CN105391357A - 一种用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统 - Google Patents

Abstract

发明涉及飞机弹射起飞轮胎及起落架动态性能测试试验台设计领域，特别是涉及一种用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统。驱动系统包括：交流电压源；整流变压器；主直流母线通过AC/DC整流单元与整流变压器连接，用于接收来自整流变压器的直流电压；超级电容储能装置通过第一DC/DC转换单元与主直流母线连接，并通过第一DC/DC转换单元接收来自主直流母线的电能，或者通过第一DC/DC转换单元向主直流母线释放电能；主直流母线通过调速单元与直流电机连通。本发明的用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统能够达到试验台电机对直流电源的要求，从而提供大功率的动力，在满足功率的条件下，降低变压器的容量，减少运营成本，节省能源。

Description

一种用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统

技术领域

本发明涉及飞机弹射起飞轮胎及起落架动态性能测试试验台设计领域，特别是涉及一种用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统。

背景技术

地面舰载机弹射起飞轮胎及起落架动态性能测试试验台驱动系统所需电机功率大，据初步了解弹射起飞时峰值功率基于10MW级，并且加速时间短，若采用常规动力电源(变压器电源)则所需容量过大，造成试验台运营成本成倍增加，同时试验台试验过程短，频率低，大容量变压器供电也造成能源浪费。

发明内容

本发明的目的是提供了一种用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统，以解决现有试验台运营成本成高且容易造成资源浪费的问题。

本发明的技术方案是：

一种用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统，包括：

交流电压源，用于提供预定值的电压；

整流变压器，与所述交流电压源连接，用于进行交直流转换；

主直流母线；

AC/DC整流单元，所述主直流母线通过所述AC/DC整流单元与所述整流变压器连接，用于接收来自所述整流变压器的直流电压；

超级电容储能装置，用于受控地存储或释放电能；

第一DC/DC转换单元，所述超级电容储能装置通过所述第一DC/DC转换单元与所述主直流母线连接，并通过所述第一DC/DC转换单元接收来自所述主直流母线的电能，或者通过所述第一DC/DC转换单元向所述主直流母线释放电能；

调速单元，所述主直流母线通过所述调速单元与直流电机连通，以驱动所述直流电机转动。

优选的，所述的用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统还包括：

残电泄放装置、第二DC/DC转换单元以及侧直流母线，所述残电泄放装置通过所述第二DC/DC转换单元与所述主直流母线连接，同时，还通过所述侧直流母线与所述超级电容储能装置连接，用于接收所述超级电容储能装置释放的电能。

优选的，所述的用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统还包括：

进线电抗器和进线断路器，所述AC/DC整流单元一端与所述主直流母线连接，另一端依次通过所述进线电抗器和所述进线断路器与所述整流变压器连接。

优选的，所述AC/DC整流单元中包括AC/DC转换器。

优选的，所述AC/DC整流单元包括两个。

优选的，所述直流电机包括两个，同轴串联设置；

所述调速单元均包括两个，并列设置，一个所述调速单元控制一个所述直流电机。

优选的，所述调速单元还用在所述直流电机制动过时，将电能反送至所述主直流母线。

优选的，所述调速单元包括调速器。

优选的，所述AC/DC整流单元还用于将所述主直流母线的直流电压通过所述整流变压器输送至所述交流电压源。

本发明的优点在于：

本发明的用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统中，超级电容储能装置能够在未工作状态时进行储电，并在工作时放电，以达到试验台电机对直流电源的要求，从而提供大功率的动力，在满足功率的条件下，降低变压器的容量，减少运营成本，节省能源。

附图说明

图1是本发明用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面结合附图1对本发明用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统做进一步详细说明。

本发明提供了一种用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统，用于对直流电机8进行驱动；驱动系统包括交流电压源1、主直流母线3、整流变压器2、AC/DC整流单元4、超级电容储能装置5、DC/DC转换单元6以及调速单元7等。

交流电压源1可以根据需要选择为多种适合的常规电源，用于提供预定值的电压，预定值大小也可以根据试验实际需要进行选择。

在交流电压源1与主直流母线3之间设置有整流变压器2，用于进行交直流转换。另外，主直流母线通过AC/DC整流单元4与整流变压器2连接，用于接收来自整流变压器2的直流电压。AC/DC整流单元4中主要包括AC/DC转换器，AC/DC转换器可以为常规转换器，具体结构原理不再赘述。

进一步，AC/DC整流单元4一端与主直流母线3连接，另一端依次通过进线电抗器11和进线断路器12与整流变压器2连接。需要说明的是，AC/DC整流单元4、进线电抗器11和进线断路器12的数量可以根据需要进行适合的选择，本实施例在，均优选为两个，其中，一个AC/DC整流单元4连接一个进线电抗器11和一个进线断路器12。

超级电容储能装置5，又叫超级电容器，与第一DC/DC转换单元6配合使用，用于受控地存储或释放电能；超级电容储能装置5通过第一DC/DC转换单元6与主直流母线3连接，并通过第一DC/DC转换单元6接收来自主直流母线3的电能，或者通过第一DC/DC转换单元6向主直流母3线释放电能。

进一步，主直流母线3通过调速单元7与直流电机8连通，以驱动直流电机8转动，直流电机8再驱动例如鼓轮13、风扇装置；调速单元7主要包括调速器；同样，调速单元7和直流电机8数量可以根据需要进行适合的选择，本实施例在，均优选直流电机8包括两个；两个直流电机8同轴串联设置，两个调速单元7，其中，一个调速单元7控制一个直流电机8。

本发明的用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统中，超级电容储能装置5能够在未工作状态时进行储电，并在工作时放电，以达到试验台直流电机8对直流电源的要求，从而提供大功率的动力，在满足功率的条件下，降低变压器的容量，减少运营成本，节省能源。另外，超级电容充电时间短，能量释放时间快，可满足地面舰载机弹射起飞轮胎/起落架动态试验频率要求，并且，能量输出控制精度高，电机调速性能优。

另外，调速单元7还用在直流电机8制动过时，将电能反送至主直流母线3。AC/DC整流单元4还用于将主直流母线3的直流电压通过整流变压器2输送至交流电压源1。

本发明的用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统还包括残电泄放装置9、第二DC/DC转换单元10以及侧直流母线11，残电泄放装置9通过第二DC/DC转换单元10与主直流母线3连接，同时，还通过侧直流母线11与超级电容储能装置5连接，用于接收所述超级电容储能装置5释放的电能。主要是在系统长时间停放过程中，需要对超级电容储能装置5进行维修维护时，可以通过残电泄放装置9释放一定的电能，确定安全作业。

本发明用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统能够根据需要进行多种工况的驱动，例如超级电容充电工况、大功率脉冲试验工况以及小功率试验工况等，具体原理如下：

超级电容充电工况：

AC/DC整流单元4将交流电压源1转化为直流电源，通过直流母线3及第一DC/DC转换单元6，向超级电容储能装置5存储电能。

大功率脉冲试验工况：

当进行大功率脉冲试验时，在极短时间内所需电机功率大，此时超级电容储能装置5通第一DC/DC转换单元6提供满足电机要求的直流电源(电压等级、功率等要求)，最后通过调速单元7驱动直流电机8运转，带动试验台鼓轮13旋转，提供满足试验要求的加速度及速度要求；另外，在直流电机8在制动过程中，可以通过调速单元7反送电能至直流母线3侧，最后通过第一DC/DC转换单元6向超级电容储能装置5充电。

小功率试验工况：

当进行小功率试验时，所需电机功率小，AC/DC整流单元4将交流电压源1转化为直流电源，通过直流母线3提供直流电源，最后通过调速单元7驱动直流电机8运转，提供满足试验要求的加速度及速度要求；另外，在直流电机8制动过程中，通过调速单元7反送电能至直流母线3侧，最后通过AC/DC整流单元4反馈能量至电网侧，节省能源。

需要说明的是，上述的AC/DC整流单元4、DC/DC转换单元、调速单元7等元器件可以通过操作人员手动操作，也可以通过设置控制器自动控制。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统，其特征在于，包括：

交流电压源(1)，用于提供预定值的电压；

整流变压器(2)，与所述交流电压源(1)连接，用于进行交直流转换；

主直流母线(3)；

AC/DC整流单元(4)，所述主直流母线通过所述AC/DC整流单元(4)与所述整流变压器(2)连接，用于接收来自所述整流变压器(2)的直流电压；

超级电容储能装置(5)，用于受控地存储或释放电能；

第一DC/DC转换单元(6)，所述超级电容储能装置(5)通过所述DC/DC转换单元(6)与所述主直流母线(3)连接，并通过所述第一DC/DC转换单元(6)接收来自所述主直流母线(3)的电能，或者通过所述第一DC/DC转换单元(6)向所述主直流母(3)线释放电能；

调速单元(7)，所述主直流母线(3)通过所述调速单元(7)与直流电机(8)连通，以驱动所述直流电机(8)转动。

2.根据权利要求1所述的用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统，其特征在于，还包括：

残电泄放装置(9)、第二DC/DC转换单元(10)以及侧直流母线(11)，所述残电泄放装置(9)通过所述第二DC/DC转换单元(10)与所述主直流母线(3)连接，同时，还通过所述侧直流母线(11)与所述超级电容储能装置(5)连接，用于接收所述超级电容储能装置(5)释放的电能。

3.根据权利要求1或2所述的用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统，其特征在于，还包括：

进线电抗器(11)和进线断路器(12)，所述AC/DC整流单元(4)一端与所述主直流母线(3)连接，另一端依次通过所述进线电抗器(11)和所述进线断路器(12)与所述整流变压器(2)连接。

4.根据权利要求3所述的用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统，其特征在于，所述AC/DC整流单元(4)中包括AC/DC转换器。

5.根据权利要求4所述的用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统，其特征在于，所述AC/DC整流单元(4)、进线电抗器(11)和进线断路器(12)分别包两包括个，一个所述AC/DC整流单元(4)连接一个进线电抗器(11)和一个进线断路器(12)。

6.根据权利要求3所述的用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统，其特征在于，所述直流电机(8)包括两个，同轴串联设置；

所述调速单元(7)均包括两个，并列设置，一个所述调速单元(7)控制一个所述直流电机(8)。

7.根据权利要求6所述的用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统，其特征在于，所述调速单元(7)还用在所述直流电机(8)制动过时，将电能反送至所述主直流母线(3)。

8.根据权利要求7所述的用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统，其特征在于，所述调速单元(7)包括调速器。

9.根据权利要求3所述的用于动态性能测试试验台的直流电机驱动系统，其特征在于，所述AC/DC整流单元(4)还用于将所述主直流母线(3)的直流电压通过所述整流变压器(2)输送至所述交流电压源(1)。