CN206626007U - 一种风机转矩的实时测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种风机转矩的实时测量装置，包括中轴线位于同一直线上且依次连接的假轴、转矩传感器、联轴器以及多个用于支撑和固定上述部件的安装支架，所述假轴和联轴器还分别与待测风机的风机负载和电机同轴连接；所述风机负载包括进风口、叶轮和蜗壳，在蜗壳上设置有出风口，所述假轴的两端分别连接所述叶轮的中心位置以及所述转矩传感器，所述联轴器的两端分别连接所述转矩传感器以及所述电机的输出轴，所述转矩传感器与计算机电连接，所述电机外接控制电源和转速转换开关箱。所述测量装置结构简单且使用方便，可以测量出变化工况下风机的实时转矩，从而得到风机在高低速切换时的合适时间间隔，减少转轴的负担和断裂情况，保证行车安全。

Description

一种风机转矩的实时测量装置

技术领域

本实用新型涉及风机转矩检测技术领域，具体地，涉及一种风机转矩的实时测量装置。

背景技术

目前应用于高铁及动车上牵引电机的冷却风机基本采用高-低速切换控制。当车辆高速行驶时其上的风机处于高速运转状态(高速挡)，当车辆进站时为了减少噪声危害需将风机切换至低速运转状态，通常采用的方法为：先将电机断电，使得叶轮的转速逐步减小，间隔一段时间后再接通电机的电源(低速挡)，以确保风机处于低速运转状态。

若对电机的断电时间过短，以至于接通电源后，低速运转的电机所输出的转速跟不上叶轮的当前转速，进而使得叶轮在其转速并未降至低速值时就被强行切换至低速运转状态。由于叶轮的惯性作用，会在连接叶轮的转轴上瞬间产生与叶轮转动方向相反的反转矩，该反转矩反复作用于转轴上并日积月累，会导致部分转轴发生断裂，增大运行成本和维修工作量，更极大地威胁了车辆的运行安全。

因此，设置一个从高速断电到低速启动的合适时间间隔是非常重要的，不同的厂家设置的时间各不相同，有的5秒、有的10秒，最好能找到一个简单可靠的方法来研究风机在高低速切换时转轴转矩的变化情况，进而为设置合适的时间间隔提供数据参考。

在通常情况下，风机的实时转矩是无法直接测量的，只能够通过换算风机的性能测量数据(全压、流量、静压、转速等)从而间接得到其在某一稳定工作点时的输出功率及转矩。由于风机的性能测试时间长且必须在稳定工况下进行，即使计算得到的转矩也只是在一定时间内的平均值，因此根本无法通过该方法实现在变化工况下对风机实际转矩的实时精确测量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、使用方便、且可在变化工况下对风机转矩实现实时精确测量的测量装置，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种风机转矩的实时测量装置，包括中轴线位于同一直线上且依次连接的假轴、转矩传感器、联轴器以及多个用于支撑和固定上述部件的安装支架，所述假轴的另一端用于同轴线连接待测风机的风机负载，所述联轴器的另一端用于同轴线连接待测风机的电机；所述风机负载包括进风口、叶轮和蜗壳，在所述蜗壳上设置有用于排出空气的出风口，所述假轴的两端分别连接所述叶轮的中心位置以及所述转矩传感器，所述联轴器的两端分别连接所述转矩传感器以及所述电机的输出轴，所述转矩传感器与计算机电连接，所述电机外接控制电源和转速转换开关箱。

优选地，在所述蜗壳的出风口上还设置有百叶形式的调节风门，用于模拟气流在风道中受到的阻力。

优选地，所述假轴通过轴承与设置在所述安装支架上的轴承座可转动连接，所述蜗壳与所述安装支架固定连接。

优选地，所述计算机采用常用的电机型式试验台。

优选地，所述风机为轴流风机、离心风机和混流风机中的一种。

本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：

1、所述测量装置通过分开风机的负载与电机并在二者间设置转矩传感器，最终实现对风机转矩的实时测量，为研究风机在变化工况下的转矩变化提供了精确的数据，最终为风机在高低速切换时设置合适的时间间隔提供依据，减少转轴的负担和断裂情况，降低运行成本，保证行车安全；

2、所述测量装置可适用于各类工况，尤其是在转矩变化快的不稳定工况(高低速切换及风机启动时)下，本装置具有结构简单、使用方便、实用性强的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型优选实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例的一次测量结果；

图中：1风机负载，2假轴，3转矩传感器，4联轴器，5电机，6安装支架；11进风口，12叶轮，13蜗壳。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，一种风机转矩的实时测量装置，包括中轴线位于同一水平直线上且依次连接的假轴2、转矩传感器3、联轴器4以及多个用于支撑和固定上述部件的安装支架6，所述假轴2的另一端用于同轴线连接待测风机的风机负载1，所述联轴器4的另一端用于同轴线连接待测风机的电机5，所述风机负载1包括进风口11、叶轮12和蜗壳13，且在所述蜗壳13上设置有用于排出空气的出风口。

所述假轴2是一种用于在试验中代替真转子的传动部件。所述假轴2的两端分别连接所述叶轮12的中心位置以及所述转矩传感器3，所述联轴器4的两端分别连接所述转矩传感器3以及所述电机5的输出轴，所述转矩传感器3与电机型式试验台电连接，所述电机5外接控制电源和转速转换开关箱。

在本实施例中，在所述蜗壳13的出风口上还设置有百叶形式的调节风门，用于模拟气流在风道中受到的阻力。

在本实施例中，所述假轴2通过轴承与设置在所述安装支架6上的轴承座可转动连接，所述蜗壳13与所述安装支架6固定连接。

本实施例中提供的测量装置的工作过程如下：

将待检测风机的负载1和电机5拆分开并在二者间设置转矩传感器3，将三者依次固定连接在对应的安装支架6上，同时用假轴2连接叶轮12和转矩传感器3的一端、用联轴器4连接电机5的输出轴以及转矩传感器3的另一端。

接通电源，通过转速转换开关箱将电机5调到高速挡位，此时整个风机处于高速运转状态，待叶轮12的转速稳定后断电5秒，在重新接通电源的瞬间通过转速转换开关箱将电机5调到低速挡位，同时转矩传感器4将其受到的实时转矩数据发送到电机型式试验台，直至叶轮12的转速也稳定在低速状态。

通过一次实际测量的数据结果(参见图2)，可以看出在电机低速启动的瞬间确实对转轴产生了相当大的反转矩，直至电机重新启动4秒后转轴的转矩由负变正，因此可以得出该风机在高低速切换的间隔时间最好大于9秒。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。在本实用新型的精神和原则之内，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的任何改进或等同替换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种风机转矩的实时测量装置，其特征在于，包括中轴线位于同一直线上且依次连接的假轴(2)、转矩传感器(3)、联轴器(4)以及多个用于支撑和固定上述部件的安装支架(6)，所述假轴(2)的另一端用于同轴线连接待测风机的风机负载(1)，所述联轴器(4)的另一端用于同轴线连接待测风机的电机(5)；所述风机负载(1)包括进风口(11)、叶轮(12)和蜗壳(13)，在所述蜗壳(13)上设置有用于排出空气的出风口，所述假轴(2)的两端分别连接所述叶轮(12)的中心位置以及所述转矩传感器(3)，所述联轴器(4)的两端分别连接所述转矩传感器(3)以及所述电机(5)的输出轴，所述转矩传感器(3)与计算机电连接，所述电机(5)外接控制电源和转速转换开关箱。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，在所述蜗壳(13)的出风口上还设置有百叶形式的调节风门，用于模拟气流在风道中受到的阻力。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述假轴(2)通过轴承与设置在所述安装支架(6)上的轴承座可转动连接，所述蜗壳(13)与所述安装支架(6)固定连接。

4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述计算机采用常用的电机型式试验台。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的测量装置，其特征在于，所述风机为轴流风机、离心风机和混流风机中的一种。