[发明专利]一种大推力超导直线电机的三轴力性能测试装置

说明书

一种大推力超导直线电机的三轴力性能测试装置，水平移动测试台和竖直移动测试台安装在主体框架上。水平移动测试台由横向和纵向两组伺服电机及滚珠丝杆组成，水平板安装其上，直线电机初级固定在水平板上；竖直移动测试台结构为：伺服电机及滚珠丝杆竖向安装，主体框架左、右侧面上分别竖向固定有两组线性模组，长方形框架固定在该四个线性模组的滑动块上，四个三轴力传感器固定在长方形框架底面上、下板之间，直线电机次级固定在下板底面。临近三个滚珠丝杆处分别安装直线位移传感器，三轴力传感器的信号经放大器和多通道数据采集卡发送给工控机。本装置目前用于实验室中大推力、大气隙超导直线电机理论研究的成果验证，结构精简易安装，适用于多种实验环境。

技术领域

本发明专利涉及三轴力输出设备的性能测试装置，具体而言，涉及一种大推力大气隙超导直线电机三轴力测试装置。

背景技术

直线电机作为一个典型的三轴力输出装置，可以不用借助任何中间转换结构把电能转变成直线运动，以次级为输出端对外输出三轴力，与传统的方式相比，初级和次级之间可以完全无机械连接。

目前的机械制造业中，直线电机已经广泛的应用于高速铣床、激光加工机床、磨床、加工中心等制造设备。直线电机的推广与使用也是数控机床的一个重要发展方向。在军事方面的应用有电磁炮、潜艇等装备，卫星和飞船的一些构件的驱动也采用了直线电机。直线电机在机床、电磁炮等工况的应用中主要使用直线电机的推力，且直线电机初级与次级之间的位置固定。目前此类电机的性能测试方法有些参照旋转电机的试验方法，有些针对直线电机设计了特定的试验方法，但一直没有统一的标准与方法。对拖在该类直线电机的性能测试中使用较为普遍，但该方法对各规格的直线电机不具有普适性，且只能用于研究初级与次级相对位置固定的直线电机。

在轨道交通领域的应用中，磁悬浮列车的直线牵引系统是直线电机一个主要的应用对象。在磁悬浮列车牵引驱动应用中，直线电机初级与次级的三维相对位置在一定范围内变化，且直线电机的输出特性随三维相对位置的变化而变化。目前，尚无用于此类型直线电机性能测试的实验平台和测试方法。

总体而言，直线电机的性能测试包括静态性能测试与动态性能测试。因为工况的多样化，目前不能制定出统一标准对直线电机的性能进行测试。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题而提供一种大推力超导直线电机的三轴力性能测试装置，旨在对大功率直线电机在不同工况下进行吨级三轴力的测试，以揭示该直线电机的三轴输出力随时间和空间变化的关系规律，用于研究其输出特性。

本发明的目的是这样实现的：一种大推力超导直线电机的三轴力性能测试装置，包括工控机，主体框架为采用铝型材制作的长方体形框架，水平移动测试台和竖直移动测试台分别设置在主体框架内的下方和上方；水平移动测试台结构为：第二滚珠丝杆两端分别经轴承横向架设在主体框架的底面上，且第二滚珠轴丝杆一个外端与第二伺服电机轴连接，多个线性模组横向安装在主体框架的底面上，长方形的框架位于第二滚珠丝杆和多个线性模组上方，该框架同时固定在与滚珠丝杆相旋接的螺母上，以及固定在多个线性模组的每一个滑动块上，第三滚珠丝杆两端经轴承纵向架设在该框架上，且第三滚珠丝杆一个外端与第三伺服电机轴连接，另外两个线性模组分别安装在上述框架的两个纵向长边上，水平移动板位于第三滚珠丝杆和另外两个线性模组上方，水平移动板同时固定在与第三滚珠丝杆相旋接的螺母上以及固定在另外两个线性模组的每一个滑动块上，待测试直线电机初级固定在水平移动板上；