CN202025072U

CN202025072U - 汽车交流发电机测试系统

Info

Publication number: CN202025072U
Application number: CN2011200170220U
Authority: CN
Inventors: 刘落实; 吴伟斌
Original assignee: GUANGZHOU TRIV ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: GUANGZHOU TRIV ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2021-01-19

Abstract

本实用新型涉及一种汽车交流发电机测试系统，计算机通过RS232以及RS485通讯口分别与温控箱控制器、负载箱和发电机驱动部分的变频器之间信号相联，该计算机通过LabVIEW采集卡PCI-6221的混合方式与安装在试验台上的2台独立的发电机信号相联。本实用新型为综合性测试台，结构简单，测试项目多；能直接从发电机提取更准确的转速等信号；更宽松的高低温测试，测试温度范围在-70-150℃；采用图形化编程，工作效率高，节省人工；抗干扰能力强。

Description

汽车交流发电机测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种模拟汽车交流发电机在各种环境及各种条件下的工作状态的检测实验设备，尤其涉及一种主要用于交流发电机高速冲击(急变速)、高低温及湿度耐久性综合测试的汽车交流发电机测试系统。

背景技术

现有的汽车交流发电机测试系统的缺点是：测试项目比较单一，抗干扰能力差，测试温度范围窄、测试温度范围在-20°-125℃之间，转速等信号不能直接从发电机提取，其准确性差，人工操作多、工作效率低。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型提供一种采用图形化编程、其结构简单、综合测试项目多，高低温测试围范宽，能直接从发电机提取准确的转速等信号，工作效率高和抗干扰能力强的汽车交流发电机测试系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方法是：一种汽车交流发电机测试系统，包括计算机和发电机驱动部分，计算机通过RS232以及RS485通讯口分别与温控箱控制器、负载箱和发电机驱动部分的变频器之间信号相联，该计算机通过LabVIEW采集卡PCI-6221的混合方式与安装在试验台上的2台独立的发电机信号相联。

所述发电机驱动部分有变频器、制动单元、制动电阻箱和变频电机。

所述实验台是机电一体化设备，由模拟汽车发动机的大功率变频电机驱动发电机发电并与汽车蓄电池和负载箱之间通过直流电流相联。

在所述计算机与实验台之间设有调理电路，计算机与前端调理电路之间通过I/O、A/D以及串口通讯线路相连接。

所述温控箱控制器包括有加热元件SSR控制和温度调节仪。

在所述负载箱与前端调理电路之间连接有传感器变换单元。

本实用新型的有益效果是：模拟高低温、湿度试验环境，对各种汽车发电机的工作情况进行测试，由大功率变频电机模拟汽车发动机驱动发电机发电，向汽车蓄电池和负载箱提供最大的直流电流，在此过程中由计算机和各种智能设备模拟各种条件，并实时监控监测发电机的状态，完成各种发电机产品的高速冲击及高低温耐久性试验和出厂性能的测试任务；本实用新型为综合性测试台，结构简单，测试项目多；能直接从发电机提取更准确的转速等信号；更宽松的高低温测试，测试温度范围在-70-150℃；采用图形化编程，工作效率高，节省人工；抗干扰能力强。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图。

图中：1-计算机、2-调理电路、3-传感器变换单元、4-蓄电池、5-负载箱、6-F/V转换器、7-125Hz调宽信号、8-变频电机、9-三相电流电压传感器组、10-制动电阻、11-制动单元、12-变频器、13-加热元件SSR控制、14-温度调节仪、

-电流表、

-电压表、

-励磁指示灯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

参见图1，一种汽车交流发电机测试系统，计算机1通过RS232以及RS485通讯口分别与温控箱控制器、和负载箱5和发电机驱动部分的变频器12之间信号相联，该计算机1通过LabVIEW采集卡PCI-6221的混合方式与安装在试验台上的2台独立的发电机信号相联，所述温控箱控制器包括有加热元件SSR控制13和温度调节仪14，在负载箱5与前端调理电路2之间连接有传感器变换单元3。

实验台是机电一体化设备，由大功率的变频电机8模拟汽车发动机驱动发电机发电，向汽车蓄电池4和负载箱5提供最大的直流电流，该变频电机8连接有三相电流电压传感器组9和制动电路，所述制动电路包括有制动单元电路11和制动电阻10；在此过程中由计算机1和各种智能设备模拟各种条件，并实时监控监测发电机的状态，完成各种发电机产品的高速冲击及高低温耐久性试验和出厂性能的测试任务。

在所述计算机1与实验台之间设有调理电路2，计算机1与前端的调理电路2之间通过I/O、A/D以及串口通讯线路相连接。

本实用新型的技术指标如表所示。

汽车交流发电机综合性能试验系统的主要技术指标参数如下表所示：

本实用新型的工作电源采用三相五线制380V，60KVA，安全地线，电压波动小于6％，本实用新型的工作环境：要求环境工作温度-70～180℃，环境工作相对湿度小于80％，要求系统工作环境无尘、无鼠害。

本实用新型的配置及安装

1、配置

测试试验台可操作空间600L：L800x W800x H950mm，恒温变温时制冷功率由3台6匹压缩机组完成，发热量可控功率6KW，驱动电机3000KW，均温风扇25Wx4。湿度控制加湿锅炉4KW，湿度传感器及加湿水箱等。发电机夹具5种10套共30件。

电气控制柜，工控机19寸宽屏液显及接口，三菱变频器、制动单元、变频电机以及制动电阻1套。300A负载箱2台；调理箱2台(电流、电压、速度传感器等)。置放于测试台上方。

2、安装

控制柜和试验控制台(包括负载箱、调理箱)之间的连线分两部分，强电部分(驱动电源)和弱电部分(信号线和通讯线)。计算机与前端调理电路之间的连线部分：I/O、A/D、串口通讯线。以上各连线在安装过程中需一一对应连接，仔细核对无误。连接方式请对照电气接线图。注意：系统要可靠接地！

3、控制原理

3-1、温湿度控制回路

计算机界面设置温湿度控制方式(恒温、多重循环、温度冲击、恒温恒湿或变温恒湿等)。通过适时控制启动(控制模式可设置)泰康独立单6P制冷机组的强冷和弱冷单元或双6P复叠制冷机组或三6P复叠制冷机组，调节供给试验箱体内的制冷量抵消电机运行时的发热量。通过RS485口设置温湿度控制器TIME880的控制参数，经过PID调节输出控制SSR固态继电器，控制试验台箱体内的电热管元件补充加热量，以达到控制空气温度的目的。循环风扇将经过蒸发器、电热管进行过冷热交换的空气从箱体上部的新风口送出循环，从新风口至被测电机尾部风扇附近为均匀可控温场区。空气风经过电机周边被其发热量改变，至回风口区域的空气温场升高，此回风区域空气温差上升加大(此区域温度不可控)，回风再进入空气处理区被制冷或加热受控热交换，再被循环风扇送出。通过控制试验台箱体内的加湿锅炉的加湿量，以达到控制空气湿度的目的。箱体设有通气孔，平衡高温高湿时箱体内的压力。湿度控制时，应注意保证加湿锅炉和水箱中的水位不要过低，箱体外的排水阀应打开。注意：温控箱工作时必须打开冷用的水源。

3-2、速度控制回路

被测发电机安装在夹具平台上，由6PK～8PK多楔带与驱动电机的皮带轮相连；设置好各种参数驱动变频器及变频电机，拖动被测发电机运行。在线控制由计算机I/O口完成。发电机的速度信号在电机发电后从P端子相线上采集，由计算机A/D采集，。在低速区域，速度由驱动电机频率自动计算出传动比确定，也可人工计算修改储存，供系统在低速区控制和显示使用。加减速度控制通过写入变频器参数，由变频器自动计算后完成。性能测试及耐久性多重循环可以设定为开闭环两种运行方式，闭环由变频器内的PID调节功能完成。高速冲击、复合变速试验时速度控制为开环。实验台可同时拖动两台发电机，这时速度控制将以主电机为控制对象控制，而副电机的速度精度将不保障。同时拖动两台电机时必须保证发电机的电压级别相同(12V或24V)。闭环控制只在1#电机台上实现。

3-3、系统参数采集

被测发电机的输出端与蓄电池、负载箱并联。发电机输出电流A1，蓄电池充放电电流A2，受控负载箱电流A3，三组电流经调理箱的电流传感器采集并经过NI PCI-6221数据采集卡A/D接口传送给计算机。同时被采集的还有发电机的输出电压VB，蓄电池端电压Vs等。发电机的速度信号取样点为Pw，取样只能在发电机发电的情况下才能正常工作。发电机在低速未发电时，采用驱动电机频率与传动系数的乘积值作为发电机电机转速信号。

3-4、负载控制及恒流恒压工作方式

负载控制可独立操作，手动或自动控制发电机负载的恒流、恒压等工作方式。恒压时系统设有正负取样参考点作为恒压控制对象，此功能可自动补偿主回路压降，使恒压值针对发电机的端点控制对象。在性能、变速试验中，电流控制以主回路电流A1为控制对象，耐久试验时也可选择负载A3为控制对象。恒压以发电机输出端电压VB电压或Vs电压为控制对象。恒流：手动、自动控制方式，发电机输出电流由负载箱恒定，不受发电机输出电压的影响。

恒压：手动、自动控制方式，发电机输出电压由负载箱恒定，不受发电机输出电流的影响。

恒阻：为手动控制方式，由面板电位器设定输出电流电压比值V/A恒定可调，电子负载呈现出恒阻特性。

外控：选择外控方式时，即转入计算机控制。计算机通过通讯口RS485直接控制负载回路的各种工作方式。恒流/恒压给定值由计算机D/A输出控制，恒流/恒压方式也可由I/O口控制。

4、主要硬件结构

4-1、驱动、发电机安装、夹具平台及张紧

本实用新型发电机驱动部分有三菱变频器、制动单元、制动电阻箱、变频电机，采用大功率的变频器及拖动电机能得到较理想的速度、加速度；制动单元和制动电阻的使用可以得到较好的制动即减速度。电机在安装时要基本对准电机皮带轮与驱动皮带轮的垂直线；根据不同的电机皮带轮直径选择皮带的长度。在试验之前，使用扳手调节丝杆使皮带张紧。夹具平台定位后要将其螺栓紧固方可启动试验。

4-2、主回路负载及蓄电池

发电机主回路由4只直流接触器将主回路、负载箱和蓄电池并联，投放负载箱、蓄电池既其充放电将按工艺要求适时动作。负载箱由电子负载及功耗电阻构成，耗散功率4.5KW，控制电路设计有过热、过压、过流等自动保护。电子负载由大功率晶体管构成，每一只功率晶体管设有独立的均流平衡控制单元。负载箱有独立的电流、电压显示。其主要功能有恒流，恒压，恒阻和外控等。

4-3、温度控制组件

温控组件包括：泰康单6P、双6P和三6P复叠制冷机组，6KW加热管，TIME880 温湿度控制器，K型热电偶，JCJ湿度传感器，PWM控制SSR固态继电器，加湿锅炉，25Wx4离心风扇等组成。在试验中控制发电机的工作环境温度(常温或高低温)，设定升降温曲线，恒温、恒湿、多重循环或温度冲击，实时控制启动制冷机的强冷、弱冷、加热等进行空气温度交换。由强力风扇进行空气循环，在试验箱体内建立有效的均匀空气温场，从而使新风口至被测电机尾部附近为均匀可控温场区。

4-4、传感器及采集调理箱

主要电参数传感器、大电流直流接触器、NI PCI-6221数据采集卡接口板及手动按钮等均安装在调理箱内，其中有，B+电压V1、BAT电压V2、B+电流A1、BAT电流A2、LOAD电流A3、IG电流A4、电机转速FV、变频器输出频率等，采集到的信号以各种电压信号输出，经过远距离传输后，通过调理电路转换为0～10V电压信号，供计算机A/D采集卡采集。

4-5、RS232/RS485通讯口与PCI-6221数据采集卡I/O、A/D接口

选用P4标准工业计算机系统，使用PCI总线插接6221数据采集I/O、A/D接口卡。PCI-6221数据采集卡为M系列250kS/s 16路16bit低价位数据采集卡，带2路16bit模拟输出和24路DIO。

信号输入输出均采用光电隔离技术；数据采集均采用抗工频电场干扰的专有计算技术，减少现场对计算机及数据的干扰。计算机通过RS232/RS485通讯口与温控箱控制器TIME880、三菱变频器及负载箱组成小型工业局域网，交换各种参数、状态反馈和实时控制数据。

5、安全保护

本实用新型在实验过程中设有大量的实验保护，以防操作任员误操作带来对实验人员、实验台或实验电机的不良后果。具体保护内容见后附录。性能测试和手动测试由于时间短而有些功能无保护，操作时请格外注意，不要进行错误操作。操作人员在机械安装和维护时应按下调理箱面板的两个停止按键或关闭380V电源(防止他人或其它原因启动设备)。

Claims

1.一种汽车交流发电机测试系统，包括计算机和发电机驱动部分，其特征是：计算机通过RS232以及RS485通讯口分别与温控箱控制器、负载箱和发电机驱动部分的变频器之间信号相联，该计算机通过LabVIEW采集卡PCI-6221的混合方式与安装在试验台上的2台独立的发电机信号相联。

2.如权利要求1所述汽车交流发电机测试系统，其特征是：所述发电机驱动部分有变频器、制动单元、制动电阻箱和变频电机。

3.如权利要求1所述汽车交流发电机测试系统，其特征是：所述实验台是机电一体化设备，由模拟汽车发动机的大功率变频电机驱动发电机发电并与汽车蓄电池和负载箱之间通过直流电流相联。

4.如权利要求1所述汽车交流发电机测试系统，其特征是：在所述计算机与实验台之间设有调理电路，计算机与前端调理电路之间通过I/O、A/D以及串口通讯线路相连接。

5.如权利要求1所述汽车交流发电机测试系统，其特征是：所述温控箱控制器包括有加热元件SSR控制和温度调节仪。

6.如权利要求1所述汽车交流发电机测试系统，其特征是：在所述负载箱与前端调理电路之间连接有传感器变换单元。