CN105974235A - 一种用于电磁兼容测试的发电机驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于电磁兼容测试的发电机驱动系统，包括被测发电机、传动装置、驱动装置、电源模块、第一光电转换模块、第二光电转换模块及控制装置，其中，驱动装置包括变频电机、变频器、转速监控装置；采用本发明所提供的驱动系统进行电磁兼容测试时，所述驱动装置可置于电波暗室内，且控制装置对驱动装置的转速控制精度可达到1RPM，并可实时获得驱动装置的实际转速，提高了测试结果准确性及可靠性。

Description

一种用于电磁兼容测试的发电机驱动系统
技术领域
本发明涉及电磁兼容测试领域，特别涉及用于电磁兼容测试的发电机驱动系统。
背景技术
对新能源汽车开展电磁兼容性(EMC)试验是确保车辆安全、可靠运行的基本保障，也是新能源汽车产品研发、检测认证和产业化发展的关键所在。现代汽车广泛采用的计算机管理和电子控制系统必须符合汽车电子电磁兼容包括干扰测试(EMI)和抗扰度测试(EMS)的辐射及传导的测量要求。目前我国对传统汽车整车有相关的EMC检测试验技术方法标准，相应的检测试验能力也在逐步完善，但对新能源汽车，特别对其电机、电控等关键部件的EMC试验，还处于起步研发阶段。
根据电磁兼容测试标准的要求，用于电磁兼容测试的负载设备，其产生的电磁干扰应比被测物低，且抗干扰能力应比被测物高，因此，目前对于汽车发电机的电磁兼容测试一般采用3种驱动方式，分别为纯电机驱动，柴油机驱动以及气动马达驱动。其中，纯电机驱动方案虽然不会产生额外的电磁干扰，但因为纯电机本身的转速无法调节，因此只能通过齿轮组等传动方式进行转速调节，无法保证转速调节的精准度；而以柴油机作为驱动装置时，柴油机本身体积庞大，需要占据较大的实验空间，另外柴油机在运转过程噪声较大而且有废气排出，对于电波暗室的环境有不良影响，并且柴油机的转速控制精度也不高；以气动马达作为驱动装置，虽然克服了柴油机的体积、噪声以及废气等问题，但是气动马达的转速取决于驱动气压的大小，由于气压的控制精度较低，同样无法满足对驱动装置转速的精确控制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种用于电磁兼容测试的发电机驱动系统，既能满足电磁兼容测试标准对于辅助设备的要求，同时也能对驱动装置的转速进行精确控制。
本发明为实现上述目的采用以下的技术方案：
一种用于电磁兼容测试的发电机驱动系统，包括被测发电机、传动装置、驱动装置、电源模块、第一光电转换模块、第二光电转换模块及控制装置；
其中，所述被测发电机、所述传动装置、所述驱动装置、所述第一光电转换模块、所述第二光电转换模块及所述控制装置依次连接，所述驱动装置还与所述电源模块相连；
所述第一光电转换模块和所述第二光电转换模块组成光电隔离系统，用于传输所述控制装置和所述驱动装置之间的通信信号；
所述驱动装置用于拖动所述被测发电机转动；
所述电源模块用于向所述驱动装置供电；
所述驱动装置包括变频电机、变频器、以及转速监控装置；所述变频电机的转子轴与所述传动装置连接；所述转速监控装置与所述变频电机相连，所述转速监控装置还与所述第一光电转换模块相连，所述变频器的控制端与所述第一光电转换模块相连，所述变频器的输出端与所述变频电机相连，所述变频器的输入端与所述电源模块相连；
所述控制装置输出的控制指令通过所述第二光电转换模块发送到所述第一光电转换模块，并由所述第一光电转换模块发送到所述变频器，用于控制所述变频器的输出电压频率，从而控制所述变频电机的转速；
所述转速监控装置用于监控变频电机的实际转速，并将测得的实际转速发送到所述控制装置。
在使用本发明所提供的驱动系统进行电磁兼容测试时，所述被测发电机、所述传动装置、所述驱动装置以及所述第一光电转换模块均置于电波暗室中，所述电源模块、所述第二光电转换模块、所述控制装置位于电波暗室外。
在本发明一实施例中，所述控制装置用于提供控制指令输入接口。
在本发明一实施例中，所述转速监控装置包括挡板，发光模块，感光模块，数据采集模块；
其中，所述挡板与所述变频电机的转子轴同轴转动，所述发光模块与所述感光模块分别置于所述挡板的两侧，所述感光模块与所述数据采集模块相连，所述数据采集模块的另一端与所述第一光电转换模块相连；
所述挡板用于周期性遮挡所述感光模块与所述发光模块之间的光路，所述数据采集模块用于接收所述感光模块的输出信号，并通过所述第一光电转换模块和所述第二光电转换模块发送到所述控制装置，所述控制装置根据接收到的波形信号计算得出所述变频电机的实时转速。
在本发明一实施方式中，所述驱动装置还包括屏蔽盒，所述变频器置于所述屏蔽盒内。
在本发明一实施方式中，所述驱动装置还包括前置滤波器，所述前置滤波器的输入端与所述电源模块相连，所述前置滤波器的输出端与所述变频器的输入端相连，所述前置滤波器的输出端位于所述屏蔽盒内，所述屏蔽盒与所述前置滤波器的金属外壳接触，组成连续导体。
在本发明一实施方式中，所述驱动装置还包括输出滤波器，其中，所述输出滤波器的输入端与所述变频器的输出端相连，所述输出滤波器的输入端位于所述屏蔽盒内，所述屏蔽盒与所述输出滤波器的金属外壳接触，组成连续导体，所述输出滤波器的输出端与所述变频电机相连，所述输出滤波器的输出端与所述变频电机相连。
在本发明一实施例中，所述的一种用于电磁兼容测试的发电机驱动系统还包括屏蔽壳，所述驱动装置置于所述屏蔽壳内，所述变频电机的转子轴穿过所述屏蔽壳与所述传动装置连接。
在本发明一实施例中，所述屏蔽壳还包括屏蔽装置，所述屏蔽装置置于所述变频电机的转子轴与所述屏蔽壳的连接处，所述屏蔽装置、所述变频电机的转子轴以及所述屏蔽壳组成连续导体。
在本发明一实施例中，所述传动装置包括同轴传动装置、带传动装置或齿轮传动装置。
本发明的有益效果：
其一，本发明所提供的驱动系统不会引入额外电磁骚扰，满足电磁兼容测试标准对于辅助设备的要求，可以置于电波暗室内使用。
其二，本发明所提供的驱动系统可对驱动装置的转速进行精确控制，其转速控制精度可达1RPM，并可实时获得驱动装置的实际转速，使测试结果更加准确可靠。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明一实施例的驱动装置结构示意图；
图3是本发明一实施例的转速监控装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明做进一步说明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示，为本发明的结构示意图，一种用于电磁兼容测试的发电机驱动系统，包括被测发电机100、传动装置200、驱动装置300、第一光电转换模块400、第二光电模拟500、 控制模块600以及电源模块700，其中，测发电机100、传动装置200、驱动装置300、第一光电转换模块400、第二光电模拟500以及控制模块600依次相连，驱动装置300还与电源模块700相连；驱动装置300通过传动装置200拖动被测发电机100发电，传动装置200可采用如联轴器等同轴传动装置，也可采用如传动带、传动链等带传动装置，还可以采用如齿轮组等齿轮传动装置，第一光电转换模块400与第二光电转换模块500组成光电隔离系统，用于传输控制装置600与驱动装置30之间的通信信号，控制装置600用于提供控制指令输入接口，电源模块700用于向驱动装置供电。
如图2所示，为本发明一实施例中的驱动装置结构示意图，驱动装置300包括变频电机310、变频器320、前置滤波器330、输出滤波器340、屏蔽盒350、转速监控装置360、屏蔽装置370以及屏蔽壳380；其中，变频电机310、变频器320、前置滤波器330、输出滤波器340、屏蔽盒350、转速监控装置360均置于屏蔽壳380内，屏蔽壳380的其中一侧面板上开有一圆孔，变频电机310的转子轴穿过该圆孔与传动装置200相连，该圆孔四周设有屏蔽装置370，屏蔽装置370与变频电机310的转子轴以及屏蔽壳380接触，三者组成连续导体，以保持屏蔽壳380的导电连续性，变频电机310还与转速监控装置360的数据采集端相连，转速监控装置360的输出端与第一光电转换模块400相连，第一光电转换模块400还与变频器320的控制端相连，变频器320的输入端与前置滤波器330的输出端相连，变频器320的输出端与输出滤波器340的输入端相连，变频器320、前置滤波器330的输出端以及输出滤波器340的输入端均位于屏蔽盒350内，屏蔽盒350与前置滤波器330以及输出滤波器340的金属外壳紧密相连，前置滤波器330的输入端与电源模块700相连，输出滤波器340的输出端与变频电机310相连。
如图3所示，为本发明一实施例中的转速监控装置结构示意图，转速监控装置360包括发光模块361，挡板362，感光模块363，数据采集模块364；
其中，挡板362与变频电机310同轴转动，发光模块361与感光模块363分别置于挡板362的两侧，感光模块363的输出端与数据采集模块364的输入端相连，数据采集模块364的输出端与第一光电转换模块400相连。挡板362在转动时周期性遮挡感光模块363与发光模块361之间的光路，数据采集模块364用于接收感光模块363的输出信号，并根据接收到的信号生成波形信号，并通过第一光电转换模块400和第二光电转换模块500发送到控制装置600。当感光模块363接收到发光模块361的光信号时，数据采集模块364接收到高电平信号，当感光模块363与发光模块361之间的光通路被阻断时，数据采集模块364接收到低电平信号，数 据采集模块364根据接收到的高、低电平号生成方波，并将生成的方波通过第一光电转换模块400和第二光电转换模块500发送到控制装置600，控制装置600根据接收到的方波计算得出变频电机310的实时转速。
在本发明一具体实施例中，进行电磁兼容测试时，被测发电机100、传动装置200、驱动装置300以及第一光电转换模块400均置于电波暗室中，第二光电转换模块500、控制模块600置于电波暗室外，第一光电转换模块400与第二光电转换模块500之间通过光纤连接，电源模块700为电波暗室自带电源，屏蔽装置370为卷成环形的铍铜簧片，且该环形直径略小于变频电机310的转子轴的直径。在实验时，电源模块700输出的电压经过前置滤波器330的滤波后，输入变频器320，实验人员在控制装置600中输入需要的驱动转速，控制装置600生成转速控制指令，并将该指令以电信号方式发送给第二光电转换模块500，第二光电转换模块500将接收到的电信号转换成光信号，并发送给第一光电转换模块400，第一光电转换模块400将接收到的光信号再次转换成电信号，并发送给变频器320，变频器320根据接收到的控制指令改变输出电压的频率，并将电压输入到输出滤波器340，输出滤波器340对输入电压进行滤波后，输出到变频电机310；变频电机310在拖动被测发电机100转动时，转速监控装置360对变频电机310的实际转速进行实时监测，并生成波形信号，转速监控装置360将生成的波形信号发送到第一光电转换模块400，第一光电转换模块400将接收到的波形信号转换成光信号，并发送到第二光电转换模块500，第二光电转换模块500将接收到的光信号再次转换成波形信号，并发送到控制装置600中，控制装置600根据接收到的波形信号计算出变频电机310的实际转速，并反馈给实验人员。
显然，上述实施例仅仅是为了更清楚的表达本发明技术方案所作的举例，而非对本发明实施方式的限定。对于本领域技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，在不脱离本发明构思的前提下，这些都属于本发明的保护范围。因此本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种用于电磁兼容测试的发电机驱动系统，其特征在于，包括被测发电机、传动装置、驱动装置、电源模块、第一光电转换模块、第二光电转换模块及控制装置；
其中，所述被测发电机、所述传动装置、所述驱动装置、所述第一光电转换模块、所述第二光电转换模块及所述控制装置依次连接，所述驱动装置还与所述电源模块相连；
所述驱动装置用于拖动所述被测发电机转动；
所述电源模块用于向所述驱动装置供电；
所述驱动装置包括变频电机、变频器以及转速监控装置；
所述变频电机的转子轴与所述传动装置连接；所述转速监控装置与所述变频电机相连，所述转速监控装置还与所述第一光电转换模块相连，所述变频器的控制端与所述第一光电转换模块相连，所述变频器的输出端与所述变频电机相连，所述变频器的输入端与所述电源模块相连；
所述转速监控装置用于监控变频电机的实际转速，并将测得的实际转速发送到所述控制装置。
2.如权利要求1所述的一种用于电磁兼容测试的发电机驱动系统，其特征在于，所述转速监控装置包括挡板，发光模块，感光模块，数据采集模块；
其中，所述挡板与所述变频电机的转子轴同轴转动，所述发光模块与所述感光模块分别置于所述挡板的两侧，所述感光模块与所述数据采集模块的一端相连，所述数据采集模块的另一端与所述第一光电转换模块相连；
所述挡板用于周期性遮挡所述感光模块与所述发光模块之间的光路，所述数据采集模块用于采集所述感光模块的输出信号，并通过所述第一光电转换模块和所述第二光电转换模块发送到所述控制装置。
3.如权利要求1所述的一种用于电磁兼容测试的发电机驱动系统，其特征在于，所述驱动装置还包括屏蔽盒，所述变频器置于所述屏蔽盒内。
4.如权利要求3所述的一种用于电磁兼容测试的发电机驱动系统，其特征在于，所述驱动装置还包括前置滤波器，所述前置滤波器的输入端与所述电源模块相连，所述前置滤波器的输出端与所述变频器的输入端相连，所述前置滤波器的输出端位于所述屏蔽盒内，所述屏蔽盒与所述前置滤波器的金属外壳接触，组成连续导体。
5.如权利要求3所述的一种用于电磁兼容测试的发电机驱动系统，其特征在于，所述驱动装置还包括输出滤波器，所述输出滤波器的输入端与所述变频器的输出端相连，所述输出滤波器的输入端位于所述屏蔽盒内，所述屏蔽盒与所述输出滤波器的金属外壳接触，组成连续导体，所述输出滤波器的输出端与所述变频电机相连。
6.如权利要求1所述的一种用于电磁兼容测试的发电机驱动系统，其特征在于，所述的一种用于电磁兼容测试的发电机驱动系统还包括屏蔽壳，所述驱动装置置于所述屏蔽壳内，所述变频电机的转子轴穿过所述屏蔽壳与所述传动装置连接。
7.如权利要求6所述的一种用于电磁兼容测试的的发电机驱动系统，其特征在于，所述屏蔽壳还包括屏蔽装置，所述屏蔽装置置于所述变频电机的转子轴与所述屏蔽壳的连接处，所述屏蔽装置、所述变频电机的转子轴以及所述屏蔽壳组成连续导体。
8.如权利要求1所述的一种用于电磁兼容测试的发电机驱动系统，其特征在于，所述传动装置包括同轴传动装置、带传动装置或齿轮传动装置。
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