新能源客车电机测控实验台架工装设计

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随着整个国际社会对新能源汽车技术的研究投入,我国在新能源汽车方面支持力度越来越大。新能源客车环保、低碳,是未来城市客车的发展方向。但是客车电机的性能,很大程度上制约了新能源客车的发展,性能优越的电机才能保证行驶里程的增长。越来越多的客车企业加强了对新能源客车电机的研究,这就需要一个完整的实验系统来测控电机的参数,一个完整的实验系统需要电机测控机、冷却系统、电机台架工装。其中电机台架工装一般根据研究电机的需要,设计符合刚性、调节、重量的需要,保证旋转电机在从低转速到高转速整个测控过程。目前,国内一些新能源电机测控试验台由于测控电机属于小型类,其外形尺寸、重量及转动惯量都比较小,试验台结构较简单,而且没有调节装置,其位置尺寸完全靠加工件的精度来保证,装配调整有难度。随着新能源客车的推广应用,需要测控的电机要求越来越高。测控的电机外形尺寸、重量及转动惯量都比较大,而且在高转速下测功机主轴与电机主轴同轴度的精度要求较高,如果同轴度超差,会在高速运转时产生偏摆振动,甚至主轴变形,连接螺栓断裂。

电机台架工装设计思路

目的在于提供一种新能源电机测控固定工装,该工装可以保证高转速下的新能源电机与测功机同轴精度高,不会产生偏摆振动。

电机台架工装设计结构

新能源客车电机测控实验台架工装设计

由于电机的主轴与测功机的主轴同轴配合精度高为0.02mm,运行时要平稳,不能产生偏摆和跳动,为此工装设计要求底座在工作面上需有纵向调整位移,支撑电机的支架本体可在底座上需有横向调整位移,支架本体上还设有电机高度的调节装置,即可以从X、Y、Z三个方向对工装进行微调,从而保证电机的主轴在高速运转时与测功机的主轴同轴精度及运行的平稳性(图1)。

零部件结构分析

支架本体包括呈水平方向布置的底板,底板上垂直设有两侧板,两侧板的外侧与底板之间分别设有第一加强板,两侧板之间设有第二加强板,底板固定在底座上(图2)。

底座及平行设置的两个分座,分别设有截面呈倒“T”型的槽,该槽的槽长沿水平方向布置,通过T型螺栓相连,调整支架本体在倒“T”型槽内的位置,实现支架本体在底座上的横向位移,底座安装在工作面上的时候可实现纵向位移(见图3、图4)。

两侧板之间设有承托电机的承托装置,承托装置与底板相固定的电机底座,电机底座的正上方设有承托电机的电机托架,电机托架与电机相接触的一面为弧面,其弧度与电机外壳的弧度相吻合,电机底座与电机托架之间设有第一丝杆螺母调节机构。

电机外壳上对称设置4个悬臂分别固定在支架本体的两侧板,支架上设有调节电机转轴距离工作面高度的调节装置,调节装置包括连接悬臂与侧板的连接件,侧板与连接件为可调连接。连接件呈“H”型,包括平行设置的两翼板,两翼板之间垂直设有腹板,两侧板的顶面上分别开设有方形缺口,连接件的腹板卡合在方形缺口内,连接件的两翼板与侧板相固定,且连接件与方形缺口底部之间设有第二丝杆螺母调节机构。

新能源客车电机测控实验台架工装设计

第一丝杆螺母调节机构包括固定在电机托架上的丝杆,丝杆的杆长方向垂直于底板,电机底座上设有与丝杆相配合的螺孔。

第二丝杆调节机构包括固定在腹板上的丝杆,丝杆的杆长方向垂直于底板,方形缺口底部设有与丝杆相配合的螺孔。

连接件的两翼板上设有第一连接孔,侧板上设有第二连接孔,其中,第一连接孔为腰形孔,第二连接孔为圆孔。

工装调试

工装制造完毕后,底座在工作面上纵向调整位移,支架本体在底座上横向调整位移,支架本体上电机高度的调节装置,调节与测功机的高低位置,即可以从X、Y、Z三个方向对工装进行微调。

调装后,对中调节精度<0.02mm,支架的高度调节范围±400mm,电机起动在500r/min情况下,工装支架平稳,无抖动现象,继续加快转速,在7500r/min最大转速时,最高扭矩达到2500Nm,工装仍平稳无抖动。在工装上用水杯满水测试,发现水无波动,最终测试数据满足要求。

该工装设计结构合理,而且体积较大的结构进行工装设计时,尽量通过板材的刚度和结构加强,减少电机在转动时的振动。在加工过程中保证尺寸精度的难度较大,在调试过程中要进行分转动频次的调试,通过分段递增转数进行调试,从而达到预期效果,利用一台便携式转速仪和测功机的转速进行比对测试,测试结果转速精度达到3‰。随着新能源汽车技术的发展,电机测试工装台架的使用已越来越广,该工装设计为准确测试电机性能提供设备保障。《汽车与配件》

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