CN215492164U - 一种交流变频动态电力测功机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交流变频动态电力测功机，包括变频器、测功机、被测机、控制器和转速检测单元，转速检测单元包括设置在测功机转子上的转速传感器，转速传感器的信号输出端依次通过双运放滤波调节电路和陷波稳定调节电路连接控制器，双运放滤波调节电路利用陷波器原理对电网工频进行陷波处理，很好的消除电网谐波干扰，同时，采用运放器AR2对运放器AR1的输出信号进行反馈调节，提升陷波器频率特性，陷波稳定调节电路利用稳压二极管DZ1保证组合管放大输出的稳定性，同时利用联谐振进一步对检测信号进行选频，保证转速检测精确有效，进而提升交流变频动态电力测功机的测试性能。

Description

一种交流变频动态电力测功机

技术领域

本实用新型涉及测功机技术领域，特别是涉及一种交流变频动态电力测功机。

背景技术

交流电力测功机由一台交流电机、转矩转速传感器、交流变频调速系统和交流电力测功机测控仪组成。它们的工作原理都是将交流电机发出的交流电经变频器逆变为直流电然后再逆变为交流电上网。交流变频调速系统通过调节电机的上网电流来控制原动机的转速和扭矩。然而在交流电力测功机的测试过程中，由于测功机的机械噪声和电网谐波会干扰转速传感器的测速精度，因此交流电力测功机的检测准确度带来极大影响。

所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种交流变频动态电力测功机。

其解决的技术方案是：一种交流变频动态电力测功机，包括变频器、测功机、被测机、控制器和转速检测单元，所述转速检测单元包括设置在所述测功机转子上的转速传感器，所述转速传感器的信号输出端依次通过双运放滤波调节电路和陷波稳定调节电路连接所述控制器。

优选的，所述双运放调节滤波电路包括运放器AR1和AR2，运放器AR1的同相输入端通过电阻R1连接所述转速传感器的信号输出端和电容C1的一端，运放器AR1的反相输入端和输出端连接电阻R3和R4的一端，电阻R3的另一端连接运放器AR2的反相输入端和电阻R2的一端，运放器AR2的同相输入端接地，运放器AR2的输出端连接电阻R2的另一端，并通过电容C2连接运放器AR1的同相输入端，电阻R4和电容C1的另一端连接所述陷波稳定调节电路的输入端。

优选的，所述陷波稳定调节电路包括三极管T1和T2，三极管T1的集电极连接电阻R5的一端和电阻R4的另一端，三极管T1和T2的基极连接电阻R5的另一端，并通过稳压二极管DZ1接地，三极管T2的发射极通过并联的电容C3和电感L1接地，三极管T1的发射极和T2的集电极连接所述控制器，并通过并联的电容C4和电阻R6接地。

优选的，所述测功机采用三相鼠笼异步电机。

通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型通过设计转速检测单元来对转速传感器的检测信号进行处理，很好地抑制机械噪声和电网谐波对转速检测信号带来的干扰，同时很好地提升了检测信号的稳定性，保证转速检测精确有效，进而提升交流变频动态电力测功机的测试性能。

2.双运放滤波调节电路利用陷波器原理对电网工频进行陷波处理，很好的消除电网谐波干扰，同时，采用运放器AR2对运放器AR1的输出信号进行反馈调节，提升陷波器频率特性。

3.陷波稳定调节电路利用组合管对陷波后的检测信号进行快速放大，并利用稳压二极管DZ1保证信号放大输出的稳定性，同时在放大过程中利用联谐振进一步对检测信号进行选频，极大地提升了转速检测精度，最后由电容低通滤波后消除尖峰机械噪声。

附图说明

图1为本实用新型信号处理单元的电路原理图。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。

一种交流变频动态电力测功机，包括变频器、测功机、被测机、控制器和转速检测单元，转速检测单元包括设置在测功机转子上的转速传感器，转速传感器的信号输出端依次通过双运放滤波调节电路和陷波稳定调节电路连接控制器。

在测试过程中，转速传感器对测功机转子转速进行实时检测，并转换成电信号送入转速检测单元中进行处理。如图1所示，双运放调节滤波电路包括运放器AR1和AR2，运放器AR1的同相输入端通过电阻R1连接转速传感器的信号输出端和电容C1的一端，运放器AR1的反相输入端和输出端连接电阻R3和R4的一端，电阻R3的另一端连接运放器AR2的反相输入端和电阻R2的一端，运放器AR2的同相输入端接地，运放器AR2的输出端连接电阻R2的另一端，并通过电容C2连接运放器AR1的同相输入端，电阻R4和电容C1的另一端连接陷波稳定调节电路的输入端。

转速传感器的检测信号首先送入运放器AR1中进行陷波处理，其中，电阻R1、R4与电容C1、C2形成RC工频陷波网络，在运放器AR1的驱动下利用陷波器原理对电网工频进行陷波处理，很好的消除电网谐波干扰。同时，为了提升陷波效果，采用运放器AR2对运放器AR1的输出信号进行反馈调节，从而提高陷波器Q值，提升陷波器频率特性。

陷波稳定调节电路用于对陷波处理后的检测信号进行放大稳定处理，陷波稳定调节电路的具体结构包括三极管T1和T2，三极管T1的集电极连接电阻R5的一端和电阻R4的另一端，三极管T1和T2的基极连接电阻R5的另一端，并通过稳压二极管DZ1接地，三极管T2的发射极通过并联的电容C3和电感L1接地，三极管T1的发射极和T2的集电极连接控制器，并通过并联的电容C4和电阻R6接地。

在陷波稳定调节电路工作过程中，三极管T1与T2形成组合管对陷波后的检测信号进行快速放大，极大地提升了对信号的增强效率。稳压二极管DZ1对组合管起到稳定作用，保证信号放大输出的稳定性。同时，电感L1与电容C3形成并联谐振进一步对检测信号进行选频，极大地提升了转速检测精度，最后由电容C4进行低通滤波后消除尖峰机械噪声后将检测信号送入控制器中。

具体使用时，本实用新型可适用于各种电机、旋转动力机械、通用机械、汽车及其运动部件的测试，例如各种型号柴油机、汽油机、风机、水泵、油泵、空气压缩机、汽车变速器分动器等。由于被测试对象的复杂性，测功机必须能够模拟提供各种特性的负载，如，常值负载、非线性负载，离散负载等。本实用新型采用三相鼠笼异步电机作为加载器，由于其结构简单、而且坚固耐用、惯量小，运行可靠、鲁棒性好等特点。采用能量可以双向流动的逆变器装置作为变频器，可以进行四象限运行，对感应电机进行直接转矩控制，当感应电机在被测机的驱动下处于发电状态下，在控制器的控制下可以很好的为被试机提供各种特性的负载。

测功机必须能够根据用户的要求给被试机提供所需要的模拟负载，事实上，大多数需要的线性和非线性等负载可以用式(1)来表示。

式(1)中T₀、C₁、C₂、C₃均为常数，J为模拟负载的转动惯量，为机械角速度。用户只要按照需要模拟负载的特性设定T₀、C₁、C₂、C₃和常数J，测功机的控制系统就会控制测功机来跟踪所设定的参考转矩值

用户就可以方便的设定出所需要特性的负载，来测试被试机在带不同负载下的工作特性，可以对被试进行全方位的性能测试。如对于恒转矩负载可以设式(1)中C₂、C₃为0，J要根据负载的具体情况确定，可以为零，也可以被试机的转动惯量；如对于风机型负载可以设T₀、C₁、C₃为零，C₂为某个常数，J要根据负载的具体情况确定。

综上所述，本实用新型通过设计转速检测单元来对转速传感器的检测信号进行处理，很好地抑制机械噪声和电网谐波对转速检测信号带来的干扰，同时很好地提升了检测信号的稳定性，保证转速检测精确有效，进而提升交流变频动态电力测功机的测试性能。

以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。

Claims (4)

1.一种交流变频动态电力测功机，包括变频器、测功机、被测机、控制器和转速检测单元，其特征在于：所述转速检测单元包括设置在所述测功机转子上的转速传感器，所述转速传感器的信号输出端依次通过双运放滤波调节电路和陷波稳定调节电路连接所述控制器。

2.根据权利要求1所述的交流变频动态电力测功机，其特征在于：所述所述双运放调节滤波电路包括运放器AR1和AR2，运放器AR1的同相输入端通过电阻R1连接所述转速传感器的信号输出端和电容C1的一端，运放器AR1的反相输入端和输出端连接电阻R3和R4的一端，电阻R3的另一端连接运放器AR2的反相输入端和电阻R2的一端，运放器AR2的同相输入端接地，运放器AR2的输出端连接电阻R2的另一端，并通过电容C2连接运放器AR1的同相输入端，电阻R4和电容C1的另一端连接所述陷波稳定调节电路的输入端。

3.根据权利要求2所述的交流变频动态电力测功机，其特征在于：所述陷波稳定调节电路包括三极管T1和T2，三极管T1的集电极连接电阻R5的一端和电阻R4的另一端，三极管T1和T2的基极连接电阻R5的另一端，并通过稳压二极管DZ1接地，三极管T2的发射极通过并联的电容C3和电感L1接地，三极管T1的发射极和T2的集电极连接所述控制器，并通过并联的电容C4和电阻R6接地。

4.根据权利要求1-3任一所述的交流变频动态电力测功机，其特征在于：所述所述测功机采用三相鼠笼异步电机。

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