专利名称：一种电动机加载性能测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动机测试技术领域，更具体地说，涉及一种电动机加载性能测试系统。
背景技术：
在科研与生产实践中，经常需要对电动机进行测试，采用电动机带动同步发电机 的模式(即电动机-发电机模式)是电动机加载性能测试的形式之一。现有基于电动机-发 电机模式的电动机加载性能测试系统，在检测电动机的转速和输出转矩时，需要依赖转速 传感器和转矩传感器，从而使测试系统结构复杂，成本较高。

发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电动机加载性能测试系统，以解决现有基于电动 机-发电机模式的电动机加载性能测试系统结构复杂以及成本较高的问题，技术方案如 下一种电动机加载性能测试系统，包括驱动电源、被测电动机、联轴器、同步发电 机、同步发电机负载和测控单元；其中所述驱动电源驱动被测电动机工作；所述被测电动机通过联轴器驱动同步发电机发电；所述同步发电机向同步发电机负载供电，且其定子上带有与定子功率绕组伴随嵌 绕的检测绕组；所述测控单元分别与驱动电源、被测电动机、同步发电机和同步发电机负载相连， 通过检测被测电动机的输入电压和输入电流、同步发电机检测绕组的感应电动势及感应电 动势频率，以及同步发电机定子功率绕组的输出电流，得到被测电动机的输入功率、转速、 输出功率、输出转矩和电动机效率。优选的，上述系统中，所述测控单元包括输入功率测量单元，用于检测被测电动机的输入电压和输入电流，计算得到被测 电动机的输入功率；转速测量单元，用于检测同步发电机检测绕组的感应电动势频率，得到同步发电 机定子功率绕组的感应电动势频率，并根据该感应电动势频率以及同步发电机的磁极对数 计算得到被测电动机的转速；输出功率测量单元，用于检测同步发电机检测绕组的感应电动势，得到同步发电 机定子功率绕组的感应电动势，检测同步发电机定子功率绕组的输出电流，根据测得的同 步发电机定子功率绕组感应电动势以及同步发电机定子功率绕组的输出电流，计算得到同 步发电机的输入电磁功率，忽略同步发电机摩擦损耗，同步发电机的输入电磁功率近似为 被测电动机的输出功率；输出转矩测量单元，用于根据转速测量单元测得的被测电动机转速，以及输出功率测量单元测得的被测电动机输出功率，计算得到被测电动机的输出转矩；效率测量单元，用于根据输入功率测量单元测得的被测电动机输入功率，以及输 出功率测量单元测得的被测电动机输出功率，计算得到被测电动机的效率。通过以上技术方案可以看出，本发明通过在同步发电机的定子功率绕组上伴随嵌 绕检测绕组，实际测试时，只需通过检测被测电动机的输入电压和输入电流、同步发电机检 测绕组的感应电动势及感应电动势频率，以及同步发电机定子功率绕组的输出电流，就可 以得到被测电动机的输入功率、转速、输出功率、输出转矩和电动机效率，从而省去了传统 的基于电动机-发电机模式的电动机加载性能测试系统所必需的转速传感器和转矩传感 器，简化了测试系统，降低了成本。


为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图 作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普 通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的一种电动机加载性能测试系统结构示意图；图2为本发明实施例提供的测控单元的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。参见图1所示，本发明实施例的一种电动机加载性能测试系统可以包括驱动电源101、被测电动机102、联轴器103、同步发电机104、同步发电机负载105 和测控单元106。其中，驱动电源101驱动被测电动机102工作。被测电动机102通过联轴器103驱动同步发电机104发电。同步发电机104向同步发电机负载105供电，且其定子上带有与定子功率绕组伴 随嵌绕的检测绕组。测控单元106分别与驱动电源101、被测电动机102、同步发电机104和同步发电 机负载105相连，通过检测被测电动机102的输入电压和输入电流、同步发电机104检测绕 组的感应电动势及感应电动势频率，以及同步发电机104定子功率绕组的输出电流，得到 被测电动机102的输入功率、转速、输出功率、输出转矩和电动机效率。本发明测试系统中，交流同步发电机104带有检测绕组，并且检测绕组与同步发 电机104的定子功率绕组在定子中伴随嵌绕，即检测绕组与定子功率绕组的磁通相同，因 此检测绕组与定子绕组的感应电动势比值等于检测绕组与定子功率绕组的匝数比值，那么 测控单元106就能通过检测交流同步发电机104检测绕组的感应电动势及感应电动势频 率，得到定子功率绕组的感应电动势及感应电动势频率。实际测试时，测控单元106通过检测同步发电机104定子功率绕组的输出电流，并
4根据测得的同步发电机104定子功率绕组的感应电动势，得到交流同步发电机104的输入 电磁功率，忽略同步发电机摩擦损耗，同步发电机104的输入电磁功率近似为被测电动机 102的输出功率；测控单元106通过测得的同步发电机104感应电动势的频率，并根据同步 发电机104的极对数，得到被测电动机102的转速；测控单元106通过测得的被测电动机 102的输出功率和转速，得到被测电动机102的输出转矩；测控单元106通过测得的被测电 动机102的输入电压和输入电流，得到被测电动机102的输入功率；测控单元106通过测得 的被测电动机102的输入功率和输出功率，得到被测电动机102的效率。从上述实施例可以看出，本发明通过给交流同步发电机的定子功率绕组上伴随嵌 绕一个检测绕组，实际测试时，只需通过检测被测电动机的输入电压和输入电流、同步发电 机检测绕组的感应电动势及感应电动势频率，以及同步发电机定子功率绕组的输出电流， 就可以得到被测电动机的输入功率、转速、输出功率、输出转矩和电动机效率，从而省去了 传统的电动机加载性能测试系统所必需的转速传感器和转矩传感器，简化了测试系统，降 低了成本。在其它实施例中，如图2所示，本发明实施例提供的测控单元106可以包括输入功率测量单元106a，用于检测被测电动机102的输入电压和输入电流，计算 得到被测电动机102的输入功率；转速测量单元106b，用于检测同步发电机104检测绕组的感应电动势频率，得到 同步发电机104定子功率绕组的感应电动势频率，并根据该感应电动势频率以及同步发电 机104的磁极对数计算得到被测电动机102的转速。输出功率测量单元106c，用于检测同步发电机104检测绕组的感应电动势，得到 同步发电机104定子功率绕组的感应电动势，检测同步发电机104定子功率绕组的输出电 流，根据测得的同步发电机104定子功率绕组感应电动势以及同步发电机104定子功率绕 组的输出电流，计算得到同步发电机104的输入电磁功率，忽略同步发电机104的摩擦损 耗，同步发电机104的输入电磁功率近似为被测电动机102的输出功率；输出转矩测量单元106d，用于根据转速测量单元106b测得的被测电动机102转 速，以及输出功率测量单元106c测得的被测电动机102输出功率，计算得到被测电动机102 的输出转矩。电动机效率测量单元106e，用于根据输入功率测量单元106a测得的被测电动机 102输入功率，以及输出功率测量单元106c测得的被测电动机102输出功率，计算得到被测 电动机102的效率。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
权利要求
一种电动机加载性能测试系统，其特征在于，包括驱动电源、被测电动机、联轴器、同步发电机、同步发电机负载和测控单元；其中所述驱动电源驱动被测电动机工作；所述被测电动机通过联轴器驱动同步发电机发电；所述同步发电机向同步发电机负载供电，且其定子上带有与定子功率绕组伴随嵌绕的检测绕组；所述测控单元分别与驱动电源、被测电动机、同步发电机和同步发电机负载相连，通过检测被测电动机的输入电压和输入电流、同步发电机检测绕组的感应电动势及感应电动势频率，以及同步发电机定子功率绕组的输出电流，得到被测电动机的输入功率、转速、输出功率、输出转矩和电动机效率。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测控单元包括输入功率测量单元，用于检测被测电动机的输入电压和输入电流，计算得到被测电动 机的输入功率；转速测量单元，用于检测同步发电机检测绕组的感应电动势频率，得到同步发电机定 子功率绕组的感应电动势频率，并根据该感应电动势频率以及同步发电机的磁极对数计算 得到被测电动机的转速；输出功率测量单元，用于检测同步发电机检测绕组的感应电动势，得到同步发电机定 子功率绕组的感应电动势，检测同步发电机定子功率绕组的输出电流，根据测得的同步发 电机定子功率绕组感应电动势以及同步发电机定子功率绕组的输出电流，计算得到同步发 电机的输入电磁功率，忽略同步发电机摩擦损耗，同步发电机的输入电磁功率近似为被测 电动机的输出功率；输出转矩测量单元，用于根据转速测量单元测得的被测电动机转速，以及输出功率测 量单元测得的被测电动机输出功率，计算得到被测电动机的输出转矩；效率测量单元，用于根据输入功率测量单元测得的被测电动机输入功率，以及输出功 率测量单元测得的被测电动机输出功率，计算得到被测电动机的效率。
全文摘要
本发明公开了一种电动机加载性能测试系统，包括驱动电源、被测电动机、联轴器、同步发电机、同步发电机负载和测控单元；本发明通过在同步发电机的定子功率绕组上伴随嵌绕检测绕组，实际测试时，只需通过检测被测电动机的输入电压和输入电流、同步发电机检测绕组的感应电动势及感应电动势频率，以及同步发电机定子功率绕组的输出电流，就可以得到被测电动机的输入功率、转速、输出功率、输出转矩和电动机效率，从而省去了传统电动机加载性能测试系统所必需的转速传感器和转矩传感器，简化了测试系统，降低了成本。
文档编号G01L3/26GK101975923SQ20101026412
公开日2011年2月16日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者彭建学, 邹维克 申请人:上海奥波电子有限公司