专利名称：一种电机负载转矩测量机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机负载转矩测量机构。
背景技术：
用扭矩传感器测量电机负载转矩是目前通用的方法。扭矩传感器安装在电机输出 轴与工作机传动轴之间，或套装在工作机传动轴上，通过测量传动轴的扭矩变量实现对电 机负载转矩的准确测量。由于扭矩传感器对使用环境要求苛刻，不宜连续长时间运行，同时 存在标定繁琐，抗过载能力差等问题，因此，用扭矩传感器测量电机负载转矩的方法通常只 在实验室使用，不适用于条件恶劣的工业环境。也可以通过变频器观察电机负载转矩，但变 频器显示的载转矩不是通过测量得出的，而是根据电流、电压及频率变化换算出的。由于受 电机效率等因素影响，电能并非100%的转化为机械能，因此，采用变频器观察负载转矩的 方法只适用于精度要求不高的场合。

实用新型内容本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种测量结果不受电 机效率等因素的影响，与电网电压变化及电机工作频率无关的电机负载转矩测量机构。本实用新型中电机负载转矩的测量方法是电机安装在基座上，电机转子与负载传动轴联接；设置电机定子通过轴承与基座 之间为可相对转动的浮动结构；所述测量方法是在电机定子与基座之间设置用于阻止电机定子在电机转子转动 时作用于定子的反作用力引起定子反向转动的止动机构，实时测量所述止动机构在电机工 作时因阻止电机定子转动所受到的作用力F，负载转矩与所述作用力F成正比。本实用新型电机负载转矩测量机构的结构特点是电机转子与负载传动轴固定联接，电机安装在基座上；设置电机定子通过轴承与 基座之间为可相对转动的浮动结构；所述浮动结构是与电机安装法兰盘固定连接有浮动法兰盘，所述浮动法兰盘通过 轴承支承在所述基座上；设置止动机构，所述止动机构是包括在浮动法兰盘的外周沿径向凸伸有力矩传导 块，对应位置的基座上固定设置止动架，所述力矩传导块在圆周方向上的转动受到止动架 的阻挡，在所述力矩传导块与止动架的作用面上设置有荷重传感器；以所述荷重传感器的 检测信号为测量机构输出信号。电机转子在旋转磁场牵引力矩作用下发生旋转时，电机定子受到一个同等的反作 用力，这一反作用力会引起电机定子翻转，通过限制电机定子翻转，并测量引起电机定子翻 转的反作用力的量值，从而实现对电机负载转矩的准确测量。与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在1、本实用新型测量结果不受电机效率等因素的影响，与电网电压变化及电机工作频率无关。2、本实用新型方法中的测量元件为荷重传感器，荷重传感器作为测量元件已经广 泛用于工业控制和商业计量领域。比如，在皮带秤、轨道衡、电子台秤等设备中都是以荷重 传感器作为测量元件。荷重传感器具有精度高、标定简单易行、可靠性高、抗过载能力强、对 恶劣环境适应能力强等特点。因此，本实用新型基于荷重传感器的测量方法在需要对电机 负载转矩进行准确测量的工控领域中，具有高可靠性和实用性，解决了在工业现场对电机 负载转矩进行实时、连续、准确测量的难题。

图Ia为本实用新型测量方法原理图。图Ib为本实用新型测量方法另一方式原理图。图2为本实用新型测量装置结构示意图。图3为本实用新型应用于粉状物料流量计量的装置结构示意图。图4为本实用新型应用于粉状物料流量计量的装置中测量盘结构示意图。图中标号1浮动法兰盘、2转速传感器、3基座、4轴承、5电机转子、6电机、7电机 定子、9力矩传导块、10荷重传感器、12顶板、13止动架、14传动轴、15测量盘、16导料叶片、 17进料口、18落料斗、19出料口。
具体实施方式
本实施例中的电机负载转矩的测量方法是参见图Ia和图lb，电机转子5与负载传动轴固定联接，电机6安装在基座3上； 设置电机定子7与基座3为可相对转动的浮动结构；测量方法是在电机定子7与基座3之间设置用于阻止电机定子7在电机转子5作 用力下反向转动的止动机构，实时测量止动机构在电机工作时因阻止电机定子7转动所受 到的作用力F，负载转矩与所述作用力F成正比，以此获得负载转矩。本实施例中的电机负载转矩测量机构为参见图la、图Ib和图2，电机转子5与负载传动轴固定联接，电机6安装在基座3 上；设置电机定子7与基座3为可相对转动的浮动结构；浮动结构是与电机安装法兰盘固定连接的浮动法兰盘1，浮动法兰盘1通过轴承4 支承在基座3上；设置止动机构，止动机构是包括在浮动法兰盘1的外周沿径向凸伸有力矩传导块 9，对应位置的基座3上固定设置止动架13，力矩传导块9在圆周方向上的转动受到止动架 13的阻挡，在力矩传导块9与止动架13的作用面上设置有荷重传感器10 ；以荷重传感器10 的检测信号为测量机构输出信号。具体实施中，图Ia所示的荷重传感器为压力传感器，图Ib所述的荷重传感器为拉 力传感器，图2所示，需要配合设置转速传感器2，用于测量电机不同转速时的负载转矩。本实施例在粉状物料流量计量装置中的应用为参见图3，电机通过联轴器与传动轴14联接，传动轴14与测量盘15固定连接；设 置电机定子7与基座3之间为可相对转动的浮动结构；[0031]浮动结构是与电机安装法兰盘固定连接的浮动法兰盘1，浮动法兰盘1通过轴承4 支承在基座3上；设置止动机构，止动机构是包括在浮动法兰盘的外周沿径向凸伸有力矩传导块9， 对应位置的基座3上固定设置止动架13，力矩传导块9在圆周方向上的转动受到止动架13 的阻挡，在力矩传导块9与止动架13的作用面上设置有荷重传感器10 ；以荷重传感器10的 检测信号为测量机构输出信号；测量盘15是沿其径向均勻分布有导料叶片16、并随电机转动的转盘，落料斗18的 下料口承接在所述测量盘15的中心进料区，测量盘中粉料沿导料叶片在测量盘的外圆周 上出料。具体实施中，基座3固定连接在计量装置顶板12上，顶板12上设有进料口 17 ；被 计量的粉状物料由进料口 17进入计量装置，并通过落料斗18落入在测量盘15的底盘中 心。测量盘15在电机驱动下恒速回转，进入测量盘15的物料沿导料叶片16由内向外径向 运动并离开测量盘，离开测量盘的物料在下部出料口 19中卸出。图3和图4中所示的粉状物料流量计量装置应用了科里奥利力学原理。根据质点 在均勻转动参照系中运动时受到科里奥利力作用的描述，测量盘15在电机驱动下恒速回 转，落到测量盘中心的粉状物料改变流向后被导料叶片16捕获，在离心力的作用下沿导料 叶片16向外缘运动。运动过程中，物料在受到切向的科里奥利力作用的同时，对导料叶片 施加了等同的反作用运动力矩，该反作用运动力矩与物料的通过量成正比，与电机克服该 反作用运动力矩输出的负载转矩成正比，通过测量电机负载转矩实现对粉状物料的计量。
权利要求一种电机负载转矩测量机构，其特征是电机转子(5)与负载传动轴固定联接，电机(6)安装在基座(3)上；设置电机定子(7)通过轴承与基座(3)之间为可相对转动的浮动结构；所述浮动结构是与电机安装法兰盘固定连接有浮动法兰盘(1)，所述浮动法兰盘(1)通过轴承(4)支承在所述基座(3)上；设置止动机构，所述止动机构是包括在浮动法兰盘(1)的外周沿径向凸伸有力矩传导块(9)，对应位置的基座(3)上固定设置止动架(13)，所述力矩传导块(9)在圆周方向上的转动受到止动架(13)的阻挡，在所述力矩传导块(9)与止动架(13)的作用面上设置有荷重传感器(10)；以所述荷重传感器(10)的检测信号为测量机构输出信号。
专利摘要本实用新型公开了一种电机负载转矩测量机构，其特征是电机转子与负载传动轴固定联接，电机安装在基座上；电机定子通过轴承与基座之间为可相对转动的浮动结构；浮动结构是与电机安装法兰盘固定连接有浮动法兰盘，浮动法兰盘通过轴承支承在基座上；设置止动机构，包括在浮动法兰盘的外周沿径向凸伸有力矩传导块，对应位置的基座上固定设置止动架，力矩传导块在圆周方向上的转动受到止动架的阻挡，在力矩传导块与止动架的作用面上设置有荷重传感器；以荷重传感器的检测信号为测量机构输出信号。本实用新型测量结果不受电机效率等因素的影响，与电网电压变化及电机工作频率无关。
文档编号G01L3/22GK201637520SQ20102015507
公开日2010年11月17日 申请日期2010年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者陈苏琦 申请人:陈苏琦