CN210222207U

CN210222207U - 一种用于汽车交流发电机整体效率评估的测试系统

Info

Publication number: CN210222207U
Application number: CN201920268156.6U
Authority: CN
Inventors: Lin Chen; 陈琳; Yanxi Du; 杜炎熙
Original assignee: Nantong Vocational College
Current assignee: Nantong Vocational College
Priority date: 2019-03-04
Filing date: 2019-03-04
Publication date: 2020-03-31
Anticipated expiration: 2029-03-04

Abstract

本实用新型提供一种用于汽车交流发电机整体效率评估的测试系统，包括电源适配箱、计算机、可编程控制器PLC、变频器、驱动电机、电阻箱、蓄电池、各类传感器，该测试系统的电源适配箱为测试系统供电，可编程控制器PLC通过控制变频器和电阻箱实现驱动电机转速、待测交流发电机功率负载的变化，驱动电机驱动待测交流发电机完成各种运行工况下的测试，所有传感器的采集信号均输入计算机，由数据处理软件进行专门的处理，完成最终的整体效率评估。本实用新型的测试系统尤其适用于各种汽车交流发电机整体效率的评估，同时也可通过改变程序及测试方法进行其它测试，具有成本低、操作简单、结果呈现直观等优点。

Description

一种用于汽车交流发电机整体效率评估的测试系统

技术领域

本实用新型涉及汽车交流发电机测试系统技术领域，具体涉及一种用于汽车交流发电机整体效率评估的测试系统。

背景技术

汽车交流发电机（以下简称发电机）是汽车电器系统的主要电源，在汽车正常行驶时，为除起动机以外的所有用电设备供电，并向蓄电池充电。发电机效率性能的好坏，直接影响其供电能力，进而影响汽车的整体工作性能。目前，各汽车交流发电机制造企业为保证发电机质量，均需要在出厂前对发电机进行特性测试，包括输出特性、空载特性、外特性等，所引进的测试装置虽准确、可靠、稳定，但也昂贵、复杂、修理困难，多适用于汽车交流发电机研究机构。对于仅涉及到发电机效率性能的其他科研研究，引进昂贵的测试装置显然性价比较低，且无法直观呈现出交流发电机的整体效率性能。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于汽车交流发电机整体效率评估的测试系统，简单、经济实用且能直观呈现发电机的整体效率性能。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种用于汽车交流发电机整体效率评估的测试系统，包括实验桌、驱动电机和待测交流发电机，所述驱动电机和待测交流发电机均固定安装于实验桌的上方，所述驱动电机的输出轴上安装有皮带轮，所述皮带轮与待测交流发电机之间通过驱动皮带驱动连接，所述待测交流发电机输出端的正极与负极之间连接有电阻箱，所述待测交流发电机的正极与地之间连接有蓄电池；

所述驱动电机上安装有扭矩传感器和转速传感器，所述待测交流发电机上安装有电机温度传感器，所述电阻箱上安装有电阻温度传感器，所述待测交流发电机的正极与蓄电池之间的导线上设有电流传感器，所述待测交流发电机正、负极之间连接有电压传感器；

所述测试系统还包括电源适配箱、计算机、可编程控制器PLC和变频器，所述电源适配箱为计算机、可编程控制器PLC、变频器、驱动电机、扭矩传感器、转速传感器、电机温度传感器、电流传感器、电压传感器和电阻温度传感器供电；

所述可编程控制器PLC通过变频器与驱动电机控制连接，所述可编程控制器PLC与电阻箱控制连接，所述扭矩传感器、转速传感器、电机温度传感器、电流传感器、电压传感器和电阻温度传感器分别通过信号传输线与计算机的信号输入端连接。

其中，所述电阻箱内设有多个带有可控开关的固定电阻和1个带有可控开关的可变电阻，多个所述固定电阻、可变电阻并联，所述可编程控制器PLC通过与各可控开关的连接控制固定电阻、可变电阻的通断。

优选的，所述电阻箱内设有5个带有可控开关的固定电阻和1个带有可控开关的可变电阻。

其中，所述驱动皮带的侧方设有皮带张紧装置，驱动皮带的张紧状态由皮带张紧装置进行合理的调整。

其中，所述实验桌的包括桌面和桌腿，所述桌腿设于桌面的下方，所述桌面为中空长方体，所述中空长方体的各面上均开设有多个圆形孔。电源适配箱可以放置于桌面内部，其为计算机、可编程控制器PLC、变频器、驱动电机、扭矩传感器、转速传感器、电机温度传感器、电流传感器、电压传感器和电阻温度传感器供电的导线自对应的圆形孔内伸出。

优选的，所述扭矩传感器为一种无线遥感传感器，所述扭矩传感器安装于驱动电机的输出轴上，所述转速传感器安装于驱动电机输出轴上的皮带轮上。

其中，所述电机温度传感器安装于待测交流发电机的外壳上，所述电阻温度传感器安装于电阻箱的外壳上。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：本实用新型中在驱动电机上安装了扭矩传感器，并编写有专门的数据处理程序，可以直观且多角度呈现待测交流发电机的整体效率性能。测试系统的成本较低且操作简单，可通过各种现有设备组合而成。电阻箱内的多个电阻并联可实现不同功率负载下的测试，测试工况更贴近待测交流发电机的实际工作状态。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型中驱动电机和待测交流发电机的连接示意图。

附图标记说明：

1、电源适配箱；2、试验桌；3、计算机；4、可编程控制器PLC；5、变频器；6、驱动电机；7、待测交流发电机；8、电阻箱；9、蓄电池；10、驱动皮带；11、皮带张紧装置；12、扭矩传感器；13、转速传感器；14、电机温度传感器；15、电流传感器；16、电压传感器；17、电阻温度传感器。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1、图2所示，本实用新型的实施例提供一种用于汽车交流发电机整体效率评估的测试系统，包括实验桌2、驱动电机6和待测交流发电机7，所述驱动电机6和待测交流发电机7均固定安装于实验桌2的上方，所述驱动电机6的输出轴上安装有皮带轮，所述皮带轮与待测交流发电机7之间通过驱动皮带10驱动连接，所述驱动皮带10的侧方设有皮带张紧装置11，用于合理的调节驱动皮带10的张紧程度。

所述待测交流发电机7输出端的正极与负极之间连接有电阻箱8，所述电阻箱8内设有5个带有可控开关的固定电阻和1个带有可控开关的可变电阻，多个所述固定电阻、可变电阻并联。

所述待测交流发电机7的正极与地之间连接有蓄电池9，蓄电池9与待测发电机7并联，作为一个功率缓冲与储能器，可减小功率负载变化对发电机7等装置的损害。

所述待测交流发电机7的正极与蓄电池9之间的导线上设有电流传感器15，所述待测交流发电机7正、负极之间连接有电压传感器16。电流传感器15和电压传感器16用于测量待测交流发电机7的电流和电压，用于计算其实际功率。

所述驱动电机6的输出轴上安装有扭矩传感器12，驱动电机6输出轴上的皮带轮上安装有转速传感器13，所述待测交流发电机7的外壳上安装有电机温度传感器14，所述电阻箱8的外壳上安装有电阻温度传感器17，电机温度传感器14和电阻温度传感器17实时监测测试系统运行情况，防止温度过高引起故障等。

所述测试系统还包括电源适配箱1、计算机3、可编程控制器PLC 4和变频器5，所述电源适配箱1为计算机3、可编程控制器PLC 4、变频器5、驱动电机6、扭矩传感器12、转速传感器13、电机温度传感器14、电流传感器15、电压传感器16和电阻温度传感器17供电。

所述可编程控制器PLC 4通过变频器5与驱动电机6控制连接，调节驱动电机6的转速。所述可编程控制器PLC 4与电阻箱8内的各可控开关控制连接，以控制固定电阻、可变电阻的通断，改变待测交流发电机7的负载。

所述扭矩传感器12、转速传感器13、电机温度传感器14、电流传感器15、电压传感器16和电阻温度传感器17分别通过信号传输线与计算机3的信号输入端连接，计算机3内安装有数据处理软件，可对各传感器采集的信号进行接收、处理，并对待测交流发电机的整体效率进行评估。

本实施例中，所述扭矩传感器可选用量程+/-100Nm，精确度0.1%FS，频宽0-1kHz，灵敏度高的应变片式传感器；所述转速传感器可选用量程0-12000，频宽0-12kHz，灵敏高的霍尔效应传感器；所述电流传感器可选用量程+/-200A，精确度+/-0.25%，具有良好的交流和直流信号测量能力；所述温度传感器可选用量程-250-400degC，精确度+/-0.75degC，动态响应好的T型热电偶；所述电压传感器可选用量程大于14V，精确度、灵敏度高的霍尔效应传感器。

所述可编程控制器PLC（Programmable Logic Controller）是目前工业环境下应用很多的一种数字运算操作电子系统，具备外部设备接口可接入计算机、输入单元可接收信号、输出单元可连接各被控设备，多用于控制各种类型的机械设备或生产过程，具有编程容易、可靠性高、运行速度快、输入/输出功能模块齐全等诸多优点，需选用具备开关量开环控制、模拟量闭环控制、数字量控制、数据采集监控等功能的可编程控制器，以实现所需控制要求。

所述变频器被所述可编程控制器控制调速变频，为一种中间驱动器，一般包括整流单元、高容量电容、逆变器和控制器四部分，国内变频器技术成熟，可选用汇川变频器、英威腾变频器、安邦信变频器、欧瑞变频器等知名国产变频器，满足调频变速的基本功能要求即可。

所述电源适配器为各电器元件供电，需能提供所需工作电压，规格一般是能提供24V、8V、12V、220V等交、直流电压。

所述计算机内根据各传感器采集信号和测试目的安装有数据处理软件和程序，对待测交流发电机整体效率评估来说，该数据处理程序需具备数据滤波、数据筛选、数据计算、图表输出、程序修改等功能，交流发电机整体效率评估结果示例如下：

本实施例中，所述实验桌2的包括桌面和桌腿，所述桌腿设于桌面的下方，所述桌面为中空长方体，所述中空长方体的各面上均开设有多个圆形孔。电源适配箱1可以放置于桌面内部，其为计算机3、可编程控制器PLC 4、变频器5、驱动电机6、扭矩传感器12、转速传感器13、电机温度传感器14、电流传感器15、电压传感器16和电阻温度传感器17供电的导线自对应的圆形孔内伸出。

本实用新型的工作原理为：在整个测试过程中，根据待测交流发电机实际运行工况，确定驱动电机的若干转速测点，通过可编程控制器PLC控制变频器实现各转速，在各转速下，通过可编程控制器PLC控制电阻箱内各电阻的接通状态，逐步改变功率负载，完成各种运行工况下待测交流发电机的测试。计算机及数据处理软件对所有传感器的采集信号进行专门处理，直观且多维度呈现出待测交流发电机的整体效率评估结果。

上述仅为采用本技术方案的一种较佳的实施例，本技术方案也可通过改变计算机、数据处理软件的程序及测试方法进行待测交流发电机的其它特性测试。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种用于汽车交流发电机整体效率评估的测试系统，其特征在于，包括实验桌（2）、驱动电机（6）和待测交流发电机（7），所述驱动电机（6）和待测交流发电机（7）均固定安装于实验桌（2）的上方，所述驱动电机（6）的输出轴上安装有皮带轮，所述皮带轮与待测交流发电机（7）之间通过驱动皮带（10）驱动连接，所述待测交流发电机（7）输出端的正极与负极之间连接有电阻箱（8），所述待测交流发电机（7）的正极与地之间连接有蓄电池（9）；

所述驱动电机（6）上安装有扭矩传感器（12）和转速传感器（13），所述待测交流发电机（7）上安装有电机温度传感器（14），所述电阻箱（8）上安装有电阻温度传感器（17），所述待测交流发电机（7）的正极与蓄电池（9）之间的导线上设有电流传感器（15），所述待测交流发电机（7）正、负极之间连接有电压传感器（16）；

所述测试系统还包括电源适配箱（1）、计算机（3）、可编程控制器PLC （4）和变频器（5），所述电源适配箱（1）为计算机（3）、可编程控制器PLC （4）、变频器（5）、驱动电机（6）、扭矩传感器（12）、转速传感器（13）、电机温度传感器（14）、电流传感器（15）、电压传感器（16）和电阻温度传感器（17）供电；所述电源适配箱（1）；

所述可编程控制器PLC （4）通过变频器（5）与驱动电机（6）控制连接，所述可编程控制器PLC （4）与电阻箱（8）控制连接，所述扭矩传感器（12）、转速传感器（13）、电机温度传感器（14）、电流传感器（15）、电压传感器（16）和电阻温度传感器（17）分别通过信号传输线与计算机（3）的信号输入端连接；

所述电阻箱（8）内设有多个带有可控开关的固定电阻和1个带有可控开关的可变电阻，多个所述固定电阻、可变电阻并联，所述可编程控制器PLC（4）控制固定电阻、可变电阻的通断。

2.根据权利要求1所述的用于汽车交流发电机整体效率评估的测试系统，其特征在于，所述电阻箱（8）内设有5个带有可控开关的固定电阻和1个带有可控开关的可变电阻。

3.根据权利要求1所述的用于汽车交流发电机整体效率评估的测试系统，其特征在于，所述驱动皮带（10）的侧方设有皮带张紧装置（11）。

4.根据权利要求1所述的用于汽车交流发电机整体效率评估的测试系统，其特征在于，所述实验桌（2）的包括桌面和桌腿，所述桌腿设于桌面的下方，所述桌面为中空长方体，所述中空长方体的各面上均开设有多个圆形孔。

5.根据权利要求1所述的用于汽车交流发电机整体效率评估的测试系统，其特征在于，所述扭矩传感器（12）为一种无线遥感传感器，所述扭矩传感器（12）安装于驱动电机（6）的输出轴上，所述转速传感器（13）安装于驱动电机（6）输出轴上的皮带轮上。

6.根据权利要求1所述的用于汽车交流发电机整体效率评估的测试系统，其特征在于，所述电机温度传感器（14）安装于待测交流发电机（7）的外壳上，所述电阻温度传感器（17）安装于电阻箱（8）的外壳上。