測功臺架用自動調(diào)整風(fēng)速的風(fēng)冷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測功臺架用自動調(diào)整風(fēng)速的風(fēng)冷系統(tǒng)，包括電力測功機(jī)、轉(zhuǎn)速采集單元、VVVF變頻調(diào)速器、三相交流電源和冷卻風(fēng)機(jī)；所述電力測功機(jī)與被測動力系統(tǒng)的輸出軸連接，電力測功機(jī)利用自帶的轉(zhuǎn)速傳感器檢測被測動力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速信號；所述轉(zhuǎn)速采集單元與電力測功機(jī)連接，用于將轉(zhuǎn)速傳感器檢測的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化為電壓信號；所述VVVF變頻調(diào)速器分別與轉(zhuǎn)速采集單元、三相交流電源、冷卻風(fēng)機(jī)連接，三相交流電源經(jīng)過VVVF變頻調(diào)速器后接入到冷卻風(fēng)機(jī)上，轉(zhuǎn)速采集單元采集的轉(zhuǎn)速信號以輸入量的形式發(fā)送給VVVF變頻調(diào)速器，由VVVF變頻調(diào)速器對冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。本發(fā)明能夠模擬不同車速條件下的冷卻風(fēng)速。
【專利說明】測功臺架用自動調(diào)整風(fēng)速的風(fēng)冷系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車測試技術(shù)，具體涉及一種混合動力及純電動汽車用動力電機(jī)、動力總成(動力總成指發(fā)動機(jī)、動力電機(jī)、變速器\減速器等部件組合成的車用動力單元)進(jìn)行臺架試驗(yàn)時使用的一種可根據(jù)測功機(jī)轉(zhuǎn)速自動調(diào)整冷卻風(fēng)機(jī)輸出風(fēng)速的一種風(fēng)冷卻系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]動力電機(jī)和動力總成是混合動力以及純電動汽車的重要零部件之一，其性能的優(yōu)劣直接影響整車的行駛能力，因此在臺架試驗(yàn)中盡可能讓動力電機(jī)和動力總成模擬整車環(huán)境，是臺架測試數(shù)據(jù)真實(shí)可靠的保障。目前，在國內(nèi)動力系統(tǒng)臺架試驗(yàn)中，還沒有將整車運(yùn)行時不同車速引起動力系統(tǒng)冷卻風(fēng)速的變化列入試驗(yàn)條件中，通常在臺架試驗(yàn)時以恒定轉(zhuǎn)速的風(fēng)機(jī)進(jìn)行冷卻。這樣得到的試驗(yàn)結(jié)果通常與整車狀態(tài)有所偏差，導(dǎo)致一些問題不能在裝車前解決，進(jìn)而影響整個項(xiàng)目的開發(fā)進(jìn)度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種測功臺架用自動調(diào)整風(fēng)速的風(fēng)冷系統(tǒng)，能模擬不同車速條件下的冷卻風(fēng)速。
[0004]本發(fā)明所述的一種測功臺架用自動調(diào)整風(fēng)速的風(fēng)冷系統(tǒng)，包括電力測功機(jī)、轉(zhuǎn)速采集單元、VVVF變頻調(diào)速器、三相交流電源和冷卻風(fēng)機(jī)；
所述電力測功機(jī)與被測動力系統(tǒng)的輸出軸(即:發(fā)動機(jī)的輸出軸或動力電機(jī)的輸出軸)連接，電力測功機(jī)利用自帶的轉(zhuǎn)速傳感器檢測被測動力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速信號；
所述轉(zhuǎn)速采集單元與電力測功機(jī)連接，用于將轉(zhuǎn)速傳感器檢測的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化為電壓信號;
所述VVVF變頻調(diào)速器分別與轉(zhuǎn)速采集單元、三相交流電源、冷卻風(fēng)機(jī)連接，三相交流電源經(jīng)過VVVF變頻調(diào)速器后接入到冷卻風(fēng)機(jī)上，轉(zhuǎn)速采集單元采集的轉(zhuǎn)速信號以輸入量的形式發(fā)送給VVVF變頻調(diào)速器，由VVVF變頻調(diào)速器對冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。
[0005]所述轉(zhuǎn)速采集單元為電力測功機(jī)自帶的轉(zhuǎn)速采集單元。
[0006]所述VVVF變頻調(diào)速器由整流單元、逆變單元和PID控制單元組成，三相交流電源接入整流單元的輸入端，經(jīng)整流單元整流后轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姾笞鳛槟孀儐卧妮斎?；PID控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)速采集單元的輸入控制逆變單元中各開關(guān)管的開關(guān)頻率。
[0007]所述PID控制單元對整流單元的控制采用電壓、電流雙閉環(huán)的結(jié)構(gòu)；內(nèi)環(huán)設(shè)有用于限制動態(tài)電流、兼起保護(hù)作用的電流調(diào)節(jié)器；外環(huán)設(shè)有用于控制輸出電壓的電壓調(diào)節(jié)器；電壓-頻率控制信號加到電流調(diào)節(jié)器以前，先通過函數(shù)發(fā)生器將電壓給定信號提高，以補(bǔ)償電路壓降；
所述PID控制單元對逆變單元的控制由壓頻變換器、環(huán)形分配器和脈沖放大器組成；輸入電壓信號首先由壓頻變換器轉(zhuǎn)變成一系列脈沖信號，再經(jīng)環(huán)形分配器將脈沖列分配成六個一組相互間隔的具有一定寬度的脈沖信號，最后由脈沖放大器在不改變脈沖寬度的條件下對脈沖功率進(jìn)行放大后，依次分配給逆變器單元；冷卻風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器將冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電壓信號反饋至電壓調(diào)節(jié)器輸入，以此實(shí)現(xiàn)冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制。
[0008]測試時，將被測動力系統(tǒng)按電力測功機(jī)測試要求安裝到對應(yīng)的測試工裝上，將電力測功機(jī)與被測動力系統(tǒng)的輸出軸連接，并連接好相應(yīng)的管路和線纜。將冷卻風(fēng)機(jī)放置在動力系統(tǒng)模擬整車行駛方向上，并做好固定。三相交流電源經(jīng)過VVVF變頻調(diào)速器后接入到冷卻風(fēng)機(jī)上，轉(zhuǎn)速采集單元采集電力測功機(jī)轉(zhuǎn)速后，以輸入量的形式發(fā)送給VVVF變頻調(diào)速器，由VVVF變頻調(diào)速器對冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。從而實(shí)現(xiàn)以被測動力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制冷卻風(fēng)機(jī)輸出風(fēng)速的目的。
[0009]本發(fā)明所述測功臺架用自動調(diào)整風(fēng)速的風(fēng)冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):將被測動力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速(可換算為車速)作為控制冷卻風(fēng)機(jī)電機(jī)的控制信號，達(dá)到模擬不同車速條件下冷卻風(fēng)速自動調(diào)整的目的，提高了臺架測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明所述測功臺架用自動調(diào)整風(fēng)速的風(fēng)冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中VVVF變頻調(diào)速器原理圖；
圖3為圖2中整理單元原理圖；
圖4為圖2中逆變單元原理圖；
圖5為圖2中PID控制單元原理圖；
圖6為轉(zhuǎn)差頻率控制邏輯圖；
其中:1、電力測功機(jī)，2、被測動力系統(tǒng)，3、冷卻風(fēng)機(jī)，4、V V VF變頻調(diào)速器，5、三相交流電源，6、轉(zhuǎn)速采集單元，7、整流單元，8、逆變單元，9、PID控制單元，10、三相交流電源中的一相，11、晶閘管，12、電感，13、冷卻風(fēng)機(jī)繞組，14、電壓調(diào)節(jié)器，15、函數(shù)發(fā)生器，16、電流調(diào)節(jié)器，17、環(huán)形分配器，18、脈沖放大器，19、電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，20、壓頻變化器，21、絕對值變換器。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明；
如圖1所示的一種測功臺架用自動調(diào)整風(fēng)速的風(fēng)冷系統(tǒng)，包括電力測功機(jī)1、轉(zhuǎn)速采集單元6、VVVF變頻調(diào)速器4、三相交流電源5和冷卻風(fēng)機(jī)3。所述電力測功機(jī)I與被測動力系統(tǒng)2的輸出軸連接，電力測功機(jī)I利用自帶的轉(zhuǎn)速傳感器檢測被測動力系統(tǒng)2的轉(zhuǎn)速信號。所述轉(zhuǎn)速采集單元6為電力測功機(jī)I自帶的轉(zhuǎn)速采集單元6，該轉(zhuǎn)速采集單元6與電力測功機(jī)I連接，用于將轉(zhuǎn)速傳感器檢測的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化為O?5V的電壓信號。所述VVVF變頻調(diào)速器4分別與轉(zhuǎn)速采集單元6、三相交流電源5、冷卻風(fēng)機(jī)3連接，三相交流電源5經(jīng)過VVVF變頻調(diào)速器4后接入到冷卻風(fēng)機(jī)3上，轉(zhuǎn)速采集單元6采集的轉(zhuǎn)速信號以輸入量的形式發(fā)送給VVVF變頻調(diào)速器4，由VVVF變頻調(diào)速器4對冷卻風(fēng)機(jī)3進(jìn)行調(diào)速。
[0012]如圖2所示，VVVF變頻調(diào)速器4由整流單元7、逆變單元8、PID控制單元9組成。三相交流電源5接入整流單元7的輸入端，經(jīng)整流單元7整流后轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姾笞鳛槟孀儐卧?的輸入。PID控制單元9根據(jù)轉(zhuǎn)速采集單元6的輸入控制逆變單元8中各開關(guān)管的開關(guān)頻率，以此改變逆變單元8輸出三相電的電壓和頻率，進(jìn)而達(dá)到對冷卻風(fēng)機(jī)3電機(jī)調(diào)速的目的。
[0013]如圖3所示，整流單元7是由6個相同規(guī)格的晶閘管11組成的全波整理電路，由PID控制單元9控制其觸發(fā)脈沖，按圖中晶閘管11序號V1-V2-V3-V4-V5-V6的時序輪流觸發(fā)，從而將三相交流電整流成為幅值穩(wěn)定的直流電。
[0014]如圖4所示，逆變單元8是由6個相同規(guī)格的晶閘管11組成的三相橋式逆變電路，直流電源經(jīng)過電感12濾波后進(jìn)入逆變電路，由PID控制單元9控制其觸發(fā)脈沖，按圖中晶閘管11序號V7-V8-V9-V10-V11-V12的時序輪流觸發(fā)，將直流電逆變?yōu)镻WM電壓加載到冷卻風(fēng)機(jī)3繞組中，通過控制晶閘管11開關(guān)占空比達(dá)到變頻的目的。
[0015]如圖5所示，PID控制單元9對整流單元7的控制采用電壓、電流雙閉環(huán)的結(jié)構(gòu)。內(nèi)環(huán)設(shè)電流調(diào)節(jié)器16用于限制動態(tài)電流，兼起保護(hù)作用。外環(huán)設(shè)電壓調(diào)節(jié)器14用于控制輸出電壓。電壓-頻率控制信號加到電流調(diào)節(jié)器16以前，先通過函數(shù)發(fā)生器15將電壓給定信號提高，以補(bǔ)償電路壓降。對逆變單元8的控制由壓頻變換器20、環(huán)形分配器17和脈沖放大器18三部分組成。輸入電壓信號首先由壓頻變換器20轉(zhuǎn)變成一系列脈沖信號，再經(jīng)環(huán)形分配器17將脈沖列分配成六個一組相互間隔的具有一定寬度的脈沖信號，最后由脈沖放大器18在不改變脈沖寬度的條件下對脈沖功率進(jìn)行放大后，依次分配給逆變器單元8，分別觸發(fā)橋臂上相應(yīng)的六個晶閘管11。冷卻風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器19將冷卻風(fēng)機(jī)3轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電壓信號反饋至電壓調(diào)節(jié)器14輸入，以此實(shí)現(xiàn)冷卻風(fēng)機(jī)3轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制。
[0016]如圖6所示，本發(fā)明所述VVVF變頻調(diào)速器4的邏輯圖；其中:GAB為絕對值變換器，GF為函數(shù)發(fā)生器，ACR為電流調(diào)節(jié)器，GVF為壓頻率變換器，DRC為環(huán)形分配器，AP為脈沖放大器，UR為可控整流器，CSI為逆變器，DPI為極性鑒別器；利用異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩就近似與轉(zhuǎn)差角頻率成正比的原理，在控制系統(tǒng)中控制轉(zhuǎn)差角頻率，從而達(dá)到間接控制轉(zhuǎn)矩的目的。為實(shí)現(xiàn)以上目的采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制的模式，使風(fēng)機(jī)相應(yīng)速度更快，控制電路更加簡單。
【權(quán)利要求】
1.一種測功臺架用自動調(diào)整風(fēng)速的風(fēng)冷系統(tǒng)，其特征在于:包括電力測功機(jī)(I)、轉(zhuǎn)速采集單元(6 )、VVVF變頻調(diào)速器(4 )、三相交流電源(5 )和冷卻風(fēng)機(jī)(3 ); 所述電力測功機(jī)(I)與被測動力系統(tǒng)的輸出軸連接，電力測功機(jī)(I)利用自帶的轉(zhuǎn)速傳感器檢測被測動力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速信號； 所述轉(zhuǎn)速采集單元(6)與電力測功機(jī)(I)連接，用于將轉(zhuǎn)速傳感器檢測的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化為電壓信號； 所述VVVF變頻調(diào)速器(4)分別與轉(zhuǎn)速采集單元(6)、三相交流電源(5)、冷卻風(fēng)機(jī)(3)連接，三相交流電源(5 )經(jīng)過VVVF變頻調(diào)速器(4 )后接入到冷卻風(fēng)機(jī)(3 )上，轉(zhuǎn)速采集單元(6)采集的轉(zhuǎn)速信號以輸入量的形式發(fā)送給VVVF變頻調(diào)速器(4)，由VVVF變頻調(diào)速器(4)對冷卻風(fēng)機(jī)(3)進(jìn)行調(diào)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測功臺架用自動調(diào)整風(fēng)速的風(fēng)冷系統(tǒng)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)速采集單元(6)為電力測功機(jī)(I)自帶的轉(zhuǎn)速采集單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測功臺架用自動調(diào)整風(fēng)速的風(fēng)冷系統(tǒng)，其特征在于:所述VVVF變頻調(diào)速器(4)由整流單元(7)、逆變單元(8)和PID控制單元(9)組成，三相交流電源(5)接入整流單元(7)的輸入端，經(jīng)整流單元(7)整流后轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姾笞鳛槟孀儐卧?8)的輸入；PID控制單元(9)根據(jù)轉(zhuǎn)速采集單元(6)的輸入控制逆變單元(8)中各開關(guān)管的開關(guān)頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測功臺架用自動調(diào)整風(fēng)速的風(fēng)冷系統(tǒng)，其特征在于:所述PID控制單元(9)對整流單元(7)的控制采用電壓、電流雙閉環(huán)的結(jié)構(gòu)；內(nèi)環(huán)設(shè)有用于限制動態(tài)電流、兼起保護(hù)作用的電流調(diào)節(jié)器(16);外環(huán)設(shè)有用于控制輸出電壓的電壓調(diào)節(jié)器(14);電壓-頻率控制信號加到電流調(diào)節(jié)器(16)以前，先通過函數(shù)發(fā)生器(15)將電壓給定信號提高，以補(bǔ)償電路壓降； 所述PID控制單元(9)對逆變單元(8)的控制由壓頻變換器(20)、環(huán)形分配器(17)和脈沖放大器(18)組成；輸入電壓信號首先由壓頻變換器(20)轉(zhuǎn)變成一系列脈沖信號，再經(jīng)環(huán)形分配器(17)將脈沖列分配成六個一組相互間隔的具有一定寬度的脈沖信號，最后由脈沖放大器(18)在不改變脈沖寬度的條件下對脈沖功率進(jìn)行放大后，依次分配給逆變器單元(8);冷卻風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(19)將冷卻風(fēng)機(jī)(3)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電壓信號反饋至電壓調(diào)節(jié)器(14)輸入，以此實(shí)現(xiàn)冷卻風(fēng)機(jī)(3)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制。
【文檔編號】F04D27/00GK104235045SQ201410391938
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】余帆, 楊勇, 蒲江, 丁天喜, 楊松, 周金龍 申請人:重慶長安汽車股份有限公司, 重慶長安新能源汽車有限公司