一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统

1.本发明涉及风洞实验领域，更具体的说是一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统。


背景技术：

2.风洞试验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分。试验时，常将模型或实物固定在风洞中进行反复吹风，通过测控仪器和设备取得试验数据。但是，真实飞行时，静止大气是无边界的。而在风洞中，气流是有边界的，边界的存在限制了边界附近的流线弯曲，使风洞流场有别于真实飞行的流场。这种边界效应将导致试验对象的空气动力学参数得不到准确的测量。因此，在风洞试验中试验段的地面往往是需要移动起来的。其中，移动带的速度与风速相同。同时，移动带会受到上方测试模型在风洞引起的气动负载。因此，在移动带受到高负载作用下保证其具有稳定的高速运动成为移动路面模拟的驱动系统所必须具有的能力。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统，可以在移动带受到高负载作用下保证其具有稳定的高速运动。
4.本发明的目的通过以下技术方案来实现：
5.一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统，包括移动带、支撑基体、光电测速传感器、动力执行机构和配速控制系统；
6.所述动力执行机构内设置有驱动辊和直接驱动驱动辊进行转动的三相异步电机，驱动辊带动移动带进行运动；三相异步电机直接驱动驱动辊运转，驱动辊通过摩擦带动移动带高速运转,可以在移动带受到高负载作用下保证其具有稳定的高速运动；
7.所述动力执行机构包括三相异步电机、轴承座、电机连接体、圆锥滚子轴承、深沟球轴承、驱动辊、轴承调整垫圈和轴承端盖，轴承座设置有两个，两个轴承座均固定连接在支撑基体上，两个轴承座内均设置有圆锥滚子轴承和深沟球轴承，三相异步电机通过电机连接体固定连接在对应的轴承座上，驱动辊固定连接在两个圆锥滚子轴承和两个深沟球轴承之间，三相异步电机的输出轴上固定连接有连接键，连接键插入到驱动辊内，轴承调整垫圈和轴承端盖安装在连接三相异步电机另一侧的轴承座上；
8.移动带连接在驱动辊上，光电测速传感器固定连接在支撑基体上，光电测速传感器对移动带的运动速度进行监控；
9.配速控制系统包括plc主控单元和外部智能控制单元，plc主控单元和光电测速传感器连接，三相异步电机和plc主控单元连接。
附图说明
10.下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
11.图1是本发明的用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统整体结构示意图；
12.图2是本发明的用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统局部结构示意图；
13.图3是本发明的动力执行机构结构示意图；
14.图4是本发明的控制过程示意图。
15.图中：移动带1；支撑基体2；光电测速传感器3；动力执行机构4；三相异步电机5；轴承座6；电机连接体7；圆锥滚子轴承8；深沟球轴承9；驱动辊10；轴承调整垫圈11；轴承端盖12。
具体实施方式
16.下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
17.为了解决如何在移动带受到高负载作用下保证其具有稳定的高速运动这一技术问题，结合图1至4，对一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统的结构和功能进行详细的说明；
18.一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统，包括移动带1、支撑基体2、光电测速传感器3、动力执行机构4和配速控制系统；支撑基体2由钢板拼接构成，为动力执行机构4等提供安装位置；
19.所述动力执行机构4内设置有驱动辊10和直接驱动驱动辊10进行转动的三相异步电机5，驱动辊10带动移动带1进行运动；三相异步电机5直接驱动驱动辊10运转，驱动辊10通过摩擦带动移动带1高速运转,可以在移动带1受到高负载作用下保证其具有稳定的高速运动；
20.三相异步电机5直连驱动辊10的布置不仅使得动力执行机构4的可提供的转速大大提高，且响应速率更快，同时，还提高了系统的传动效率和负载能力，也使得动力执行机构4的结构更加紧凑；
21.所述动力执行机构4包括三相异步电机5、轴承座6、电机连接体7、圆锥滚子轴承8、深沟球轴承9、驱动辊10、轴承调整垫圈11和轴承端盖12，轴承座6设置有两个，两个轴承座6均固定连接在支撑基体2上，两个轴承座6内均设置有圆锥滚子轴承8和深沟球轴承9，三相异步电机5通过电机连接体7固定连接在对应的轴承座6上，驱动辊10固定连接在两个圆锥滚子轴承8和两个深沟球轴承9之间，三相异步电机5的输出轴上固定连接有连接键，连接键插入到驱动辊10内，轴承调整垫圈11和轴承端盖12安装在连接三相异步电机5另一侧的轴承座6上；
22.移动带1连接在驱动辊10上，光电测速传感器3固定连接在支撑基体2上，光电测速传感器3对移动带1的运动速度进行监控；
23.通过光电测速传感器3监测移动带1的实时转速，并通过plc主控单元控制三相异步电机5的输出转速，以补偿由驱动辊10与移动带1之间摩擦传动而导致的转速误差，进而使移动带1的转速准确达到风速；
24.同时，根据长期实验积累数据，通过外部智能模块自动分析不同转速要求下三相异步电机5相应的输出转速，并通过光电测速传感器3监测反馈，进而调整转速和更新数据库，为下次更快的达到钢带所需转速提供数据基础；
25.配速控制系统包括plc主控单元和外部智能控制单元，plc主控单元和光电测速传
感器3连接，三相异步电机5和plc主控单元连接；
26.移动带1通过摩擦被驱动辊10驱动，驱动辊10由轴端的三相异步电机5通过键直接驱动。当移动路面系统开始运转时，由配速控制系统的外部智能单元根据对前期数据的分析直接配置满足移动带1转速要求的三相异步电机5输出轴转速。并由光电测速传感器3实时监测钢带的转速，当检测到移动带1运动速度与实际需要转速误差超过一定阈值时，通过plc主控单元控制三相异步电机5的输入参数进行转速补偿，直至移动带1运动速度达到目标值。


技术特征：
1.一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统，包括移动带(1)和驱动移动带(1)进行运动的动力执行机构(4)，其特征在于：所述动力执行机构(4)内设置有驱动辊(10)和直接驱动驱动辊(10)进行转动的三相异步电机(5)，驱动辊(10)带动移动带(1)进行运动。2.根据权利要求1所述的一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统，其特征在于：还设置有对移动带(1)运动速度进行监控的光电测速传感器(3)。3.根据权利要求2所述的一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统，其特征在于：还包括配速控制系统，配速控制系统包括plc主控单元和外部智能控制单元。4.根据权利要求3所述的一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统，其特征在于：所述plc主控单元和光电测速传感器(3)连接，三相异步电机(5)和plc主控单元连接。5.根据权利要求1所述的一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统，其特征在于：所述动力执行机构(4)连接在支撑基体(2)上。6.根据权利要求5所述的一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统，其特征在于：所述动力执行机构(4)还包括轴承座(6)、电机连接体(7)、圆锥滚子轴承(8)、深沟球轴承(9)、轴承调整垫圈(11)和轴承端盖(12)。7.根据权利要求6所述的一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统，其特征在于：所述轴承座(6)设置有两个，两个轴承座(6)内均设置有圆锥滚子轴承(8)和深沟球轴承(9)，两个轴承座(6)均固定连接在支撑基体(2)上。8.根据权利要求7所述的一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统，其特征在于：所述三相异步电机(5)通过电机连接体(7)固定连接在对应的轴承座(6)上，驱动辊(10)固定连接在两个圆锥滚子轴承(8)和两个深沟球轴承(9)之间。9.根据权利要求8所述的一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统，其特征在于：所述三相异步电机(5)的输出轴上固定连接有连接键，连接键插入到驱动辊(10)内。10.根据权利要求9所述的一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统，其特征在于：所述轴承调整垫圈(11)和轴承端盖(12)安装在连接三相异步电机(5)另一侧的轴承座(6)上。

技术总结
本发明涉及风洞实验领域，更具体的说是一种用于风洞移动路面模拟的电机直连驱动系统，包括移动带、支撑基体、光电测速传感器、动力执行机构和配速控制系统；所述动力执行机构内设置有驱动辊和直接驱动驱动辊进行转动的三相异步电机，驱动辊带动移动带进行运动；移动带连接在驱动辊上，光电测速传感器固定连接在支撑基体上，光电测速传感器对移动带的运动速度进行监控；配速控制系统包括PLC主控单元和外部智能控制单元，PLC主控单元和光电测速传感器连接，三相异步电机和PLC主控单元连接；三相异步电机直接驱动驱动辊运转，驱动辊通过摩擦带动移动带高速运转,可以在移动带受到高负载作用下保证其具有稳定的高速运动。作用下保证其具有稳定的高速运动。作用下保证其具有稳定的高速运动。


技术研发人员：李隆球 刘军民 李朋春 周德开 张广玉 权家乐
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2022.10.26
技术公布日：2023/2/3