電磁摩擦主動加載系統技術方案

電磁摩擦主動加載系統，涉及負載模擬裝置。它為了解決現有的負載模擬器加載力矩易受測試物體運動干擾的問題。力矩傳感器將檢測到的被測試設備的力矩發送至控制器，控制器將電流控制信號發送至恒流源，恒流源的兩個電流信號輸出端分別連接一號電磁離合器和二號電磁離合器的線圈；被測設備的轉軸通過三號聯軸器和四號聯軸器與軸連接；一號電機和二號電機分別用于帶動一號電磁離合器和二號電磁離合器的主動件旋轉，且兩個主動件的旋轉方向相反，轉速相同；一號電磁離合器的從動件和二號電磁離合器的從動件均與軸鍵連接。本發明專利技術具有無被測試對象干擾，加載精度高，系統頻帶高，控制算法簡單可靠等優點，適用于對電機性能的測試。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種能模擬各種負載信號的負載模擬裝置，屬于伺服控制及半實物仿真領域。
技術介紹
目前，在航空航天、武器裝備等各種高精尖
中，通常需要對驅動單元或者產品其他關鍵部件進行動態測試，測試其性能以保證所設計產品的可靠性，并通過改進優化產品滿足產品對性能的要求。要保證檢測數據的可信度，必須要真實負載環境下對被測試設備檢測。但是，在真實環境中進行產品檢測需要耗費大量的人力物力，有的甚至不可實現，如地震波動載荷。所以需要在實驗室環境下模擬所需要的負載，實現地面半實物仿真，對被測試物體進行動態測試。此技術具有良好的可控性、無破壞性、全天候以及操作簡單方便、實驗具有可重復性等優點，其經濟性是經典自破壞性實驗所無法比擬的。為了實現在實驗室條件下半實物的復現被測對象在實際工作過程中所受的動力載荷，模擬被測對象在實際工作中所受動力載荷環境，將經典的自破壞性實驗轉化為實驗室條件下的預測研究，傳統的負載模擬器應運而生。但是傳統的負載模擬器一直存在很多技術難題：傳統負載模擬器受到被測試物體運動干擾，嚴重影響系統的加載性能，難以保證小力矩加載性能和高精度的動態加載；真實負載變化多樣，變化劇烈，傳統負載模擬器的帶寬很難滿足要求；為提高傳統負載模擬器性能，其控制策略復雜，控制策略通用性較差。負載模擬器性能的高低直接關系到被加載設備測試和仿真的準確度，高性能的加載系統才能保證產品性能。為了徹底消除負載模擬器的弊端，急需新的設備和技術去提高動態加載性能和加載帶寬，實現精確的負載模擬。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決現有的負載模擬器易受到被測試物體運動干擾，嚴重影響系統的加載性能，難以實現高精度和高帶寬加載的問題，提供一種電磁摩擦主動加載系統。本專利技術所述的電磁摩擦主動加載系統，包括一號電機15、控制器001、D/A模塊002、放大器003、恒流源004、穩壓源005、A/D模塊006、二號電機41、一號電磁離合器14、二號電磁離合器16、力矩傳感器3和軸34；力矩傳感器3用于檢測被測試設備1的力矩，力矩傳感器3的檢測信號輸出端通過A/D模塊006連接控制器001的反饋信號輸入端，控制器001的電流控制信號輸出端依次通過D/A模塊002和放大器003連接恒流源004的電流控制信號輸入端，恒流源004的兩個電流信號輸出端分別連接一號電磁離合器14和二號電磁離合器16的線圈；被測試設備1的轉軸通過三號聯軸器2和四號聯軸器4與軸34連接；一號電機15和二號電機41分別用于帶動一號電磁離合器14和二號電磁離合器16的主動件旋轉，且兩個主動件的旋轉方向相反，轉速相同；一號電磁離合器14的從動件和二號電磁離合器16的從動件均與軸34鍵連接。本專利技術的有益效果是：通過電磁摩擦主動加載方式可以模擬多種負載來測試驅動元件或系統，改變了以往被測試設備和加載器之間的剛性連接，這種電磁摩擦加載系統把原來的被動加載轉換成主動加載，被測試物體運動對加載系統幾乎沒有影響，而且電磁響應快速，所以本專利技術的電磁摩擦主動加載系統能夠實現高精度、高頻響應的動態加載。附圖說明圖1是本專利技術所述的電磁摩擦主動加載系統的原理框圖；圖2是一號電磁離合器的結構示意圖；圖3是負載曲線，橫坐標表示時間，縱坐標表示電流大小，位于X軸上方表示給一號磁粉離合器通電，位于X軸下方表示給二號磁粉離合器通電；圖4是本專利技術所述的電磁摩擦主動加載系統機械部分的結構示意圖，圖中25表示分離彈簧，36表示銜鐵。具體實施方式具體實施方式一：結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述的電磁摩擦主動加載系統，包括控制器001、D/A模塊002、放大器003、恒流源004、穩壓源005、A/D模塊006、一號電機15、二號電機41、一號電磁離合器14、二號電磁離合器16、力矩傳感器3和軸34；力矩傳感器3用于檢測被測試設備1的力矩，力矩傳感器3的檢測信號輸出端通過A/D模塊006連接控制器001的反饋信號輸入端，控制器001的電流控制信號輸出端依次通過D/A模塊002和放大器003連接恒流源004的電流控制信號輸入端，恒流源004的兩個電流信號輸出端分別連接一號電磁離合器14和二號電磁離合器16的線圈；被測試設備1的轉軸通過三號聯軸器2和四號聯軸器4與軸34連接；一號電機15和二號電機41分別用于帶動一號電磁離合器14和二號電磁離合器16的主動件旋轉，且兩個主動件的旋轉方向相反，轉速相同；一號電磁離合器14的從動件和二號電磁離合器16的從動件均與軸34鍵連接。如圖3和圖4所示，一號電磁離合器14與二號電磁離合器16結構相同。一號電磁離合器14中，外摩擦片51與主動件54通過花鍵連接，外摩擦片51能夠與主動件54一起轉動并且沿軸向移動，所述軸向是指軸34的長度方向，內摩擦片50與從動件55通過花鍵連接。如圖4所示，被測試設備1的轉軸通過三號聯軸器2和四號聯軸器4與軸34連接，力矩傳感器3設置在三號聯軸器2和四號聯軸器4之間。一號電機15通過一號電磁離合器14的主動件54連接帶動外摩擦片51旋轉，外摩擦片51與內摩擦片50發生相對轉動，當一號電磁離合器14的線圈48通電時，銜鐵52沿著軸向移動將外摩擦片51和內摩擦片50壓緊，外摩擦片51和內摩擦片50之間就會產生摩擦力矩，此力矩傳遞給從動件55。二號電機41通過二號電磁離合器16的主動件27連接帶動外摩擦片23旋轉，外摩擦片23和內摩擦片24發生相對轉動，當二號電磁離合器16的線圈20通電時，銜鐵26沿著軸向移動將外摩擦片23和內摩擦片24壓緊，外摩擦片23和內摩擦片24之間就會產生摩擦力矩，此力矩傳遞給從動件29。一號電機15和二號電機41反向同速旋轉，這樣一號電磁離合器14的外摩擦片51和二號電磁離合器16的外摩擦片23就會反向同速旋轉，使得它們分別與一號電磁離合器14的內摩擦片50和二號電磁離合器16的內摩擦片24發生摩擦時，輸出方向相反的摩擦力矩。力矩傳感器3檢測的力矩信號經A/D模塊006處理后傳輸給控制器001，控制器001將接收到的信號與給定信號作比較，得出控制信號，控制器001將控制信號經D/A模塊002傳輸給放大器003將信號放大，根據放大后的信號控制恒流源004輸出所需電流，穩壓源005能夠穩定恒流源004電流大小，電流傳輸給一號電磁離合器14或者二號電磁離合器16，使得一號電磁離合器14或者二號電磁離合器16輸出力矩，該力矩加載到被測試設備1上，實現閉環控制，能夠精確控制力矩大小，...

【技術保護點】
電磁摩擦主動加載系統，包括一號電機(15)，其特征在于，它還包括控制器(001)、D/A模塊(002)、放大器(003)、恒流源(004)、穩壓源(005)、A/D模塊(006)、二號電機(41)、一號電磁離合器(14)、二號電磁離合器(16)、力矩傳感器(3)和軸(34)；力矩傳感器(3)用于檢測被測試設備(1)的力矩，力矩傳感器(3)的檢測信號輸出端通過A/D模塊(006)連接控制器(001)的反饋信號輸入端，控制器(001)的電流控制信號輸出端依次通過D/A模塊(002)和放大器(003)連接恒流源(004)的電流控制信號輸入端，恒流源(004)的兩個電流信號輸出端分別連接一號電磁離合器(14)和二號電磁離合器(16)的線圈；被測試設備(1)的轉軸通過三號聯軸器(2)和四號聯軸器(4)與軸(34)連接；一號電機(15)和二號電機(41)分別用于帶動一號電磁離合器(14)和二號電磁離合器(16)的主動件旋轉，且兩個主動件的旋轉方向相反，轉速相同；一號電磁離合器(14)的從動件和二號電磁離合器(16)的從動件均與軸(34)鍵連接。

【技術特征摘要】
1.電磁摩擦主動加載系統，包括一號電機(15)，其特征在于，它還包括控制器(001)、
D/A模塊(002)、放大器(003)、恒流源(004)、穩壓源(005)、A/D模塊(006)、二號
電機(41)、一號電磁離合器(14)、二號電磁離合器(16)、力矩傳感器(3)和軸(34)；
力矩傳感器(3)用于檢測被測試設備(1)的力矩，力矩傳感器(3)的檢測信號輸出
端通過A/D模塊(006)連接控制器(001)的反饋信號輸入端，控制器(001)的電流控
制信號輸出端依次通過D/A模塊(002)和放大器(003)連接恒流源(004)的電流控制
信號輸入端，恒流源(004)的兩個電流信號輸出端分別連接一號電磁離合器(14)和二號
電磁離合器(16)的線圈；
被測試設備(1)的轉軸通過三號聯軸器(2)和四號聯軸器(4)與軸(34)連接；
一號電機(15)和二號電機(41)分別用于帶動一號電磁離合器(14)和二號電磁離
合器(16)的主動件旋轉，且兩個主動件的旋轉方向相反，轉速相同；
一號電磁離合器(14)的從動件和二號電磁離合器(16)的從動件均與軸(34)鍵連
接。
2.根據權利要求1所述的電磁摩擦主動加載系統，其特征在于，一號電機(15)通過
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：荊成虎，許宏光，盧彪，韓祿，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23