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技术领域

本发明涉及一种新能源车用永磁同步电机定位力矩测试装置及方法。

背景技术

定位力矩是永磁同步电机固有的现象，是在电机不控制且三相断开时就存 在的，会随着转动呈现一种周期性脉动力矩，从本体分析主要受电机磁路影响， 与位置有关。

定位力矩的存在，严重制约了永磁同步电机在低速段性能及旋转变压器高 精度控制中的应用范围，因此测试定位力矩为低速段性能及旋转变压器高精度 位置控制系统做补偿减少对系统的影响有着尤为重要的意义。

目前，测试永磁同步电机定位力矩的技术普遍存在成本较高、测试精度低 且测试范围受测试结构限制的现象。针对成本较高问题目前已有说明，但由于 相关专利都属于无轴系类型与被测体连接，被测体受中间轴系尺寸限制，需要 对被测体整个轴系进行更改，所以适用类型有明显制约。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、精度高的新能源车用永磁同 步电机定位力矩测试装置。

为了解决上述技术问题，本发明的新能源车用永磁同步电机定位力矩测试 装置包括包括转矩传感器，转轴，电机支架，圆盘，圆盘支架，所述被测电机 安装固定在电机支架的一侧；圆盘支架位于电机支架的另一侧；圆盘通过转轴 安装在圆盘支架上，转轴可随圆盘一起转动；电机轴通过连接件与转轴连接； 转矩传感器安装在转轴、电机轴或者连接件上；圆盘的边缘沿圆周方向等间隔 分布定位孔。

在圆盘支架上加工一个定位孔，将定位销穿过圆盘支架上的定位孔和圆盘 边缘的定位孔，使圆盘固定，记录圆盘的角度位置和转矩传感器输出的转矩(即 电机定位力矩)；拔出定位销，转动圆盘，将定位销插入圆盘支架定位孔和圆盘 支架上的下一定位孔，再记录圆盘的角度位置和转矩传感器输出的转矩。以此 类推，得到圆盘旋转一周各角度对应的电机定位力矩。

通过改变圆盘直径和圆盘边缘定位孔的角度定位空间间隔，即可得到所需 测试角度间隔，满足不同的测试精度要求。本发明结构简单、成本低、测试精 度高。

进一步，本发明还可以包括转接盘；被测电机通过转接盘固定在电机支架 上。

所述电机轴通过过渡轴与转轴连接。

通过改变转接盘安装孔的位置，改变过渡轴与电机轴的接口形式即可适用 于所有永磁同步电机，提高了装置的通用性。

进一步，本发明还包括角度控制滑道装置，圆盘紧固装置和角度解析模块； 所述角度控制滑道装置安装固定在圆盘的边缘处，其上的滑道的长度与相邻定 位孔的间隔对应，其两端均为定位端；安装在圆盘的定位孔中的定位销可沿滑 道从一个定位端移动到另一个定位端；圆盘紧固装置位于圆盘的边缘处，可将 圆盘锁紧固定；角度解析模块与被测电机的旋转变压器连接；当定位销沿滑道 从其一个定位端移动到另一定位端过程中，角度解析模块接收旋转变压器输出 的旋变信号并实时解码出圆盘转过的角度。

测试时将定位销穿过角度控制滑道装置的滑道插入圆盘边缘的任一定位孔 中，控制圆盘转动，从而通过转轴带动电机轴转动。当定位销沿滑道一个定位 端移动到滑道的另一定位端过程中，角度解析模块可实时输出圆盘转过的角度。 控制圆盘等间隔转动，圆盘每转动一个小角度，利用圆盘紧固装置将圆盘锁紧 固定，记录角度解析模块输出的圆盘角度位置和转矩传感器输出的转矩(即电 机定位力矩)。然后将定位销穿过角度控制滑道装置的滑道插入圆盘边缘的下一 定位孔中，重复上述过程。以此类推，可以根据要求的精度得到圆盘旋转一周 各角度对应的电机定位力矩。

所述角度控制滑道装置的滑道为圆弧形。

所述圆盘紧固装置由分别位于圆盘两侧的滑块及螺栓组成，两个滑块底部 的滑轨嵌入在支座的滑槽内，可通过螺栓将圆盘锁紧固定。

虽然通过增大圆盘直径和减小圆盘边缘定位孔的角度定位空间间隔的方式 可提高测试精度，但受装置尺寸的限制，圆盘的大小也会受到一定的限制，从 而限制了测试精度提高的幅度。本发明通过更改圆盘角度间隔，并配合角度解 析模块，摆脱了结构尺寸限制，极大的提高了采集频率，从而极大地提高了电 机定位力矩的测试精度，可测得电机转子一个机械周期内其转矩波动的连续波 形。

本发明摆脱了台架高额成本测试架构，通过圆盘、支架、角度控制滑道装 置、圆盘紧固装置及定位销等机械结构，以及角度解析模块搭载了整套低成本 测试架构。通过圆盘式结构及角度解析模块提高了测试精度，通过更换转接盘 和过渡轴即可适用于车用永磁同步电机所有类型，在减少了测试成本的同时提 高了测试精度及适用范围。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的新能源车用永磁同步电机定位力矩测试装置主视图。

图2是图1的右视图。

图3是角度控制滑道装置放大图。

图4是转接盘示意图。

图5是本发明的新能源车用永磁同步电机定位力矩测试装置部分结构剖视 图。

具体实施方式

如图1、2、3、4所示，本发明的新能源车用永磁同步电机定位力矩测试 装置包括转矩传感器1，转轴2，电机支架3，圆盘4，圆盘支架5，角度控制 滑道装置6，圆盘紧固装置，角度解析模块8，转接盘9。

所述电机支架3，圆盘支架5、角度控制滑道装置6、圆盘紧固装置均固定 在同一支座10上或同一工作台上；转接盘9固定在电机支架3的左侧，其上加 工有安装孔91；被测电机14通过转接盘9安装固定在电机支架3的左侧；被 测电机14的旋转变压器13的输出连接到角度解析模块8。

圆盘支架5位于电机支架3的另一侧；圆盘4通过转轴2安装在圆盘支架 5上，转轴2与圆盘4的安装孔之间通过轴承支撑，转轴2可随圆盘4一起绕 其轴线转动；电机轴通过过渡轴15与转轴2连接；转矩传感器1安装在转轴2、 电机轴或者联轴器上；圆盘4的边缘沿圆周方向等间隔分布定位孔41。

角度控制滑道装置6带有圆弧形的滑道61，滑道61的长度与相邻定位孔 的间隔对应，安装在圆盘4的定位孔41中的定位销42可沿滑道61移动。

滑道61的形状不限于圆弧形，设相邻定位孔之间的间隔位△X，则滑道61 的形状只要能使定位销42在ΔX间隔内滑动即可。

圆盘4边缘分布的定位孔41之间的角度定位空间间隔△X可根据测试精度 要求进行制作，其形状不限制，只要将360°分配成所需测试角度间隔要求即 可。如果测试角度间隔要求仅为1°，可通过更改定位孔41的角度定位空间间 隔为1°，即可实现测试精度要求。如果测试角度间隔要求≤0.5°，对应更改 定位孔41的角度定位空间间隔角度≤0.5°即可，但会导致圆盘直径大幅度增 加。测试角度间隔越小，圆盘半径越大，但可以提高测试角度精度。

所述圆盘紧固装置由分别位于圆盘4两侧的滑块71、72及螺栓73组成， 滑块71、72底部的滑轨嵌入在支座10的滑槽内，可通过螺栓73将圆盘4锁紧 固定。

角度解析模块8采用旋变解码芯片。

测试时，首先将定位销42穿过角度控制滑道装置6的滑道61插入圆盘4 边缘的任一定位孔41中，控制圆盘4逆时针等间隔转动，从而通过转轴2带动 电机轴转动。在定位销42沿滑道61从定位端62移动到滑道61的一个定位端 63过程中，角度解析模块8接收旋转变压器13输出的旋变信号(Sin、Cos、 Ref)并实时解码出圆盘4的角度位置。圆盘4每转动一个小角度，利用圆盘紧 固装置将圆盘4锁紧固定，记录圆盘4的角度位置和转矩传感器1输出的转矩 (即电机定位力矩)。然后拔出定位销42，将其插入下一个定位孔中，重复上 述过程，即可按所需精度得到电机0～360°范围内各角度对应的定位力矩。

测试过程中可以采用手动方式控制圆盘4转动，也可以采用步进电机驱动 方式控制圆盘4转动。

本发明不限于上述实施方式，被测电机还可以直接安装固定在电机支架上； 电机轴与转轴之间还可以采用其他方式连接。当测试精度没有过高要求时，可 以省略角度控制滑道装置、圆盘紧固装置和角度解析模块。圆盘紧固装置也可 以采用其他结构形式。因此，凡是在本发明权利要求1技术方案基础上作出的 任何简单变形，均在本发明意图保护范围之内。