一種滑差式扭矩測試臺的製作方法

2023-07-16 22:24:41

專利名稱：一種滑差式扭矩測試臺的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種滑差式扭矩測試臺，用於測試變頻器的扭矩和轉速特性，屬於變頻器測試技術領域。
背景技術：
目前，隨著國內變頻器技術的飛速發展，變頻器生產廠家迅速崛起，變頻器的應用大戶、製造廠家迫切需要對變頻器進行性能測試以優化加載設備。常用 的變頻器性能測試方法及加載設備主要有以下幾種(I)單臺滑差電機堵轉法。即直接採用單臺滑差電機，將滑差電機主軸輸出，機械與機座硬連接，通過在勵磁線圈上加載直流電壓來調節勵磁電流和輸出扭矩大小，從而調節負載的大小。由於通過勵磁不能夠實現快速的加卸載，故該方法不能實現動態性能的測試，也不能實現發電狀態的性能測試；此外，由於低速時滑差電機滑差頭相對運行速度低，所以不能夠實現低速加載。(2)兩臺異步電機通過滑差電機對拖法。即採用一臺滑差電機與一臺異步電機同軸連接，兩臺電機通過兩臺變頻器分別驅動。由於滑差電機加載採用電磁感應和滑差實現，加載響應速度慢，不能夠實現快速加載，因此該方法不能用於高精度、快速的性能測試。(3)兩個交流電機對拖法。即採用兩臺同功率的異步電機同軸連接，兩臺電機通過兩臺變頻器分別驅動，其中一臺電機通過測試變頻器驅動，另一臺電機通過具有精確扭矩控制功能的閉環矢量控制變頻器驅動。由於電機連接為機械硬連接，異步電機的扭矩響應相比滑差電機較快，加載響應速度較快，可以滿足大多數場合的測試要求，但是對於高精度、快速的性能測試還不能夠完全滿足。(4)交直流機組對拖法。即採用一臺直流電機和一臺異步電機同軸連接,其中異步交流電機通過被測變頻器驅動，直流電機通過一臺可以四象限運行的直流調速器驅動。由於電機連接為機械硬連接，直流電機的扭矩響應快，加載響應速度就快，基本可以滿足絕大多數場合的測試要求，是目前最理想的測試方法，但此方法設備投資非常大，且測試機組的容量越大，價格越高。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種可高精度、快速地測試變頻器的扭矩和轉速、結構簡單、成本低且易於維護和普及的滑差式扭矩測試臺。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供一種滑差式扭矩測試臺，其特徵在於包括設於底座上的滑差調速器，與滑差調速器的輸入軸端連接的平衡梁式稱重傳感器通過力矩均衡器設於底座上；滑差調速器的輸出軸端上設有測速裝置，輸出軸端通過聯軸器與設有變頻器的測試電機連接，測試電機通過機座設於底座上；專用調節器與稱重傳感器和測速裝置連接。優選地，所述專用調節器包括與測試電機的勵磁線圈輸入端依次串聯的勵磁電流調節器、脈寬調製器和功率放大器，勵磁電流調節器還與調製波發生器、主控器連接；測試電機的勵磁線圈輸出端與主控器、勵磁電流調節器之間的線路連接構成電流負反饋，測試電機的勵磁線圈輸出端還與主控器輸入端連接構成負反饋。本發明提供的一種滑差式扭矩測試臺對變頻器的扭矩和轉速的測定是通過測試電機反應出來的。由於滑差調速器的輸入軸端通過平衡梁式稱重傳感器及力矩均衡器固定於底座上，輸入軸端轉速一直為零，所以轉速差只由測試電機的轉速決定，測速裝置 可實時、準確地輸出測試電機的實時轉速；滑差調速器提供的阻力矩同測試電機的輸出扭矩相等，平衡梁式稱重傳感器測得的即為測試電機的實時扭矩。本發明提供的裝置克服了現有技術的不足，採用滑差調速器和串級調節系統的專用調節器，可高精度、快速地測試變頻器的扭矩和轉速，結構簡單、成本低且易於維護和普及。


圖I為本發明提供的一種滑差式扭矩測試臺示意圖；圖2為本實施例中專用調節器的控制系統框圖；圖3為本實施例中專用調節器的控制系統內迴路的傳遞函數圖；附圖標記說明I-平衡梁式稱重傳感器；2_力矩均衡器；3-底座；4_滑差調速器；5_專用調節器；6-輸出軸端；7_聯軸器；8-機座；9_測試電機；10_變頻器；11_測速裝置。
具體實施例方式為使本發明更明顯易懂，茲以一優選實施例，並配合附圖作詳細說明如下。圖I為本發明提供的一種滑差式扭矩測試臺示意圖，所述的一種滑差式扭矩測試臺包括固定於底座3上的滑差調速器4，平衡梁式稱重傳感器I與滑差調速器4的輸入軸端13連接，平衡梁式稱重傳感器I通過力矩均衡器2固定於底座3上；滑差調速器4的輸出軸端6上裝有測速裝置11，輸出軸端6通過聯軸器7與測試電機9連接，測試電機9上裝有變頻器10，測試電機9通過機座8固定於底座3上；專用調節器5與稱重傳感器I和測速裝置11連接。結合圖2，專用調節器5為一個串級調節系統，包括與測試電機9的勵磁線圈輸入端依次串聯的勵磁電流調節器、脈寬調製器和功率放大器，勵磁電流調節器還與調製波發生器、主控器連接；測試電機9的勵磁線圈輸出端與主控器、勵磁電流調節器之間的線路連接構成電流負反饋，測試電機9的勵磁線圈輸出端還與主控器輸入端連接構成負反饋。利用本發明提供的一種滑差式扭矩測試臺進行變頻器的轉速和扭矩測試時，由於滑差調速器4的輸入軸端13通過平衡梁式稱重傳感器I及力矩均衡器2固定於底座3上，輸入軸端13轉速一直為零，所以轉速差只由測試電機9的轉速決定，測速裝置11包含測速及辨向雙重功能，可實時、準確地輸出測試電機的實時轉速和方向；滑差調速器4提供的阻力矩同測試電機9的輸出扭矩相等，平衡梁式稱重傳感器I測得的即為測試電機9的實時扭矩。本發明提供的一種滑差式扭矩測試臺的實現原理如下
滑差調速器4是一種利用直流電磁滑差恆轉矩控制的交流無級變速電動機，它具有調速範圍廣、速度調節開滑、起動轉矩大、控制功率小、有速度負反饋、自動調節系統時機械特性硬度高等一系列優點。滑差調速器4的電磁滑差離合器的機械特性可近似地用下列經驗公式表示
權利要求
1.一種滑差式扭矩測試臺，其特徵在於包括設於底座(3)上的滑差調速器(4)，與滑差調速器(4)的輸入軸端(13)連接的平衡梁式稱重傳感器(I)通過力矩均衡器(2)設於底座(3)上；滑差調速器(4)的輸出軸端(6)上設有測速裝置(11)，輸出軸端(6)通過聯軸器(7)與設有變頻器(10)的測試電機(9)連接，測試電機(9)通過機座⑶設於底座(3)上；專用調節器(5)與稱重傳感器(I)和測速裝置(11)連接。
2.如權利要求I所述的一種滑差式扭矩測試臺，其特徵在於所述專用調節器(5)包括與測試電機(9)的勵磁線圈輸入端依次串聯的勵磁電流調節器、脈寬調製器和功率放大器，勵磁電流調節器還與調製波發生器、主控器連接；測試電機(9)的勵磁線圈輸出端與主控器、勵磁電流調節器之間的線路連接構成電流負反饋，測試電機(9)的勵磁線圈輸出端還與主控器輸入端連接構成負反饋。
全文摘要
本發明提供了一種滑差式扭矩測試臺，其特徵在於包括設於底座上的滑差調速器，與滑差調速器的輸入軸端連接的平衡梁式稱重傳感器通過力矩均衡器設於底座上；滑差調速器的輸出軸端上設有測速裝置，輸出軸端通過聯軸器與設有變頻器的測試電機連接，測試電機通過機座設於底座上；專用調節器與稱重傳感器和測速裝置連接。本發明提供的裝置克服了現有技術的不足，採用滑差調速器和串級調節系統的專用調節器，可高精度、快速地測試變頻器的扭矩和轉速，結構簡單、成本低且易於維護和普及。
文檔編號G01L3/00GK102721495SQ20121017422
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月30日 優先權日2012年5月30日
發明者張鵬, 曾憲鵬, 汪忠益, 胡榮傑 申請人:上海神源電氣有限公司, 上海神源能源科技有限公司