专利名称：宽负载模拟控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机测试设备，特别是一种宽负载模拟控制器。
背景技术：
在各类电机的型式试验系统中，给电机施加负载是电机性能试验必备的主要设 备，电机型式试验系统的负载设备必须具有宽范围的调节能力，以适应不同的被试对象，而 且电机试验过程中还必须对负载的大小进行宽范围的调节，如此才能绘制被试电机的负载 特性曲线，完成整个负载试验，而目前还没有运用工控机控制直流调速器及负载直流电机 组成的宽负载模拟测试设备。
发明内容本实用新型的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供一种宽负载模拟控制器。 其主要功能是为被试验电机提供负载，并可以根据被试对象的负载曲线，模拟负载变化过 程，实现负载特性的测绘。该负载模拟控制器的特点是负载功率调节范围宽，可以完成 电机从零负载到150%负载的任意调节；负载转速变化范围宽，满足目前2极60Hz电机 (3600r/min)的试验需求；具有很高的稳定性，本实用新型能根据目标负载值自动跟踪负 载变化并快速响应、调节负载使其稳定在需要的范围，控制器具有高动态性能、宽范围调节 的能力。本实用新型由工控机1、直流调速器2、负载直流电机3、机械功率测量仪4、电源及 隔离部分5、变速箱6、被测试电机7、转矩转速传感器8组成，其特征在于机械功率测量仪4 经转矩转速传感器8获取被测试电机7的转速数据，目标设定值及采集和机械功率测量仪 4的功率反馈量接入工控机1的输入端，工控机1处理后的数据信号经电连接到直流调速 器2的输入端，直流调速器2为一台四象限运行的直流调速器，直流调速器2输入数据信号 来自工控机1，并采集来自负载直流电机3的转速反馈信号，经直流调速器2处理后输出给 负载直流电机3的电枢，被试验电机经变速箱6与负载直流电机3机械连接，电源及隔离部 分5对直流调速器2供电。本实用新型的优点是有效提高了电机试验系统自动化程度，特别是提高了负载稳 定度，简化了试验加载系统的操作，另外控制器可自动监视被试验电动机的负载变化情况， 对于负载突变情况进行有效监控，因此也提高了电机试验系统的可靠性和安全性。
图1本实用新型的电气线路框图；图2本实用新型的电气线路原理图。图中1工控机、2直流调速器、3负载直流电机、机械功率测量仪4、5电源及隔离 部分、6变速箱、7被试验电机、8转矩转速传感器、QKl隔离刀开关、QF空气断路器、KMl接 触器、L隔离变压器、Wl电位器、W2电位器、Jl继电器。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例本实用新型由工控机(研华PCA-6006工控机)1、直流调速器2、负载直流电机3、 机械功率测量仪4、电源及隔离部分5、变速箱6组成。以工控机1为核心，通过一台四象限 运行的直流调速器2，控制一台负载直流电机3，由于直流电机的转速范围有限，在负载直 流电机3和被测试电机之间增加一台变速箱6，达到拓展转速范围的目的。本实用新型根据工控机1的指令，通过直流调速系统调节负载直流电机3的电枢 电压，以此来调节被测试电机负载的大�。蓖ü凳奔嗖庾刈伲扑闶导矢涸刂担� 负载发生变化后即时发出指令对负载直流电机3进行调节，达到稳定负载的目的。本实用新型以工控机1来控制强电系统，控制器的控制回路与系统主回路进行隔 离以增强抗干扰能力，适合电气干扰较大的环境，同时可有效防止本控制器的运行干扰到 系统其他控制设备和测量设备以及对电源的电气污染，参见图1。机械功率测量仪4经转矩转速传感器8获取被测试电机7的转速数据，目标设定 值输入工控机ι输入端，工控机1对机械功率测量仪4的实际功率反馈量采样，采样数据接 入工控机1的输入端，由工控机1处理后的数据信号经电连接到直流调速器2的输入端，工 控机1进行数字PID (比例-积分-微分控制器)调节发出目标值到直流调速器2，作为直 流调速器2的给定值，直流调速器2为一台四象限运行的直流调速器，直流调速器2输入数 据信号来自工控机1目标设定值并采集来自负载直流电机3的转速反馈信号，经直流调速 器2处理后输出给负载直流电机3的电枢，改变负载直流电机3机的转速和转矩，从而达到 调节被试验电动机负载的目的，完成负载大小的调节。直流调速器2的电源由电源及隔离5部分而来，电源由电源及隔离5主要有隔离 刀开关QK1、空气断路器QF和动作开关接触器KMl以及隔离变压器L连接组成，电源及隔 离部分的进线端与电网连接，出线端与直流调速器2、负载直流电机3连接。其主要作用是 供电给直流调速器2作为驱动负载直流电机3的电源，并对直流调速器2的逆变进行与电 网的隔离，防止污染电网以及防止对其他机电设备和测量仪器仪表造成干扰等。直流调速 器2也是本装置的重要部件，其主要作用是驱动负载直流电机3，并对负载直流电机3的发 电进行逆变并反馈到电网，因此，本控制器也是一种节电式负载稳定设备，特别适用于大功 率被试验电动机，本实用新型加载范围可以从零转矩开始到额定转矩这一宽范围内任意进 行负载调节，具有无极调节的特点，直流调速器2的输入端管脚1 7接入两个手动调节负 载给定值的电位器。直流调速器2的输入端管脚1 7接入两个电位器Wl、W2，其中的Wl 和W2主要作用是保留作为手动调节负载的给定值，直流调速器2的输入端管脚4854接入 一用于在非正常状态下保护系统的截止继电器J1，继电器Jl的作用是在负载大范围突变 的非正常状态下，对调速器进行截止，保护整个控制器系统。负载直流电机3的作用即是给 被试验电动机进行加载，其加载根据负载直流电机3特性可分为恒定转矩和恒定转速两种 情况，特别适用于电动机和变速齿轮箱等的试验。由于高转速大功率直流机的价格昂贵，维 护保养和使用困难，因此本实用新型特别增加了变速箱6，变速箱6为齿轮变速箱，在转速 较高如3000r/min或3600r/min的试验场合下，仍然可以用低转速负载直流机，降低成本， 大大增加了控制器宽转速范围使用，使本控制器具有宽转速范围的特点，同时也提高了本控制器使用的可靠性。其中的Wl和W2主要作用是保留作为手动调节负载的给定，Jl继电 器的作用是在负载大范围突变的非正常状态下，对整个调速器进行截止，具有保护控制器 的作用。负载直流机3的作用即是给被试验电动机进行加载，其加载根据负载直流电机3 特性可分为恒定转矩和恒定转速两种情况，参见图2。
权利要求1.一种宽负载模拟控制器，包括工控机(1)、直流调速器(2)、负载直流电机(3)、机械 功率测量仪(4)、电源及隔离部分(5)、变速箱(6)、被测试电机(7)、转矩转速传感器(8)，其 特征在于机械功率测量仪(4)经转矩转速传感器(8)获取被测试电机(7)转速数据，目标 设定值及采集和机械功率测量仪(4)的功率反馈量接入工控机(1)的输入端，工控机(1) 处理后的数据信号经电连接到直流调速器(2)的输入端，直流调速器(2)输入数据信号来 自工控机(1)，并采集来自负载直流电机(3)的转速反馈信号，经直流调速器(2)处理后输 出给负载直流电机(3)的电枢，被试验电机经变速箱(6)与负载直流电机(3)机械连接，电 源及隔离部分(5)对直流调速器(2)供电。
2.根据权利要求1所述的宽负载模拟控制器，其特征在于电源及隔离部分由隔离刀开 关、空气断路器、动作开关接触器及隔离变压器连接组成，电源及隔离部分的进线端与电网 连接，出线端与直流调速器(2)、负载直流电机(3)连接。
3.根据权利要求1所述的宽负载模拟控制器，其特征在于直流调速器(2)为一台四象 限运行的直流调速器。
4.根据权利要求1所述的宽负载模拟控制器，其特征在于直流调速器(2)的输入端管 脚(1 7)接入两个手动调节负载给定值的电位器。
5.根据权利要求1所述的宽负载模拟控制器，其特征在于直流调速器(2)的输入端管 脚(48、54)接入一用于在非正常状态下保护系统的截止继电器。
专利摘要一种宽负载模拟控制器，本实用新型由工控机1、直流调速器2、负载直流电机3、机械功率测量仪4、电源及隔离部分5、变速箱6组成，其特征在于设定值及采集的功率反馈量接入工控机1的输入端，工控机1处理后的数据信号及手动信号输入给直流调速器2，直流调速器2为一台四象限运行的直流调速器，直流调速器2采集来自负载直流电机3的转速反馈信号，经直流调速器2处理后输出给负载直流电机3的电枢，被试验电机经变速箱6与负载直流电机3机械连接，电源及隔离部分5对直流调速器2供电。本实用新型的优点是控制器可自动监视被试验电动机的负载变化情况，对于负载突变情况进行有效监控，因此也提高了电机试验系统的可靠性和安全性。
文档编号G01R1/00GK201867476SQ20102024933
公开日2011年6月15日 申请日期2010年7月2日 优先权日2010年7月2日
发明者王传军, 童陟嵩, 陈伟华 申请人:上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司, 上海电科电机科技有限公司
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