CN102749194A - 一种变速器试验系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种变速器试验系统，包括：隔离变压器、整流单元、驱动变频电源、馈电变频电源、被测变速器、拖动电机和加载电机。其中，整流单元，用于将隔离变压器输出的交流电转换成直流电，为共直流母线回馈提供母线电压；驱动变频电源，用于将直流母线的直流电转换成交流电给拖动电机供电；馈电变频电源，用于将直流母线的直流电转换成交流电给加载电机供电，并将加载电机输出的交流电转换成直流电，回馈到直流母线上；本发明的共直流母线回馈方式很好的解决了现有技术对电网的谐波干扰问题，成对试验的模式和应变式扭矩传感器的应用有效提高了试验效率和系统测量精度。

Description

一种变速器试验系统
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种变速器试验系统。
背景技术
变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置，可以改变机床、汽车和拖拉机等机器运转速度或牵引力，在工业各个领域的应用广泛。变速器的组成中有许多直径大小不同的齿轮，而且作为一个关键的传动装置，尤其是其机械性能是必须经过严格试验后才能出厂的。
变速器试验系统就是针对变速器的机械性能进行检测的一套试验设备，变速器的齿轮之间的结合度以及长期工作下的变形程度是主要的考察点，主要采集和检测变速器的输入/输出扭矩值和传动系数。
现在，国产针对变速器的试验设备一般采用水力测功机或者发电机组与能耗电阻相结合的方式，其中扭矩测量采用相位式扭矩传感器，其缺点是长时间运行将造成大量能量消费、运行成本很高；并且扭矩测量采用的相位式扭矩传感器测量精度不够，且经常需要较零，维护成本高。
国际上一般采用ABB(Asea Brown Boveri Ltd.)或者西门子的试验系统，其特点是采用电机对拖和电能回馈电网的方式进行试验。
在实现本申请的过程中，本申请的发明人发现上述ABB或者西门子的试验系统至少存在如下问题：回馈电网的电能对电网会造成很大的谐波干扰，而在变速器厂家，会使用到大量的精密数控设备，对供电质量要求较高，谐波干扰将导致精密数控设备的损伤和寿命减少。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了电机对拖变频器共直流母线加载方式，并采用应变式扭矩传感器，既解决了一般国产设备能耗大、扭矩测量精度低的问题，又解决了ABB/西门子交流回馈电网对电网质量的干扰问题。
本发明实施例公开了如下技术方案：
一种变速器试验系统，包括：隔离变压器、整流单元、驱动变频电源、馈电变频电源、被测变速器、拖动电机和加载电机，隔离变压器与整流单元相连，整流单元通过直流母线分别与驱动变频电源和馈电变频电源相连，驱动变频电源与拖动电机相连，馈电变频电源与加载电机相连，被测变速器通过联轴器连接在拖动电机和加载电机之间，
隔离变压器，用于将电网电压转变为整流单元所需的电压，并且隔离变速器试验系统对电网的谐波干扰；
整流单元，用于将隔离变压器输出的交流电转换成直流电，为共直流母线回馈提供母线电压；
驱动变频电源，用于将直流母线的直流电转换成交流电给拖动电机供电；
馈电变频电源，用于将直流母线的直流电转换成交流电给加载电机供电，并将加载电机输出的交流电转换成直流电，回馈到直流母线上；
拖动电机，用于带动被测变速器旋转达到额定转速；
加载电机，用于对被测变速器加载扭矩。
优选的，还包括斩波单元和制动电阻，斩波单元和制动电阻并联在直流母线上，用于将直流母线上超过上限的多余的电能消耗掉。
优选的，还包括储能电容，储能电容并联在直流母线上，用于抑制直流母线的电压波动。
优选的，还包括两个应变式扭矩传感器，所述两个应变式扭矩传感器分别安装在被测变速器与拖动电机之间和被测变速器与加载电机之间，用于测量被测变速器的输入/输出扭矩。
优选的，还包括一个监控平台，所述监控平台与两个扭矩传感器相连，用于对试验系统的试验数值进行监控并分析，并对关键参数进行报警或停机处理。
优选的，所述被测变速器为一对同型号变速器。
由上述实施例可以看出，本发明的共直流母线回馈方式很好的解决了现有技术对电网的谐波干扰问题，成对试验的模式和应变式扭矩传感器的应用有效提高了试验效率和系统测量精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种变速器试验系统的系统结构图；
图2为本发明一种变速器试验系统的一个优选的系统结构图；
图3为本发明一种变速器试验系统的另一个优选的系统结构图；
图4为本发明一种变速器试验系统的另一个优选的系统结构图；
图5为本发明一种变速器试验系统的另一个优选的系统结构图；
图6为本发明一种变速器试验系统的另一个优选的系统结构图。
具体实施方式
本发明实施例提供了变速器试验系统。首先，采用共直流母线回馈方式，对电网几乎没有谐波干扰，其次，采用成对试验的的方式，有效提高试验效率以及降低试验时所需的时间以及试验成本，再次，采用应变式扭矩传感器，没有经过二次计算，直接将力信号转化成电信号，大大提高了测量精度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
实施例一
本发明实施例对被测变速器的个数并不进行限定，其数目至少为一个。下面以系统中仅包括一个被测变速器为例，说明试验系统的结构，请参阅图1，其为本发明实施例一揭示的一种变速器试验系统的系统结构图。该系统包括：隔离变压器A1、整流单元A2、驱动变频电源A3、馈电变频电源A4、被测变速器M、拖动电机C1和加载电机C2。隔离变压器A1与整流单元A2相连，整流单元A2通过直流母线分别与驱动变频电源A3和馈电变频电源A4相连，驱动变频电源A3与拖动电机C1相连，馈电变频电源A4与加载电机C2相连，被测变速器M通过联轴器连接在拖动电机C1和加载电机之间C2，
隔离变压器A1，用于将电网电压转变为整流单元所需的电压，并且隔离变速器试验系统对电网的谐波干扰；
整流单元A2，用于将隔离变压器A1输出的交流电转换成直流电，为共直流母线回馈提供母线电压；
驱动变频电源A3，用于将直流母线的直流电转换成交流电给拖动电机C1供电；
馈电变频电源A4，用于将直流母线的直流电转换成交流电给加载电机C2供电，并将加载电机C2输出的交流电转换成直流电，回馈到直流母线上；
拖动电机C1，用于带动被测变速器M旋转达到额定转速；
加载电机C2，用于对被测变速器M加载扭矩。由上述实施例可以看出，本发明的共直流母线回馈方式很好的解决了现有技术对电网的谐波干扰问题。
实施例二
本实施例二与实施例一相比，其区别在于，该系统还进一步包括斩波单元A5和制动电阻A6，用于抑制直流母线上的瞬时尖峰，以避免对电网质量的干扰。。下面以系统中包括两个同型号被测变速器M1和M2为例，说明试验系统的结构。请参阅图2，其为本发明变速器试验系统的一个优选的系统结构图，下面结合该系统的工作原理进一步介绍其内部结构以及连接关系。
相对于图1的系统，该系统还包括斩波单元A5和制动电阻A6，斩波单元A5和制动电阻A6并联在直流母线上，用于抑制直流母线上的瞬时尖峰，以避免对电网质量的干扰。
由上述实施例可以看出，本发明的共直流母线回馈方式很好的解决了现有技术对电网的谐波干扰问题。
实施例三
本实施例三与实施例一相比，其区别在于，该系统还进一步包括储能电阻A7，用于抑制直流母线的电压波动。下面以系统中包括两个同型号被测变速器M1和M2为例，说明试验系统的结构。请参阅图3，其为本发明一种变速器试验系统的另一个优选的系统结构图，下面结合该系统的工作原理进一步介绍其内部结构以及连接关系。
相对于图1的系统，该系统还包括储能电容，储能电容并联在直流母线上，用于抑制直流母线的电压波动。
由上述实施例可以看出，本发明的共直流母线回馈方式很好的解决了现有技术对电网的谐波干扰问题。
实施例四
本实施例四与实施例一相比，其区别在于，该系统还进一步包括两个应变式扭矩传感器T1和T2，用于测量被测变速器的输入/输出扭矩。下面以系统中包括两个同型号被测变速器M1和M2为例，说明试验系统的结构。请参阅图4，其为本发明一种变速器试验系统的另一个优选的系统结构图，下面结合该系统的工作原理进一步介绍其内部结构以及连接关系。
相对于图1的系统，该系统还包括两个应变式扭矩传感器T1和T2，所述两个应变式扭矩传感器T1和T2分别安装在被测变速器M1与拖动电机之间和被测变速器M2与加载电机之间，用于测量被测变速器M1和M2的输入/输出扭矩。
由上述实施例可以看出，本发明的共直流母线回馈方式除了很好的解决了现有技术对电网的谐波干扰问题之外，应变式扭矩传感器的应用有效提高了系统测量精度。
实施例五
本实施例五与实施例四相比，其区别在于，该系统还进一步包括一个监控平台A8，用于对试验系统的试验数值进行监控并分析，并对关键参数进行报警或停机处理。下面以系统中包括两个同型号被测变速器M1和M2为例，说明试验系统的结构。请参阅图5，其为本发明一种变速器试验系统的另一个优选的系统结构图，下面结合该系统的工作原理进一步介绍其内部结构以及连接关系。
相对于图4的系统，该系统还包括一个监控平台A8，所述监控平台A8与两个扭矩传感器T1和T2相连，所述监控平台A8包括转矩转速测量仪、工业计算机、PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)和打印机，用于对试验系统的试验数值进行监控并分析，并对关键参数进行报警或停机处理。
由上述实施例可以看出，本发明的共直流母线回馈方式除了很好的解决了现有技术对电网的谐波干扰问题之外，应变式扭矩传感器的应用有效提高了系统测量精度。
需要说明的是，本发明实施例既涵盖了上述任意一种优选方式所构成的系统，也涵盖了上述任意多种优选方式组合所构成的系统。当然，最优选的是，将上述所有优选方式组合所构成的系统，请参阅图6，为本发明一种变速器试验系统的另一个优选的系统结构图。
以上对本发明所提供的一种变速器试验系统进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种变速器试验系统，其特征为，包括：隔离变压器、整流单元、驱动变频电源、馈电变频电源、被测变速器、拖动电机和加载电机，隔离变压器与整流单元相连，整流单元通过直流母线分别与驱动变频电源和馈电变频电源相连，驱动变频电源与拖动电机相连，馈电变频电源与加载电机相连，被测变速器通过联轴器连接在拖动电机和加载电机之间，
隔离变压器，用于将电网电压转变为整流单元所需的电压，并且隔离变速器试验系统对电网的谐波干扰；
整流单元，用于将隔离变压器输出的交流电转换成直流电，为共直流母线回馈提供母线电压；
驱动变频电源，用于将直流母线的直流电转换成交流电给拖动电机供电；
馈电变频电源，用于将直流母线的直流电转换成交流电给加载电机供电，并将加载电机输出的交流电转换成直流电，回馈到直流母线上；
拖动电机，用于带动被测变速器旋转达到额定转速；
加载电机，用于对被测变速器加载扭矩。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征为，还包括斩波单元和制动电阻，斩波单元和制动电阻并联在直流母线上，用于将直流母线上超过上限的多余的电能消耗掉。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征为，还包括储能电容，储能电容并联在直流母线上，用于抑制直流母线的电压波动。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征为，还包括两个应变式扭矩传感器，所述两个应变式扭矩传感器分别安装在被测变速器与拖动电机之间和被测变速器与加载电机之间，用于测量被测变速器的输入/输出扭矩。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征为，还包括一个监控平台，所述监控平台与两个扭矩传感器相连，用于对试验系统的试验数值进行监控并分析，并对关键参数进行报警或停机处理。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的系统，其特征为，所述被测变速器为一对同型号变速器。
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