本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種模擬加載裝置，包括箱體、置于箱體內(nèi)的電氣控制系統(tǒng)，加載器、加載程序控制器、光柵編碼器、角度測(cè)控儀和速度傳感器，及操動(dòng)機(jī)構(gòu)和計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)；光柵編碼器測(cè)量與試品機(jī)構(gòu)主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的加載器中心主軸轉(zhuǎn)角，并將脈沖信號(hào)輸出至角度測(cè)控儀，經(jīng)計(jì)算顯示中心主軸的轉(zhuǎn)角，并輸出與預(yù)先設(shè)定的起控角度對(duì)應(yīng)的模擬電壓到加載程序控制器的輸入端，控制加載程序控制器輸出直流穩(wěn)恒電流至加載器，進(jìn)而控制加載器的阻力矩，以滿足機(jī)械特性測(cè)量。本發(fā)明專利技術(shù)裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便、工作可靠、性能穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、成本低和免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，該裝置可有效地對(duì)高壓開關(guān)用電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)和小操作功的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)程序控制的模擬加載試驗(yàn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種用于高壓開關(guān)的電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)和小操作功的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的模擬加載裝置。
技術(shù)介紹
高壓開關(guān)的電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)和小操作功的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)在出廠試驗(yàn)過(guò)程中，經(jīng)常使用空載、配高壓開關(guān)負(fù)載或臥式模擬試驗(yàn)裝置等試驗(yàn)方式試驗(yàn)。其一，使用空載方式試驗(yàn)， 無(wú)法檢測(cè)機(jī)構(gòu)額定輸出轉(zhuǎn)矩的可靠性；其二，配高壓開關(guān)負(fù)載試驗(yàn)裝置方式試驗(yàn)，由于高壓開關(guān)本為產(chǎn)品，其機(jī)械壽命有限，其阻力矩會(huì)隨使用頻度迅速下降，數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性變差，維修成本高，不適合作為常期檢驗(yàn)操動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩的試驗(yàn)裝置；其三，采用臥式模擬試驗(yàn)裝置試驗(yàn)方式，目前多數(shù)的臥式模擬試驗(yàn)裝置存在與被試操動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝不方便，無(wú)法測(cè)量機(jī)構(gòu)輸出角度，單次加載阻力矩大小恒定，無(wú)法貼近高壓開關(guān)阻力矩的實(shí)際變化，也就是說(shuō)， 該裝置僅能實(shí)現(xiàn)恒定阻力矩的加載，且轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不可調(diào)整，其模擬效果差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種模擬加載裝置及利用該裝置進(jìn)行高壓開關(guān)的電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)和小操作功的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的模擬加載試驗(yàn)的方法，考核上述操動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩的大小和可靠性、研究新產(chǎn)品的輸出轉(zhuǎn)矩和使用壽命等，從而控制產(chǎn)品的質(zhì)量，提升產(chǎn)品的可靠性。為達(dá)到以上目的，本專利技術(shù)采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種模擬加載裝置，包括一箱體，用于實(shí)現(xiàn)操動(dòng)機(jī)構(gòu)程序控制的可變加載試驗(yàn)；—操動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)與水平安裝接口對(duì)接，利用箱體內(nèi)角度測(cè)控儀的設(shè)定功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行程序控制的可變加載試驗(yàn)；一計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，用于操動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)特性的測(cè)量和顯示；所述箱體內(nèi)設(shè)置有電氣控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)分別連接有加載程序控制器和角度測(cè)控儀，加載程序控制器連接有加載器，角度測(cè)控儀連接有光柵編碼器，加載器依次連接慣性組件、光柵編碼器和速度傳感器，速度傳感器和角度測(cè)控儀分別連接至計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)；加載器通過(guò)箱體上設(shè)置的水平安裝接口與試品機(jī)構(gòu)相連；計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)連接至計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。本專利技術(shù)所述裝置中所述角度測(cè)控儀包括依次相連的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、計(jì)數(shù)器、單片機(jī)CPU、D/A轉(zhuǎn)換電路、接點(diǎn)輸出電路和分壓電路。所述加載程序控制器包括依次連接的PWM脈寬調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路、電流采樣電路和誤差比較放大電路。相應(yīng)地，本專利技術(shù)還給出了一種利用上述模擬加載裝置進(jìn)行操動(dòng)機(jī)構(gòu)加載試驗(yàn)方法，包括光柵編碼器測(cè)量與操動(dòng)機(jī)構(gòu)主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的加載器中心主軸轉(zhuǎn)角，它以脈沖信號(hào)的形式輸出至角度測(cè)控儀，角度測(cè)控儀經(jīng)過(guò)計(jì)算顯示中心主軸的轉(zhuǎn)角，并輸出與預(yù)先設(shè)定的起控角度對(duì)應(yīng)的模擬電壓，該模擬電壓輸出到加載程序控制器的輸入端，控制加載程序控制器輸出直流穩(wěn)恒電流至加載器，控制加載器內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)而控制加載器的阻力矩；速度傳感器和角度測(cè)控儀還為外部計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)提供位移信號(hào)和斷口信號(hào)，以滿足機(jī)械特性測(cè)量。本專利技術(shù)所述方法中所述角度測(cè)控儀將事先設(shè)定的起控角度值包括小數(shù)點(diǎn)設(shè)定、倍率設(shè)定、手動(dòng)起控角度設(shè)定、初始值設(shè)定、密碼設(shè)定、輸出方式設(shè)定和復(fù)位時(shí)間設(shè)定。所述角度測(cè)控儀在接到光柵編碼器脈沖信號(hào)后，依次經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、計(jì)數(shù)器、單片機(jī)(CPU)、D/A轉(zhuǎn)換電路、接點(diǎn)輸出電路至分壓電路，最后輸出模擬電壓，并顯示角度值。所述加載程序控制器在接到角度測(cè)控儀輸入的模擬電壓后，經(jīng)過(guò)PWM脈寬調(diào)制以后，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路、電流采樣和誤差比較放大電路回路后，進(jìn)行對(duì)比反饋，輸出控制電流。該裝置的操動(dòng)機(jī)構(gòu)可快速與水平安裝接口對(duì)接，使用者利用角度測(cè)控儀的設(shè)定功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的程序控制的可變加載試驗(yàn)和角度測(cè)量等功能。其具有結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便、工作可靠、性能穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)和免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，能夠非常有效的對(duì)高壓開關(guān)用電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)和小操作功的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)程序控制的模擬加載試驗(yàn)。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)的模擬加載裝置具有下述特點(diǎn)I)本裝置能夠?qū)崿F(xiàn)加載的阻力矩的大小和加載時(shí)段受角度測(cè)控儀控制，且其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可調(diào)整，其模擬效果更接近各類高壓開關(guān)的真實(shí)負(fù)載；2)該裝置結(jié)構(gòu)緊湊、免維護(hù)、壽命長(zhǎng)，能夠作為長(zhǎng)期考核操動(dòng)機(jī)構(gòu)的額定輸出轉(zhuǎn)矩、動(dòng)作時(shí)間、工作壽命的試驗(yàn)設(shè)備等；3)該裝置與操動(dòng)機(jī)構(gòu)水平對(duì)接時(shí)，可實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便的安裝。4)能夠通過(guò)光柵編碼器測(cè)量機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)角。本專利技術(shù)可以完全消除現(xiàn)有技術(shù)中三種試驗(yàn)方法的缺點(diǎn)，滿足各類操動(dòng)機(jī)構(gòu)的加載試驗(yàn)，并且在單次加載過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了可變載荷的加載，同時(shí)可以匹配一定重量的慣性組件，使得該加載裝置經(jīng)過(guò)程序控制、手動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了其負(fù)載特性更接近于高壓開關(guān)負(fù)載， 它的適用性非常強(qiáng)。使用壽命達(dá)3至5年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)使用高壓開關(guān)作為負(fù)載試驗(yàn)裝置的壽命(根據(jù)使用頻度計(jì)算，其壽命僅為一個(gè)月)，可以實(shí)現(xiàn)操動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角的測(cè)量，并為外部計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)提供了傳感器接口。該專利技術(shù)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定、免維護(hù)、成本低。附圖說(shuō)明圖I為模擬加載裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為加載器受控制框圖。圖3為角度測(cè)控儀內(nèi)部原理框圖。圖4為角度測(cè)控儀程序設(shè)定框圖。圖5為加載程序控制器的原理框圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所示，一種模擬加載裝置，包括用于實(shí)現(xiàn)對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行程序控制的可變加載試驗(yàn)的箱體；還包括通過(guò)與水平安裝接口對(duì)接，利用箱體內(nèi)角度測(cè)控儀的設(shè)定功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)被試操動(dòng)機(jī)構(gòu)的程序控制的可變加載試驗(yàn)，計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)用于操動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)特性的測(cè)量和顯示；箱體內(nèi)設(shè)置有電氣控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)分別連接有加載程序控制器和角度測(cè)控儀，加載程序控制器連接有加載器，角度測(cè)控儀連接有光柵編碼器，加載器依次連接慣性組件、光柵編碼器和速度傳感器，速度傳感器、角度測(cè)控儀和電氣控制系統(tǒng)分別連接計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)；加載器通過(guò)箱體上設(shè)置的水平安裝接口與操動(dòng)機(jī)構(gòu)相連。該裝置中，由于設(shè)置了加載程序控制器連接有加載器，能夠?qū)崿F(xiàn)加載試驗(yàn)，能夠考核機(jī)構(gòu)額定輸出轉(zhuǎn)矩的可靠性。水平安裝接口位于箱體之上，箱體內(nèi)布置的加載器、慣性組件、光柵編碼器、角度測(cè)控儀和速度傳感器全部位于安裝接口之下，呈上下串聯(lián)布置狀態(tài)，而其它部件均安裝于箱體內(nèi)部或面板之上。該裝置由于其特定的布置方式，其結(jié)構(gòu)緊湊、維修成本低。水平安裝接口，它安裝在箱體上部，在箱體內(nèi)部，加載器、慣性組件、光柵編碼器和速度傳感器安裝在一根軸線上，并最終固定在箱體內(nèi)側(cè)。根據(jù)不同操動(dòng)機(jī)構(gòu)的需要，可調(diào)整慣性組件重量，到達(dá)其接近高壓開關(guān)的平均轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。如圖2所示，光柵編碼器將主軸的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)角以脈沖數(shù)的形式傳輸至角度測(cè)控儀， 角度測(cè)控儀將預(yù)先設(shè)定(圖4)的角度值輸出開關(guān)信號(hào)至加載程序控制器的程序輸入端，控制加載程序控制器實(shí)時(shí)輸出對(duì)應(yīng)的直流電流，控制加載器的阻力矩。從而實(shí)現(xiàn)了單次可變載荷的控制功能。如圖3所示，角度測(cè)控儀包括依次相連的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、計(jì)數(shù)器、單片機(jī)(CPU)、D/ A轉(zhuǎn)換電路、接點(diǎn)輸出電路和分壓電路。角度測(cè)控儀在接到光柵編碼器脈沖信號(hào)后，依次經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、計(jì)數(shù)器、單片機(jī)(CPU)、D/A轉(zhuǎn)換電路、接點(diǎn)輸出電路至分壓電路，最后輸出模擬電壓，并顯示角度值。如圖5所示，加載程序控制器包括依次連接的PWM脈寬調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路、電流采樣電路和誤差放大比較電路。加載程序控制器在接到角度測(cè)控儀輸入的模擬電壓后，經(jīng)過(guò)PWM脈寬調(diào)制以后，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路、電流采樣電路、誤差比較放大電路回路后，進(jìn)行對(duì)比反饋，輸出控制電流。專利技術(shù)利用上述模擬加載裝置進(jìn)行高壓開關(guān)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)的加載試驗(yàn)，其內(nèi)部的動(dòng)作原理為光柵編碼器測(cè)量加載器中心主軸(與機(jī)構(gòu)主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng))轉(zhuǎn)角，它以本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種模擬加載裝置，其特征在于，包括：—箱體，用于實(shí)現(xiàn)操動(dòng)機(jī)構(gòu)程序控制的可變加載試驗(yàn)；一操動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)與水平安裝接口對(duì)接，利用箱體內(nèi)角度測(cè)控儀的設(shè)定功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行程序控制的可變加載試驗(yàn)；一計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，用于操動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)特性的測(cè)量和顯示；所述箱體內(nèi)設(shè)置有電氣控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)分別連接有加載程序控制器和角度測(cè)控儀，加載程序控制器連接有加載器，角度測(cè)控儀連接有光柵編碼器，加載器依次連接慣性組件、光柵編碼器和速度傳感器，速度傳感器和角度測(cè)控儀分別連接至計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)；加載器通過(guò)箱體上設(shè)置的水平安裝接口與試品機(jī)構(gòu)相連；計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)連接至電氣控制系統(tǒng)。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張和順，陳怡，高馳，楊煜龍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)西電電氣股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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