CN101408479A

CN101408479A - 发动机调速器试验台

Info

Publication number: CN101408479A
Application number: CNA2008102287759A
Authority: CN
Inventors: 唐运榜; 满长忠; 孙培岩; 刘渝; 高希彦
Original assignee: Dalian University of Technology
Current assignee: Dalian University of Technology
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2008-11-11
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2028-11-11
Also published as: CN101408479B

Abstract

一种发动机调速器试验台，其属于调速器试验设备领域。这种试验台除主要包括底座体、供油系统、操作控制箱和仪表盘外，还包括一个由嵌入式系统、变频控制器、位移传感器、转速传感器组成的控制系统，位移传感器检测调速器的输出位移信号，转速传感器检测调速器的转速信号，上述两信号和转速电位器、负载电位器的电压信号一起送至嵌入式系统，经过模拟仿真计算，输出一控制信号至变频控制器，控制电机的运行转速，电机经过连接轴、轴套带动调速器一起转动。该装置能完成磨合、转速整定、静态性能、动态性能试验，具有足够高的工作可靠性，模拟效果较好，界面友好，操作方便，提高调速器检测效果和缩短调整时间，提高了工作效率，节约能源。

Description

发动机调速器试验台

技术领域

本发明涉及一种发动机调速器试验台，其属于调速器试验设备领域。

背景技术

随着调速器的广泛应用，调速器的检修和整定设备以已成为一个迫切需要解决的问题，设备需求量越来越大。目前该类设备主要依赖进口，进口的试验设备非常昂贵，且维护费用高。国内的科研院所也在积极研究开发调速器相关的检测设备，但产品适应能力低，试验台测试精度不高，模拟性不好，稳定性和可靠性差，远远不能满足调速器的试验需要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种发动机调速器试验台，该试验台应模拟发动机性能好、参数设置少、适应性好、控制精度高、可靠性好、界面友好以及操作性较简单等优点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种发动机调速器试验台，它主要包括底座体、供油系统、操作控制箱和仪表盘；底座体上安装有电机、油泵、油箱和调速器安装平台，电机通过传动轴、测速齿盘和过渡轴套直接驱动调速器运转；供油系统设有油虑器、油泵、油箱、调压器和调压阀；操作控制箱上设有电源控制开关、电机起停开关、打印控制开关、加减负载开关、灵敏系数调节旋钮、转速调节旋钮和负载调节旋钮；仪表盘上设有试验台油压表、调速器油压表、一级气动配速气压表、二级气动配速气压表、电力配速电压表、液晶显示屏、转速测试及频率输出装置、打印机、油泵控制开关、油温控制开关、通讯输出接口，仪表盘后装有变频控制器、调压器。它还包括一个主要由嵌入式系统、变频控制器、位移传感器、磁电传感器组成的控制系统，位移传感器检测调速器的输出位移信号，转速传感器检测调速器的转速信号，所述位移信号、转速信号、转速电位器的电压信号和负载电位器的电压信号一起送至嵌入式系统，经过模拟仿真计算，输出一控制信号至变频控制器；所述电机采用变频调速电机，变频控制器控制变频调速电机的运行转速；操作者可通过操作操作控制箱上的控制开关和旋钮完成调速器的各种试验。

所述显示屏采用液晶显示屏来显示转速曲线和位移输出曲线。所述打印机采用微型打印机来实现试验数据的输出打印。

上述的发动机调速器试验台可以设定不同的转速、压力、停车和保护信号及试验所需的变量参数以满足调速器的试验要求。该型调速器试验台可以完成下列试验：按各型调速器TSP规定的转速做磨合试验；气动配速、液压配速、AC/DC电机配速装置的整定试验；可对合同规定型式的调速器进行最高、最低转速整定；模拟发动机空载时的静态调速性能试验：可近似模拟柴油机的空载工况，测量调速器的静态波动率、不均匀度等参数；升降转速试验，可实现突升、降转速工况，测量转速的飞升量、波动次数和稳定时间；可模拟发动机加减载工况，并可在试验台上对调节器的不均匀度(即静态调速率)进行整定；可模拟突加、突卸负载工况，测量调速器的最大转速飞升量、波动次数和稳定时间；试验台能控制、测量及显示调速器的工作油温和工作油压；空气、油、水及电子保护装置的整定试验。

本发明的有益效果是：这种发动机调速器试验台，它主要包括底座体、供油系统、操作控制箱和仪表盘；它还包括一个由嵌入式系统、变频控制器、位移传感器、转速传感器组成的控制系统，位移传感器检测调速器的输出位移信号，转速传感器检测调速器的转速信号，上述两信号和转速电位器、负载电位器的电压信号一起送至嵌入式系统，经过模拟仿真计算，输出一控制信号至变频控制器，变频控制器控制电机的运行转速，电机经过连接轴、轴套带动调速器一起转动。该调速器试验台能完成磨合试验、转速整定试验、静态性能试验、动态性能试验，同时提供气动配速、液压配速和电气配速等装置，并且具有足够高的工作可靠性，模拟效果较好，界面友好，操作方便，提高调速器检测效果和缩短调整时间，提高了工作效率，节约能源。

附图说明

图1是一种发动机调速器试验台的总体布置图。

图2是一种发动机调速器试验台的技术方案原理框图。

图3是一种发动机调速器试验台的驱动电路原理图。

图4是一种发动机调速器试验台的控制电路原理图。

图中：1、油泵，2、操作控制箱，3、位移传感器，4、微型打印机，5、转速测试及频率输出装置，6、二级气动配速气压表，7、调速器油压表，8、一级气动配速气压表，9、油箱，10、变频调速电机，11、油封，12、键，13、测速齿盘，14、磁电传感器，15、调压阀，16、安装平台，17、电力配速电压表，18、温控器，19、液晶显示屏，20、试验台油压表，21、调速器。

具体实施方式

本调速器试验台，包含它包括试验台主体和嵌入式控制系统。试验台主体主要由底座体、操作控制箱和仪表盘。见图1，底座体中主要是安装有交流变频调速电机10，电机直立安装，电机经过电机传动轴、油封11、键12与测速齿盘13连接，调速器安装在安装平台16上，不同型号的调速器21通过各种过渡轴套与测速齿盘13进行连接；

测速齿盘13的侧面安装有磁电传感器14，提供嵌入式系统转速信号；为了减少调速器试验时的磨合时间，快速提升调速器油温以及为没有油池的调速器提供润滑油，试验台设计了油温控制系统，其主要包括油箱9、油泵1、油滤器、稳压器和调压阀15以及安装在仪表盘上的温控器18、调速器油压表7和试验台油压表20。通过调压阀15可以调节供油压力，温控器18可根据设定的温度实时的、自动的控制油温。操作控制箱2主要是由电源开关、电机启停按钮、正反转控制按钮、灵敏系数调节旋钮、转速调节旋钮、负载调节按钮、加减载控制按钮、打印控制按钮、数据输出储存按钮以及系统复位按钮组成，实现调速器各种试验的要求。仪表盘主要包括试验台油压表20、调速器油压表7、一级气动配速气压表8和二级气动配速气压表6、电力配速电压表17、液晶显示屏19、转速测试及频率输出装置5、微型打印机4、油泵控制开关、油温控制开关和通讯输出接口，仪表盘后安装变频控制器、调压器等控制设备。

嵌入式系统采用的控制方案见图2所示，调速器安装到试验台上，将位移传感器3连接到调速器的输出轴上，位移传感器3将调速器输出转换成电信号后传送给控制系统，控制系统经过模拟发动机算法程序后控制输出给变频器，变频器控制变频调速电机10，变频调速电机10驱动调速器21进行工作；同时将电机转速信号经过磁电传感器14反馈给嵌入式系统，嵌入式系统可通过模拟设定各种工况进行调速器各种试验，通过液晶显示屏19实时显示转速曲线和位移输出曲线，显示调速器试验过程参数，同时可通过微型打印机打印输出试验数据。

调速器试验台的嵌入式控制系统主要由驱动电路和控制电路组成。驱动电路见图3，三相四线制电源经过ZK总开关，分为四路为试验台各个部分进行供电，第一路电源经过断路器11RD、12RD、13RD和接触器1c以及热继电器FR供给变频器，变频器通过控制输出给变频电机1M，1QA和1TA安装在操作控制箱上控制电机的启动和停止；变频器通过开关4k控制电机正反转，控制系统通过与变频器RS485接口进行连接实现对变频器的控制。第二路电源经过断路器21RD、22RD、23RD和接触器2c给油泵供电，开关2K控制油泵电机的启动和停止；第三路电源通过断路器31RD、32RD和接触器3c给加热器(B33，C33)供电，3k开关及温控器TR控制加热器加热或停止，油箱中的温度经过传感器PT100进行测试。第四路电源主要是为调速器提供电气配速而设置的，可提供直流配速和交流配速，电源经过断路器3RD和调压器2B进行电压调节。一路经过继电器JC2送给交流配速接口；另一路经过整桥模块ZLD进行整流，再经过电容E1、电阻5RD进行滤波提供直流配速，交直流的电压值可通过电压表进行指示。

控制电路见图4，控制电路主要是由电源模块、显示打印控制模块、控制输出模块和输入模块四大模块组成，电源模块主要是由电源接头J01和稳压元件UDF12、UD12组成，提供给控制系统+12V、-12V、5V电压；显示打印控制模块主要是由U1控制单元、打印接口J11和显示接口J12组成，显示接口与液晶屏进行连接控制试验数据的显示；打印接口与打印机进行连接控制试验数据的打印；控制输出模块主要是由U2控制单元、U4、U5和U6组成，U5和U6实现TTL电平的串口通讯协议转换成RS485通讯协议，实现基于RS485协议的通讯，U2经过U6和接口J10以及通讯线与变频器的485接口进行连接，实现与变频器的通讯控制；U2，U1经过U5和接口J9以及通讯线与位移传感器进行连接，实现调速器输出值的采样；U1经过U4和接口J8实现试验数据输出，可与电脑进行数据传送。输入模块主要是实现控制开关量、转速信号、负载信号和灵敏系数等参数的采样；控制开关量主要由按钮接口ANJ8、ANJ9、ANJ10、ANJ11、ANJ12、ANJ13、上拉电阻R7R21、信号转换U8和上拉电阻R7R21与U1和U2相连；转速信号首先通过Rzsl和Czs去掉高频信号，然后耦合电容E51和限幅电路D51D52，经过运放U51A进行信号放大，然后经过比较器U51B，再经过整形电路芯片U52A和U52B进行整形送入单元U1和U2中，实现转速测试；另一路转速信号通过光耦隔离U3和整形芯片UTA然后经过接口J7输出给频率计及脉冲发生器；J1和J2接口与操作控制箱上的负载旋钮和转速旋钮相连，经过滤波电路(C700、C701、E21、E31)和跟随器U2342A、U2342B后与U1、U2的AD转换口连接；实现转速和负载的设置。

该新型调速器试验台的控制电路安装在无强烈冲击震动和电磁干扰的控制柜内(仪表盘后侧)，并留有足够的安装维修空间，并在控制柜侧面安装了散热风扇。

该新型调速器试验台主要技术指标如下：工作电压：三相交流380V±10％、50HZ、6KW；环境温度：-10℃～40℃、湿度低于95％，无水珠凝结；试验转速范围：200～3000rpm；油压测量范围、精度：0～4MPa`、0.5级；气压测量范围、精度：0～1MPa`、0.25级；油温测量范围、精度：0～120℃、1.5级；调速器输出位移测量范围、精度：0～40mm、0.5级。

Claims

1、一种发动机调速器试验台，它主要包括底座体、供油系统、操作控制箱(2)和仪表盘；底座体上安装有电机、油泵(1)、油箱(9)和调速器安装平台(16)，电机通过传动轴、测速齿盘(13)和过渡轴套直接驱动调速器(21)运转；供油系统设有油虑器、油泵(1)、油箱(9)、调压器和调压阀(15)；操作控制箱(2)上设有电源控制开关、电机起停开关、打印控制开关、加减负载开关、灵敏系数调节旋钮、转速调节旋钮和负载调节旋钮；仪表盘上设有试验台油压表(20)、调速器油压表(7)、一级气动配速气压表(8)、二级气动配速气压表(6)、电力配速电压表(17)、液晶显示屏(19)、转速测试及频率输出装置(5)、打印机、油泵控制开关、油温控制开关、通讯输出接口，仪表盘后装有变频控制器、调压器；其特征在于：它还包括一个主要由嵌入式系统、变频控制器、位移传感器(3)、磁电传感器(14)组成的控制系统，位移传感器(3)检测调速器的输出位移信号，转速传感器(14)检测调速器的转速信号，所述位移信号、转速信号、转速电位器的电压信号和负载电位器的电压信号一起送至嵌入式系统，经过模拟仿真计算，输出一控制信号至变频控制器；所述电机采用变频调速电机(10)，变频控制器控制变频调速电机(10)的运行转速；操作者可通过操作操作控制箱上的控制开关和旋钮完成调速器的各种试验。

2、据权利要求1所述的发动机调速器试验台；其特征在于：所述显示屏采用液晶显示屏调速电机(19)来显示转速曲线、位移输出曲线。

3、据权利要求1所述的发动机调速器试验台；其特征在于：所述打印机采用微型打印机(4)来实现试验数据的输出打印。