滑差式扭矩測試臺制造技術

本實用新型專利技術提供了一種滑差式扭矩測試臺，其特征在于：包括設于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于底座上；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于底座上；專用調節器與稱重傳感器和測速裝置連接。本實用新型專利技術提供的裝置克服了現有技術的不足，采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、成本低且易于維護和普及。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種滑差式扭矩測試臺，用于測試變頻器的扭矩和轉速特性，屬于變頻器測試

技術介紹
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、制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。即直接采用單臺滑差電機，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。由于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，由于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。即采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。由于滑差電機加載采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，因此該方法不能用于高精度、快速的性能測試。(3)兩個交流電機對拖法。即采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。由于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，但是對于高精度、快速的性能測試還不能夠完全滿足。(4)交直流機組對拖法。即采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。由于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。
技術實現思路
本技術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、成本低且易于維護和普及的滑差式扭矩測試臺。為了解決上述技術問題，本技術的技術方案是提供一種滑差式扭矩測試臺，其特征在于包括設于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于底座上；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于底座上；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、脈寬調制器和功率放大器，勵磁電流調節器還與調制波發生器、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。本技術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。由于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于底座上，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。本技術提供的裝置克服了現有技術的不足，采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、成本低且易于維護和普及。附圖說明圖I為本技術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回路的傳遞函數圖；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。具體實施方式為使本技術更明顯易懂，茲以一優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。圖I為本技術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于底座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固定于底座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固定于底座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、脈寬調制器和功率放大器，勵磁電流調節器還與調制波發生器、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。利用本技術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，由于滑差調速器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固定于底座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。本技術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恒轉矩控制的交流無級變速電動機，它具有調速范圍廣、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n = n0-KT2/If4其中 為離合器主動部分的轉速；n為離合器從動部分的轉速；If為勵磁電流；K為與離合器結構有關的系數；Τ為離合器的電磁轉矩。當滑差調速器4穩定運行時，負載轉矩與離合器的電磁轉矩相等。由上述公式可知(I)當負載一定時,勵磁電流If的大小決定從動部分轉速的高低,勵磁電流愈大， 轉速愈高；反之，勵磁電流愈小，轉速就愈低。根據這一特性，可以利用電氣控制電路非常方便地調節從動部分的轉速。(2)當勵磁電流一定時，從動部分轉速將隨著負載轉矩增加而急劇降低。(3)當電磁滑差離合器的輸入輸出軸轉速差一定時,輸出扭矩與勵磁電流呈正相關的變化趨勢。(4)電磁滑差離合器的實際使用經驗顯示，其機械特性經驗公式中的系數K并非恒值，勵磁線圈的工作溫度能影響此系數，即僅僅依靠上述經驗公式只能得到輸出轉矩的粗略值，要想得到輸出轉矩的精確值，還需引入反饋。故專用調節器5采用圖2所示的串級調節系統，系統控制的對象是測試電機9的勵磁線圈，勵磁線圈輸出量是勵磁電流，系統控制的目標輸出是輸出軸端的轉矩或測試電機9的轉速，輸入量是轉矩或轉速給定值，系統主要的干擾因素有輸入軸端的轉速變化、勵磁繞組的溫度變化(系數K改變)。采用PWM波控制勵磁線圈，PWM載波頻率f由下式確定f = 0332* ψτ+tf-j i ef*10 < Te其中f為開關頻率；Te為勵磁線圈的電磁時間常數；a s為過流系數；tp tf分別為開關管電流的上升、下降時間。根據脈寬調制器的工作原理，當系統輸入量設定值改變時，開關放大器的輸出電壓要到下一個周期才能改變，因此脈寬調制器和開關放大器可看成一個慣性環節，其本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種滑差式扭矩測試臺，其特征在于：包括設于底座(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(1)通過力矩均衡器(2)設于底座(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(8)設于底座(3)上；專用調節器(5)與稱重傳感器(1)和測速裝置(11)連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張鵬，汪忠益，胡榮杰，曾憲鵬，
申請(專利權)人：上海神源電氣有限公司，上海神源能源科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：