转子系统的转速测试装置、空气压缩机和车辆
技术领域
本实用新型涉及转子系统领域，具体而言，涉及一种转子系统的转速测试装置、具有所述转子系统的转速测试装置的空气压缩机和具有所述空气压缩机的车辆。
背景技术
相关技术中，为了检测高转速下燃料电池空压机的转子系统的速度和相位变化，通常采用磁性组件、电路板固定磁性组件和壳体组合在一起的方式。具体地，壳体嵌套在目标对象上，以使目标对象带动磁性组件进行旋转；磁性组件为电路板提供触发磁场；电路板根据触发磁场输出方波信号，并将方波信号发送至控制器，以使控制器通过方波信号来检测目标对象的旋转方向和速度。
然而，由于磁性组件的磁铁固定在塑料外壳中，将此检测装置固定在高转速燃料电池空压机的转子系统上便会出现下列问题：
1、在超高转速下，塑料壳体会有破裂风险，无法完成超高转速的检测要求；
2、整个检测装置安装在转子轴上，由于质量分布不均匀，在超高转速下不平衡质量对动平衡去重的影响较大，在一定程度上会破坏转子动平衡；
3、由于磁性组件集成式安装在壳体内，尺寸比较固定，这样更改整体尺寸的成本会提高。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种转子系统的转速测试装置，以满足超高转速的检测要求，减小对转子动平衡的影响，并且降低更换成本。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种转子系统的转速测试装置，包括：转子轴和盖板；连接套，所述连接套套设在所述转子轴的朝向所述盖板的一端；磁性件，所述磁性件安装于所述连接套的朝向所述盖板的一端，所述磁性件垂直于所述转子轴的中心轴线设置；用于感应所述磁性件的位置检测组件，所述位置检测组件安装于所述盖板且与所述磁性件间隔开；控制器，所述控制器与所述位置检测组件通讯连接。
根据本实用新型的一些实施例，所述磁性件为多个，多个所述磁性件分布在同一平面内且关于所述转子轴的中心轴线呈对称分布。
根据本实用新型的一些实施例，所述连接套的朝向所述盖板的一端具有安装槽，所述磁性件安装在所述安装槽内。
在本实用新型的一些具体实施例中，所述磁性件与所述连接套间隙配合。
根据本实用新型的一些实施例，所述连接套为导磁件。
根据本实用新型的一些实施例，所述位置检测组件与所述盖板之间设有绝缘件。
根据本实用新型的一些实施例，所述转子轴的中心轴线、所述盖板的中心轴线、所述连接套的中心轴线、所述磁性件的中心轴线重合，所述磁性件与所述位置检测组件在所述转子轴的轴向上正对。
相对于现有技术，本实用新型所述的转子系统的转速测试装置具有以下优势：
本实用新型所述的转子系统的转速测试装置，通过将磁性件与位置检测组件非接触设置，在转子系统超高转速下可以减小转子系统的不平衡量，降低了转子系统在超高转速下的动平衡失效的可能性，且在超高转速下不会因为强度问题导致位置检测组件的强度破坏失效，位置检测组件的结构强度失效可能性随之降低，从而可以检测燃料电池空压机系统在超高转速下的速度和相位变化；还可以通过更改磁性件的尺寸更改位置检测组件的规格，适用性广，且更换成本较低。
本实用新型的另一个目的在于提出一种空气压缩机，以满足超高转速的检测要求，减小对转子动平衡的影响，并且降低更换成本。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种空气压缩机，包括上述的转子系统的转速测试装置。
相对于现有技术，本实用新型所述的空气压缩机具有以下优势：
本实用新型所述的空气压缩机，通过将磁性件与位置检测组件非接触设置，在转子系统超高转速下可以减小转子系统的不平衡量，降低了转子系统在超高转速下的动平衡失效的可能性，且在超高转速下不会因为强度问题导致位置检测组件的强度破坏失效，位置检测组件的结构强度失效可能性随之降低，从而可以检测燃料电池空压机系统在超高转速下的速度和相位变化；还可以通过更改磁性件的尺寸更改位置检测组件的规格，适用性广，且更换成本较低。
本实用新型的另一个目的在于提出一种车辆，以满足超高转速的检测要求，减小对转子动平衡的影响，并且降低更换成本。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种车辆，包括上述的空气压缩机。
相对于现有技术，本实用新型所述的车辆具有以下优势：
本实用新型所述的车辆，通过将磁性件与位置检测组件非接触设置，在转子系统超高转速下可以减小转子系统的不平衡量，降低了转子系统在超高转速下的动平衡失效的可能性，且在超高转速下不会因为强度问题导致位置检测组件的强度破坏失效，位置检测组件的结构强度失效可能性随之降低，从而可以检测燃料电池空压机系统在超高转速下的速度和相位变化；还可以通过更改磁性件的尺寸更改位置检测组件的规格，适用性广，且更换成本较低。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型实施例的转子系统的转速测试装置的示意图；
图2是本实用新型实施例的磁性件的充磁方式的示意图；
图3是本实用新型实施例的磁性件的充磁方式的示意图；
图4是本实用新型实施例的磁性件的结构示意图。
附图标记说明：
转子系统的转速测试装置1、转子轴10、盖板20、线束接头21、连接套30、安装槽31、磁性件40、电路板50、电阻电容51、位置检测件60、控制器70、绝缘件80、线束90。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考图1-图4并结合实施例来详细说明本实用新型。
参照图1-图4所示，根据本实用新型实施例的转子系统的转速测试装置1，包括：转子轴10、盖板20、连接套30、磁性件40、位置检测组件和控制器70。
具体而言，盖板20可以位于转子轴10的后侧。连接套30套设在转子轴10的朝向盖板20的一端(例如后端)。磁性件40安装于连接套30的朝向盖板20的一端(例如后端)，磁性件40垂直于转子轴10的中心轴线设置。例如，磁性件40为圆形的磁铁，磁性件40的中心轴线平行于连接套30的中心轴线。
位置检测组件用于感应所述磁性件40，例如，位置检测组件包括电路板50和位置检测件60，电路板50安装于盖板20，位置检测件60设于盖板20的朝向磁性件40的一侧(例如前侧)，且位置检测件60与磁性件40间隔开。也就是说，位置检测件60在前后方向上位于磁性件40和盖板20之间，且位置检测件60与磁性件40并不接触。位置检测件60与电路板50通讯连接，控制器70与电路板50通讯连接。如此，磁性件40和位置检测件60、电路板50为非接触式连接，可以实现由磁信号向电信号的转化：位置检测件60接收磁性件40的磁信号并将该磁信号传递给电路板50，电路板50将该磁信号转化为电信号并输出至控制器70。例如，位置检测件60可以为传感器芯片。
由此，根据本实用新型的转子系统的转速测试装置1，通过将磁性件40与位置检测件60和电路板50非接触设置，即将磁性件40与位置检测件60和电路板50分离开，从而解决了电子增压器的转子系统在超高转速(例如160000rpm)下转速测量困难的问题：只有磁性件40固定组装在连接套30上随转子轴10旋转，在转子系统超高转速下可以减小转子系统的不平衡量，降低了转子系统在超高转速下的动平衡失效的可能性，且在超高转速下不会因为强度问题导致位置检测件60的强度破坏失效，位置检测件60的结构强度失效可能性随之降低，从而可以检测燃料电池空压机系统在超高转速下的速度和相位变化；还可以通过更改磁性件40的尺寸更改位置检测件60的规格，适用性广，且更换成本较低。
根据本实用新型的一些实施例，连接套30可以为导磁件。例如，连接套30可以由含铁材料制成，从而一方面可以保证一定的强度和刚度，满足功率较大的空压机的设计要求，另一方面成本较低。
根据本实用新型的一些实施例，如图3和图4所示，磁性件40可以为多个，多个磁性件40分布在同一平面内，且多个磁性件40沿连接套30的周向均匀分布。例如，磁性件40平行于连接套30的横截面设置，多个磁性件40可以沿连接套30的周向均匀间隔分布，以保证磁性件40的质量在转子轴10的周向上均匀分布。这样，多个磁性件40组合成平面集成式磁铁组件，完成轴向充磁，从而使得进入连接套30中的磁感线的数量较少，大部分磁信号可以正常传递到电路板50上，减小了磁信号损失。可以理解，为了减小对转子系统的动平衡的影响，多个磁性件40的尺寸规格彼此相同。
可选地，如图4所示，磁性件40的形状在其分布平面上呈对称设置。例如，多个磁性件40关于转子轴10的中心轴线呈对称分布，从而保证磁性件40的质量均匀分布。
进一步地，如图4所示，多个磁性件40可以拼接成圆形。也就是说，多个磁性件40可以共同构成圆形，从而易于安装和保证质量分布均匀。例如，两个尺寸相同的半圆形磁铁拼成完整的圆形。
根据本实用新型的一些实施例，如图1-图3所示，连接套30的朝向盖板20的一端具有安装槽31，例如，安装槽31分别贯通连接套30的外周面和端面，磁性件40安装在安装槽31内。这样，保证了整个转子系统的结构强度，保证磁性件40可以随转子系统高速旋转。例如，磁性件40可以通过胶水固定在安装槽31内，从而结构更加牢靠。
在本实用新型的一些具体实施例中，磁性件40可以与连接套30间隙配合，以防止磁铁在高速旋转过程中由于离心力作用而破裂失效。
根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，电路板50安装在盖板20的朝向磁性件40的一侧(例如前侧)表面，位置检测件60安装在电路板50朝向磁性件40的一侧(例如前侧)表面。这样，便于对转速的检测和信号传输。其中，盖板20可以为绝缘件80，从而安全可靠。
当然，盖板20可以为铝合金件。根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，电路板50与盖板20之间可以设有绝缘件80，从而保证电气绝缘。
根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，控制器70位于盖板20的背向磁性件40的一侧(例如后侧)，盖板20的背向磁性件40的一侧设有线束接头21，盖板20具有与线束接头21连通的过线孔。如此，线束接头21用于安装线束90，线束90穿过线束接头21和过线孔，从而实现控制器70和电路板50之间的有线连接，结构更加可靠。其中，线束接头21与盖板20之间可以螺纹连接。
根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，转子轴10的中心轴线、盖板20的中心轴线、连接套30的中心轴线、磁性件40的中心轴线重合，磁性件40与位置检测件60在转子轴10的轴向上正对，从而可以进一步地减小对转子系统动平衡的影响，并且保证检测精度。
下面参照附图详细描述根据本实用新型的一个具体实施例的转子系统的转速测试装置1。
连接套30为螺母，螺母通过与转子轴10上的螺纹配合装配在转子轴10上，以随着转子轴10高速同步旋转。电路板50包括逻辑控制电路和电阻电容51，逻辑控制电路和电阻电容51一起工作，从而将磁信号转化输出为电信号。绝缘件80将电路板50和盖板20分隔开来，同时电路板50和位置检测件60集成到盖板20上，以实现对电路板50和位置检测件60的固定和支撑。
磁性件40随转子系统高速旋转产生旋转磁场，磁信号到达位置检测件60并通过电路板50由磁信号转化为电信号，连接套30每旋转一周，位置检测件60输出一个正弦信号。线束90用来传递输出电信号，线束90的输出端连接控制器70，电路板50将电信号发送至控制器70，控制器70通过对电信号处理得出转子系统的速度和相位的变化。
由此，通过将多个磁性件40设计成平面集成式组合，实现了轴向充磁方式，由于磁性件40安装到安装槽31中，轴向充磁方式减少了磁信号损失，有助于磁信号向电信号的转换，降低了信号干扰，更好地实现对转子系统的速度和相位的变化的检测。
根据本实用新型实施例的空气压缩机，包括上述的转子系统的转速测试装置1。
根据本实用新型实施例的空气压缩机，通过将磁性件40与位置检测组件非接触设置，在转子系统超高转速下可以减小转子系统的不平衡量，降低了转子系统在超高转速下的动平衡失效的可能性，且在超高转速下不会因为强度问题导致位置检测组件的强度破坏失效，位置检测组件的结构强度失效可能性随之降低，从而可以检测燃料电池空压机系统在超高转速下的速度和相位变化；还可以通过更改磁性件40的尺寸更改位置检测组件的规格，适用性广，且更换成本较低。
根据本实用新型实施例的车辆，包括上述的空气压缩机。
根据本实用新型实施例的车辆，通过将磁性件40与位置检测组件非接触设置，在转子系统超高转速下可以减小转子系统的不平衡量，降低了转子系统在超高转速下的动平衡失效的可能性，且在超高转速下不会因为强度问题导致位置检测组件的强度破坏失效，位置检测组件的结构强度失效可能性随之降低，从而可以检测燃料电池空压机系统在超高转速下的速度和相位变化；还可以通过更改磁性件40的尺寸更改位置检测组件的规格，适用性广，且更换成本较低。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
