一種大型礦用電動(dòng)輪自卸車交流傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種大型礦用電動(dòng)輪自卸車交流傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺，包括動(dòng)力總成系統(tǒng)、試驗(yàn)控制系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，動(dòng)力總成系統(tǒng)包括柴油機(jī)、同步發(fā)電機(jī)和第一勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，傳動(dòng)系統(tǒng)包括被試傳動(dòng)系統(tǒng)和負(fù)載傳動(dòng)系統(tǒng)，被試傳動(dòng)系統(tǒng)包括異步電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)矩傳感器，負(fù)載傳動(dòng)系統(tǒng)包括負(fù)載直流電機(jī)和負(fù)載電阻，試驗(yàn)控制系統(tǒng)與柴油機(jī)相連，柴油機(jī)、第一勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置分別與同步發(fā)電機(jī)相連，同步發(fā)電機(jī)與逆變器相連，逆變器與異步電動(dòng)機(jī)相連，異步電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩傳感器、負(fù)載直流電機(jī)依次串接，負(fù)載直流電機(jī)與負(fù)載電阻相連。本實(shí)用新型的動(dòng)力總成系統(tǒng)使試驗(yàn)臺能夠完整地模擬礦用電動(dòng)輪自卸車的實(shí)際工況，模擬性能好且精度高，并能進(jìn)一步驗(yàn)證整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)各項(xiàng)性能。
【專利說明】一種大型礦用電動(dòng)輪自卸車交流傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種大型礦用電動(dòng)輪自卸車交流傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子和交流調(diào)速技術(shù)的日趨成熟，大功率交流傳動(dòng)系統(tǒng)在工程車輛領(lǐng)域的應(yīng)用得到迅速發(fā)展，在大型礦用電動(dòng)輪自卸車的應(yīng)用中，逐漸取代傳統(tǒng)傳動(dòng)占據(jù)主導(dǎo)地位。在傳動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)階段，可以應(yīng)用Matlab、Saber等軟件的非實(shí)時(shí)建模和仿真方法驗(yàn)證傳動(dòng)系統(tǒng)的功能和性能；然而在驗(yàn)證整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，包括軟硬件及其中的子系統(tǒng)，單純的仿真往往顯得無能為力；傳動(dòng)系統(tǒng)現(xiàn)場試驗(yàn)，將會(huì)受到研發(fā)周期、研發(fā)成本甚至試驗(yàn)條件等因素的制約。因此，在試驗(yàn)室建立試驗(yàn)系統(tǒng)無疑是最合適的選擇。
[0003]為測試不同傳動(dòng)系統(tǒng)的性能，國內(nèi)研究了各類交流傳動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)，多用于軌道交通或混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)測試。目前的交流傳動(dòng)試驗(yàn)臺都采用傳動(dòng)系統(tǒng)+控制系統(tǒng)的模式，傳動(dòng)系統(tǒng)是交流傳動(dòng)試驗(yàn)臺的硬件組成部分，是用來模擬實(shí)車功率輸入、傳遞和輸出的載體。當(dāng)前，還沒有專用于礦用電動(dòng)輪自卸車的交流傳動(dòng)試驗(yàn)平臺，沒有考慮電源輸入的動(dòng)力總成系統(tǒng)，無法對動(dòng)力總成系統(tǒng)的控制與電機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)測試，從而不能完整的模擬實(shí)車運(yùn)行工況。
[0004]專利號為201110245778.5的專利《一種節(jié)能型直流電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)》所采用的試驗(yàn)平臺基本采用直流回饋，傳動(dòng)系統(tǒng)中的陪試負(fù)載單元與被試傳動(dòng)單元由同一整流電源供電，被試系統(tǒng)不可更換，不具有廣泛性。
[0005]專利號為201210208574.9的專利《一種電動(dòng)汽車電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)及控制方法》中試驗(yàn)臺不能固定電機(jī)轉(zhuǎn)軸，進(jìn)而不能完成電機(jī)的堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)，而且負(fù)載單元的勵(lì)磁電流不能依據(jù)試驗(yàn)需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種模擬性好、精度高、功能齊全的大型礦用電動(dòng)輪自卸車交流傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺。
[0007]本實(shí)用新型解決上述問題的技術(shù)方案是:一種大型礦用電動(dòng)輪自卸車交流傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺，包括動(dòng)力總成系統(tǒng)、試驗(yàn)控制系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，所述動(dòng)力總成系統(tǒng)包括柴油機(jī)、同步發(fā)電機(jī)以及第一勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括被試傳動(dòng)系統(tǒng)以及負(fù)載傳動(dòng)系統(tǒng)，被試傳動(dòng)系統(tǒng)包括異步電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)矩傳感器，負(fù)載傳動(dòng)系統(tǒng)包括負(fù)載直流電機(jī)和負(fù)載電阻，所述試驗(yàn)控制系統(tǒng)與柴油機(jī)相連，柴油機(jī)、第一勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置分別與同步發(fā)電機(jī)相連，所述同步發(fā)電機(jī)與逆變器的輸入端相連，逆變器的輸出端與異步電動(dòng)機(jī)相連，所述異步電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩傳感器、負(fù)載直流電機(jī)依次串接，所述轉(zhuǎn)矩傳感器的信號輸出端與試驗(yàn)控制系統(tǒng)相連，所述負(fù)載直流電機(jī)的輸出端與負(fù)載電阻相連。
[0008]所述動(dòng)力總成系統(tǒng)還包括轉(zhuǎn)速控制裝置，所述轉(zhuǎn)速控制裝置分別與柴油機(jī)、試驗(yàn)控制系統(tǒng)相連。[0009]所述同步發(fā)電機(jī)與逆變器之間還設(shè)有第一整流器。
[0010]所述被試傳動(dòng)系統(tǒng)還包括飛輪組，所述飛輪組置于轉(zhuǎn)矩傳感器與負(fù)載直流電機(jī)之間。
[0011]所述負(fù)載傳動(dòng)系統(tǒng)還包括第二勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，所述第二勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置與負(fù)載直流電機(jī)相連。
[0012]所述第二勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置包括調(diào)壓器和第二整流器，調(diào)壓器的輸出端與第二整流器的輸入端相連，第二整流器的輸出端與負(fù)載直流電機(jī)相連。
[0013]所述第一勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置包括勵(lì)磁電機(jī)和第三整流器，所述勵(lì)磁電機(jī)的輸出端與第三整流器的輸入端相連，第三整流器的輸出端與同步發(fā)電機(jī)相連。
[0014]所述異步電動(dòng)機(jī)與轉(zhuǎn)矩傳感器之間、轉(zhuǎn)矩傳感器與飛輪組之間、飛輪組與負(fù)載直流電機(jī)之間均通過聯(lián)軸器剛性連接。
[0015]所述大型礦用電動(dòng)輪自卸車交流傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺還包括一臺PC機(jī)，所述PC機(jī)分別與柴油機(jī)、同步發(fā)電機(jī)相連。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型設(shè)有動(dòng)力總成系統(tǒng)，動(dòng)力總成系統(tǒng)的加入使試驗(yàn)臺能夠完整地模擬礦用電動(dòng)輪自卸車的實(shí)際工況，而且能進(jìn)一步驗(yàn)證整個(gè)礦用電動(dòng)輪自卸車交流電傳動(dòng)系統(tǒng)各項(xiàng)性能，增加了試驗(yàn)臺的功能性；被試傳動(dòng)系統(tǒng)和負(fù)載傳動(dòng)系統(tǒng)之間的電路獨(dú)立，使被試傳動(dòng)系統(tǒng)具有可更換性，同時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩也具有多樣性；異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸能通過聯(lián)軸器有效固定，使試驗(yàn)臺兼做堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下的各種性能試驗(yàn)，綜合來說，整體試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)布置合理，模擬性好，精度高，功能全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型包括動(dòng)力總成系統(tǒng)20、試驗(yàn)控制系統(tǒng)19和傳動(dòng)系統(tǒng)16，所述的動(dòng)力總成系統(tǒng)20包括柴油機(jī)1、同步發(fā)電機(jī)2、轉(zhuǎn)速控制裝置15、第一勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，所述第一勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置包括第三整流器18和勵(lì)磁電機(jī)17，勵(lì)磁電機(jī)17的輸出端與第三整流器18的輸入端相連，第三整流器18的輸出端與同步發(fā)電機(jī)2相連，第三整流器18和勵(lì)磁電機(jī)17通過調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)2的勵(lì)磁電流，使直流母線電壓在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生變化，以滿足試驗(yàn)要求；所述試驗(yàn)控制系統(tǒng)19與柴油機(jī)I相連，柴油機(jī)I與同步發(fā)電機(jī)2相連，柴油機(jī)1、同步發(fā)電機(jī)2給傳動(dòng)系統(tǒng)提供電源，轉(zhuǎn)速控制裝置15分別與柴油機(jī)1、試驗(yàn)控制系統(tǒng)19相連，轉(zhuǎn)速控制裝置15將柴油機(jī)I的轉(zhuǎn)速信號輸入至試驗(yàn)控制系統(tǒng)19，第一勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置將勵(lì)磁電流輸入至試驗(yàn)控制系統(tǒng)19，試驗(yàn)控制系統(tǒng)19根據(jù)被試電機(jī)的功率需求再對動(dòng)力總成系統(tǒng)個(gè)20發(fā)出勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)指令。
[0020]所述動(dòng)力總成系統(tǒng)20能接收試驗(yàn)控制系統(tǒng)19發(fā)出的對柴油機(jī)I轉(zhuǎn)速控制和勵(lì)磁電流控制指令，同時(shí)具備數(shù)據(jù)記錄功能。同步發(fā)電機(jī)2發(fā)出的交流電經(jīng)過第一整流器3整流和逆變器4逆變后變成頻率和電壓可調(diào)的交流電，從而調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)5的轉(zhuǎn)速，滿足負(fù)載的變化。所述試驗(yàn)控制系統(tǒng)19包括變頻器和監(jiān)控裝置，通過試驗(yàn)控制系統(tǒng)19對動(dòng)力總成系統(tǒng)20發(fā)出控制指令，并時(shí)刻監(jiān)測動(dòng)力總成系統(tǒng)20的各種數(shù)據(jù)，例如柴油機(jī)I的轉(zhuǎn)速和母線電壓大小，試驗(yàn)控制系統(tǒng)19也便于動(dòng)力總成系統(tǒng)20與交流變頻控制系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)測試，使動(dòng)力總成系統(tǒng)20與交流變頻系統(tǒng)能協(xié)調(diào)配合，很好實(shí)現(xiàn)對整個(gè)礦用電動(dòng)輪自卸車的控制，為了記錄柴油機(jī)I的轉(zhuǎn)速和功率、同步發(fā)電機(jī)2勵(lì)磁電流的數(shù)據(jù)，還包括一臺PC機(jī)，PC機(jī)與柴油機(jī)1、同步發(fā)電機(jī)2相連，實(shí)時(shí)記錄柴油機(jī)I的轉(zhuǎn)速和功率、同步發(fā)電機(jī)2勵(lì)磁電流的數(shù)據(jù)。
[0021]所述的傳動(dòng)系統(tǒng)16包括被試傳動(dòng)系統(tǒng)9和負(fù)載傳動(dòng)系統(tǒng)10,所述被試傳動(dòng)系統(tǒng)9包括異步電動(dòng)機(jī)5、轉(zhuǎn)矩傳感器6、飛輪組7，所述負(fù)載傳動(dòng)系統(tǒng)10包括負(fù)載直流電機(jī)8、負(fù)載電阻11、第二勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置13，所述異步電動(dòng)機(jī)5與轉(zhuǎn)矩傳感器6之間、轉(zhuǎn)矩傳感器6與飛輪組7之間、飛輪組7與負(fù)載直流電機(jī)8之間均通過聯(lián)軸器剛性連接，使異步電動(dòng)機(jī)5不能旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行電機(jī)的堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)。在異步電動(dòng)機(jī)5和負(fù)載直流電機(jī)8之間串接轉(zhuǎn)矩傳感器6和飛輪組7，轉(zhuǎn)矩傳感器6的輸出端與試驗(yàn)控制系統(tǒng)19相連，通過轉(zhuǎn)矩傳感器6可實(shí)時(shí)監(jiān)測異步電動(dòng)機(jī)5輸出的轉(zhuǎn)矩，飛輪組7提供轉(zhuǎn)動(dòng)慣量平衡動(dòng)載荷，解決試驗(yàn)臺的穩(wěn)定性，負(fù)載直流電機(jī)8對被試的異步電動(dòng)機(jī)5進(jìn)行加載，第二勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置13由第二整流器12和調(diào)壓器14組成，調(diào)壓器14的輸出端與第二整流器12的輸入端相連，第二整流器12的輸出端與負(fù)載直流電機(jī)8相連，第二勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置13能調(diào)節(jié)負(fù)載直流電機(jī)8的勵(lì)磁電流，改變負(fù)載直流電機(jī)8的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和功率，以滿足試驗(yàn)要求的勵(lì)磁電壓、電流自動(dòng)控制需要，完成牽引和制動(dòng)工況下的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率試驗(yàn)要求。負(fù)載傳動(dòng)系統(tǒng)10與被試傳動(dòng)系統(tǒng)9的電路各自獨(dú)立，解決了被試傳動(dòng)系統(tǒng)9的更換問題，從而使試驗(yàn)臺具有廣泛性，負(fù)載直流電機(jī)8發(fā)出的電能通過負(fù)載電阻11消耗掉。
[0022]本實(shí)用新型的動(dòng)力總成系統(tǒng)20使試驗(yàn)臺能夠完整地模擬礦用電動(dòng)輪自卸車的實(shí)際工況，而且能進(jìn)一步驗(yàn)證整個(gè)礦用電動(dòng)輪自卸車交流電傳動(dòng)系統(tǒng)各項(xiàng)性能，增加了試驗(yàn)臺的功能性；被試傳動(dòng)系統(tǒng)9和負(fù)載傳動(dòng)系統(tǒng)10之間的電路獨(dú)立,使被試傳動(dòng)系統(tǒng)9具有可更換性，同時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩也具有多樣性；異步電動(dòng)機(jī)5的轉(zhuǎn)軸能通過聯(lián)軸器有效固定，使試驗(yàn)臺兼做堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下的各種性能試驗(yàn)，綜合來說，整體試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)布置合理，模擬性好，精度高，功能齊全，能滿足礦山裝備車輛電傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)研究的要求。
【權(quán)利要求】
1.一種大型礦用電動(dòng)輪自卸車交流傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺，其特征在于:包括動(dòng)力總成系統(tǒng)、試驗(yàn)控制系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，所述動(dòng)力總成系統(tǒng)包括柴油機(jī)、同步發(fā)電機(jī)以及第一勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括被試傳動(dòng)系統(tǒng)以及負(fù)載傳動(dòng)系統(tǒng)，被試傳動(dòng)系統(tǒng)包括異步電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)矩傳感器，負(fù)載傳動(dòng)系統(tǒng)包括負(fù)載直流電機(jī)和負(fù)載電阻，所述試驗(yàn)控制系統(tǒng)與柴油機(jī)相連，柴油機(jī)、第一勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置分別與同步發(fā)電機(jī)相連，所述同步發(fā)電機(jī)與逆變器的輸入端相連，逆變器的輸出端與異步電動(dòng)機(jī)相連，所述異步電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩傳感器、負(fù)載直流電機(jī)依次串接，所述轉(zhuǎn)矩傳感器的信號輸出端與試驗(yàn)控制系統(tǒng)相連，所述負(fù)載直流電機(jī)的輸出端與負(fù)載電阻相連。
2.如權(quán)利要求1所述的大型礦用電動(dòng)輪自卸車交流傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺，其特征在于:所述動(dòng)力總成系統(tǒng)還包括轉(zhuǎn)速控制裝置，所述轉(zhuǎn)速控制裝置分別與柴油機(jī)、試驗(yàn)控制系統(tǒng)相連。
3.如權(quán)利要求1所述的大型礦用電動(dòng)輪自卸車交流傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺，其特征在于:所述同步發(fā)電機(jī)與逆變器之間還設(shè)有第一整流器。
4.如權(quán)利要求1所述的大型礦用電動(dòng)輪自卸車交流傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺，其特征在于:所述被試傳動(dòng)系統(tǒng)還包括飛輪組，所述飛輪組置于轉(zhuǎn)矩傳感器與負(fù)載直流電機(jī)之間。
5.如權(quán)利要求1所述的大型礦用電動(dòng)輪自卸車交流傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺，其特征在于:所述負(fù)載傳動(dòng)系統(tǒng)還包括第二勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，所述第二勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置與負(fù)載直流電機(jī)相連。
6.如權(quán)利要求5所述的大型礦用電動(dòng)輪自卸車交流傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺，其特征在于:所述第二勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置包括調(diào)壓器和第二整流器，調(diào)壓器的輸出端與第二整流器的輸入端相連，第二整流器的輸出端與負(fù)載直流電機(jī)相連。
7.如權(quán)利要求5所述的大型礦用電動(dòng)輪自卸車交流傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺，其特征在于:所述第一勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置包括勵(lì)磁電機(jī)和第三整流器，所述勵(lì)磁電機(jī)的輸出端與第三整流器的輸入端相連，第三整流器的輸出端與同步發(fā)電機(jī)相連。
8.如權(quán)利要求5所述的大型礦用電動(dòng)輪自卸車交流傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺，其特征在于:所述異步電動(dòng)機(jī)與轉(zhuǎn)矩傳感器之間、轉(zhuǎn)矩傳感器與飛輪組之間、飛輪組與負(fù)載直流電機(jī)之間均通過聯(lián)軸器剛性連接。
9.如權(quán)利要求5所述的大型礦用電動(dòng)輪自卸車交流傳動(dòng)綜合試驗(yàn)臺，其特征在于:還包括一臺PC機(jī)，所述PC機(jī)分別與柴油機(jī)、同步發(fā)電機(jī)相連。
【文檔編號】G01R31/34GK203629836SQ201320875134
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】朱廣輝, 陳鴻蔚, 夏云清, 柳微舒, 張彥燁 申請人:湘潭電機(jī)股份有限公司