测试装置，其特征在于该装置包括负载直线电机、 拉力传感器、光栅尺和数据处理器，拉力传感器的一端与负载直线电机连接，拉力传感器的另一端与待测直线电机连接；拉力传感器的信号输出端与数据处理器连接；负载直线电机和待测直线电机均设置在光栅尺上；所述负载直线电机是磁悬浮、无齿槽的直线电机。本发明中，数据处理器包括数据采集模块、控制器和驱动装置，数据采集模块接收拉力传感器的信号并进行FFT分析，同时将信号传送给控制器对负载直线电机进行驱动控制。控制器与上位机连接。磁悬浮、无齿槽直线电机在运行时无摩擦力，且定位力极小。磁悬浮电机中，因为动子与定子之间不存在有物理接触，故电机在运行时，动子与定子之间不会产生摩擦力；无齿槽的直线电机中，因为采用了无齿槽结构，使得电机运行时，不存在有齿槽效应，故可使定位力的大小降至最低。本发明采用磁悬浮、无齿槽直线电机，应用于直线电机电磁推力及推力波动测试， 具有以下几个优点
(1)磁悬浮、无齿槽的直线电机运行时无摩擦力且定位力极小，可以最大幅度减小外界因素对测量结果的影响。(2)因为克服了一些外界因素的影响，该装置的测量结果更为精确，可以满足更高精度的测试要求。(3)因为克服了摩擦力的影响，该装置还可用于电机动态性能的测试。本发明结构简单、测试精度高，适用于直线电机电磁推力及推力波动测试中，并可用于电机动态性能的测试。


图1是现有技术中直线电机电磁推力或定位力测试装置示意图。图2是本发明的结构示意图。图3是本发明的原理框图。
具体实施例方式一种本发明所述的直线电机电磁推力及推力波动测试装置，见图2和图3。该装置包括负载直线电机1、拉力传感器2、光栅尺3和数据处理器4，拉力传感器2的一端与负载直线电机1连接，拉力传感器2的另一端与待测直线电机5连接；拉力传感器2的信号输出端与数据处理器4连接；负载直线电机1和待测直线电机5均设置在光栅尺3上；负载直线电机1是磁悬浮、无齿槽的直线电机。数据处理器4包括数据采集模块41和控制器42，数据采集模块41接收拉力传感器2的信号并进行FFT分析，同时将信号传送给控制器42对负载直线电机1进行驱动控制。 控制器42与上位机43连接。由于负载直线电机采用磁悬浮、无齿槽直线电机，此种电机运行时无摩擦力且定位力极小，可以最大幅度减小摩擦力等外界因素对测量结果的影响。具体测试方法为
通过控制器驱动待测直线电机，带动负载直线电机运动，中间连接的拉力传感器可测试推力的波动情况。作为负载的直线电机输出的电压、电流幅值和波形等信号变化可由数据采集模块获得，负载直线电机的电压、电流幅值和波形等信号变化即为待测直线电机所带负载的变化，根据负载变化的情况由拉力传感器测试被测电机的电磁推力参数，通过控制器不同的控制信号变化，可以得到被测直线电机电磁推力的变化情况，数据采集模块获得的推力数据可经过FFT分析推力波动的成分。本发明结构简单、测试精度高，适用于直线电机电磁推力及推力波动测试中，并可用于电机动态性能的测试。
权利要求
1.一种直线电机电磁推力及推力波动测试装置，其特征在于该装置包括负载直线电机(1)、拉力传感器(2)、光栅尺(3)和数据处理器(4)，拉力传感器(2)的一端与负载直线电机(1)连接，拉力传感器(2)的另一端与待测直线电机(5)连接；拉力传感器(2)的信号输出端与数据处理器(4 )连接；负载直线电机(1)和待测直线电机(5 )均设置在光栅尺(3 ) 上；所述负载直线电机(1)是磁悬浮、无齿槽的直线电机。
2.2、根据权利要求1所述的直线电机电磁推力及推力波动测试装置，其特征在于数据处理器(4)包括数据采集模块(41)和控制器(42)，数据采集模块(41)接收拉力传感器 (2)的信号并进行FFT分析，同时将信号传送给控制器对负载直线电机(1)进行驱动控制。
3.3、根据权利要求2所述的直线电机电磁推力及推力波动测试装置，其特征在于控制器(42)与上位机(43)连接。
全文摘要
本发明公开了一种直线电机电磁推力及推力波动测试装置，该装置包括负载直线电机、拉力传感器、光栅尺和数据处理器，拉力传感器的一端与负载直线电机连接，拉力传感器的另一端与待测直线电机连接；拉力传感器的信号输出端与数据处理器连接；负载直线电机和待测直线电机均设置在光栅尺上；负载直线电机是磁悬浮、无齿槽的直线电机。本发明结构简单、测试精度高，适用于直线电机电磁推力及推力波动测试中，并可用于电机动态性能的测试。
文档编号G01L5/00GK102353492SQ201110173400
公开日2012年2月15日 申请日期2011年6月27日 优先权日2011年6月27日
发明者余海涛, 冯四平, 孙国平, 朱嘉东, 朱斌, 胡敏强 申请人:东南大学, 江苏中容电气有限公司