一种直线电机反电势系数的测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种直线电机反电势系数的测量装置及测量方法，所述装置包括：主动电机、被动电机、联轴器和具有积分运算功能的示波器；所述主动电机与所述被动电机均为直线电机，所述主动电机与被动电机设置在同一平面上，且所述主动电机的转轴与所述被动电机的转轴处于同一直线上且通过联轴器连接，所述主动电机用于带动所述被动电机转动；所述示波器与所述被动电机相连接，用于获取被动电机的反电势波形和位移波形，并根据积分运算功能，对选取的位移内的反电势波形进行积分运算，以测量所述被动电机的反电势系数。能够准确的测量出被动电机的瞬时反电势值,减少由于电机发热对测量结果的影响,并可以得到微小行程变化范围内的反电势系数值。
【专利说明】
一种直线电机反电势系数的测量装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及直线电机技术领域，尤其涉及一种直线电机反电势系数的测量装 置。
【背景技术】
[0002] 在直线电机设计和使用时有许多参数，其中，反电势系数是一个重要的指标，它关 系到电机的性能和控制器的正确设计。因此，在电机制作完成后需要准确的测量。
[0003] 目前，主要有以下两种方式实现对直线电机的反电势系数的测量，一种是种是利 用反电势系数与推力常数在数值上相等的原理，将反电势系数转化为推力常数来进行测 量。其测量方法如下：将直线电机固定在水平面上，给直线电机通入一定大小的直流电，并 测量运动组件的偏移距离X;由于直线电机上有谐振弹簧，根据胡克定律F x = Kx*x求出直线 电机上谐振弹簧的弹簧力，其中，Kx是弹簧的弹性系数，X是测得的运动组件的偏移量;根据 力的平衡得到，电磁力与弹簧力相等，从而得到反电势系数。另一种是采用联轴器将两台电 机连起来，用一台电机拖动另一台电机转动，这样在被拖电机两端就会形成反电势，用示波 器记录该反电势波形，测出其幅值或有效值E，根据运行频率和行程得到速度V，利用反电势 系数计算公式夂。即可计算出反电势系数的值。上述两种方法虽然能够测量得到直线 电机的反电势常数，但第一种方法是受直线电机上谐振弹簧质量的影响较大，如果弹簧线 性度不好会影响测量结果，此外，直线电机通直流电测试时会产生较大的热量，也会影响测 量反电势系数的准确性;第二种方法虽然能够计算出一个周期内的反电势系数的平均值， 但无法得到某一微小行程变化范围内的反电势系数值。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本实用新型实施例提供一种直线电机反电势系数的测量装置，以实现 准确测量某一时刻直线电机反电势系数的目的。
[0005] 本实用新型实施例提供了一种直线电机反电势系数的测量装置，包括：
[0006] 主动电机、被动电机、联轴器和具有积分运算功能的示波器；
[0007] 所述主动电机与所述被动电机均为直线电机，所述主动电机与被动电机设置在同 一平面上，且所述主动电机的转轴与所述被动电机的转轴处于同一直线上且通过联轴器连 接，所述主动电机用于带动所述被动电机转动；
[0008] 所述示波器与所述被动电机相连接，用于获取被动电机的反电势波形和位移波 形，并根据积分运算功能，对选取的位移内的反电势波形进行积分运算，以测量所述被动电 机的反电势系数。进一步的，所述示波器的第一探头与所述被动电机的两相的两端连接，用 于获取被动电机的反电势波形。
[0009] 进一步的，所述示波器的第二探头与所述被动电机的位移传感器连接，用于获取 被动电机的位移波形。
[0010] 更进一步的，所述测量装置还包括：
[0011] 控制器，所述控制器与所述主动电机连接，所述控制器用于控制所述主动电机转 动，以便在所述主动电机的转动过程中带动所述被动电机转动。
[0012] 本实用新型实施例提供的直线电机反电势系数的测量装置及测量方法，通过主动 电机在启动时带动被动电机转动，利用具有积分运算功能的示波器对被动电机的反电势进 行计算，能够准确的测量出被动电机的瞬时反电势值，减少由于电机发热对测量结果的影 响，并可以得到微小行程变化范围内的反电势系数值。
【附图说明】
[0013] 通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的 其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0014] 图1是本实用新型实施例一提供的直线电机反电势系数的测量装置的结构示意 图；
[0015] 图2是本实用新型实施例一提供的直线电机反电势系数的测量装置中主动电机与 被动电机连接示意图。
[0016]图中的附图标记所分别指代的技术特征为：
[0017] 1、主动电机;2、被动电机;3、示波器；
[0018] 4、控制器;5、联轴器。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处 所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说 明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
[0020] 实施例一
[0021] 图1是本实用新型实施例一提供的直线电机反电势系数的测量装置的结构示意 图，图2是本实用新型实施例一提供的直线电机反电势系数的测量装置中主动电机与被动 电机连接示意图。参见图1和图2,本实施例提供的直线电机反电势系数的测量装置，包括： 主动电机1、被动电机2、联轴器5和具有积分运算功能的示波器3;其中主动电机1与所述被 动电机2均为直线电机，所述主动电机1与被动电机2设置在同一平面上，且所述主动电机1 的转轴与所述被动电机的转轴2处于同一直线上且通过联轴器5连接，所述主动电机1用于 带动所述被动电机2转动;所述示波器3与所述被动电机2相连接，用于获取被动电机2的反 电势波形和位移波形，并根据积分运算功能，对选取的位移内的反电势波形进行积分运算， 以测量所述被动电机2的反电势系数。
[0022] 根据电磁定律，当磁场变化时，附近的导体会产生感应电动势，其方向符合法拉第 定律和楞次定律，与原先加在线圈两端的电压正好相反。这个电压就是反电势。在直线电机 旋转时，电枢绕组内部切割磁力线所感应的电动势相对于转速的比例系数，为反电势系数。 由于每个型号的直线电机规格、尺寸和系数不同，反电势系数也不同。在本实施例中，可以 采用两台同样型号待测量直线电机作为主动电机1和被动电机2。，也可以采用不同型号的 的直线电机作为主动电机1和被动电机2。主动电机1的主轴与被动电机2的主轴相连接，主 动电机1带动被动电机2转动，被动电机2所产生的电动势即为待测量直线电机的反电势。利 用与被动电机2连接的示波器，能够测量被动电机2所产生的反电势波形。在本实施例中，所 述示波器具有积分运算功能，用户的需要选取任意位移内的反电势波形进行积分
运算。由于反电势系数计算公： 对公式进行变换可以得到JEdt = JKodx = KqJ dx，其 中，E为反电势的值，X是转子的位移，KO是反电势系数。由上述公式可得到反电势系数的计 算公式即
_。示波器3在选取任意位移内的反电势波形进行积分运算的 结果和被动电机转子的位移计算得到任意一段距离A X内的反电势系数。
[0023] 在本实施例中，所述直线电机反电势系数的测量装置还包括:控制器4,所述控制 器4与所述主动电机1连接，以便在所述主动电机1的转动过程中带动所述被动电机2转动。 使用者通过控制器能够准确地控制主动电机1转子位移，使被动电机2转子转动使用者所期 望的位移。
[0024] 在进行电动势系数测量时，需要将主动电机1和被动电机2放置在同一个平面上， 示例性的，可以将主动电机1和被动电机2放置在与地面平行的平整工作台上，以使得主动 电机1在带动被动电机2转动时，避免由于重力的影响而使得运动组件产生摩擦，进而影响 到测量的精度。此外，还需将主动电机1的转轴与所述被动电机2的转轴设置于同一直线上， 并通过联轴器5将主动电机1的转轴与被动电机2的转轴连接在一起。避免在主动电机1带动 被动电机2转动时发生运动组件摩擦，导致零部件损坏等问题。同时，应选择质量较高的联 轴器5连接主动电机1的转轴与被动电机2的转轴，如果联轴器5的质量不好，会导致主动电 机1和被动电机2运动不同步，严重影响测量结果。甚至会产生侧向力，导致运动部件摩擦损 坏。
[0025] 在本实施例的一个优选方式中，示波器5包括两个探头，探头是连接被测电路与示 波器输入端的电子部件。其中，第一探头与被动电机2的两相的两端连接，在被动电机2转动 时，能够获取到被动电机2的反电势波形，并显示在示波器的屏幕上。第二探头与被动电机2 的位移传感器连接，示例性的，位移传感器可采用霍尔元件，霍尔元件是应用霍尔效应的半 导体。可测定直线电机中转子转速。第二探头通过与霍尔元件的连接，能够在被动电机2转 动时，获取被动电机2的转子位移波形。
[0026] 本实用新型实施例提供的直线电机反电势系数的测量装置，通过主动电机带动被 动电机转动，利用具有积分运算功能的示波器对被动电机的反电势进行计算，能够准确的 测量出被动电机的瞬时反电势值，减少由于电机发热对测量结果的影响，并可以得到微小 行程变化范围内的反电势系数值。
[0027] 注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会 理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明 显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例 对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离 本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附 的权利要求范围决定。
【主权项】
1. 一种直线电机反电势系数的测量装置，其特征在于，包括： 主动电机(1)、被动电机(2)、联轴器(5)和具有积分运算功能的示波器(3); 所述主动电机（1)与所述被动电机(2)均为直线电机，所述主动电机（1)与被动电机(2) 设置在同一平面上，且所述主动电机（1)的转轴与所述被动电机(2)的转轴处于同一直线上 且通过联轴器(5)连接，所述主动电机(1)用于带动所述被动电机(2)转动； 所述示波器(3)与所述被动电机(2)相连接，用于获取被动电机(2)的反电势波形和位 移波形，并根据积分运算功能，对选取的位移内的反电势波形进行积分运算，以测量所述被 动电机(1)的反电势系数。2. 根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述示波器(3)的第一探头与所述被 动电机(2)的两相的两端连接，用于获取被动电机(2)的反电势波形。3. 根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述示波器(3)的第二探头与所述被 动电机(2)的位移传感器连接，用于获取被动电机(2)的位移波形。4. 根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括： 控制器(4)，所述控制器(4)与所述主动电机（1)连接，所述控制器(4)用于控制所述主 动电机(1)转动，以便在所述主动电机(1)的转动过程中带动所述被动电机(2)转动。
【文档编号】G01R31/34GK205539388SQ201620058255
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月21日
【发明人】刘亚祥, 张东盛, 程海珍, 区均灌
【申请人】珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司