[發(fā)明專利]柴油機(jī)工況模擬試驗臺

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010197350.3
• 申請日: 2010-06-10
• 公開（公告）號: CN101881694A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高曉敏;王秋琦;翁建斌;孔曼軍;廖鵬;金雅光;王天馳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 駱希聰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種柴油機(jī)工況模擬試驗臺，用電封閉功率驅(qū)動系統(tǒng)及激振控制系統(tǒng)模擬柴油機(jī)工況的試驗臺。

背景技術(shù)

柴油機(jī)運(yùn)行時，由于燃燒做功的不穩(wěn)定性，所輸出的轉(zhuǎn)矩為變動轉(zhuǎn)矩。一般試驗臺配套電機(jī)的輸出皆為恒定轉(zhuǎn)矩，跟柴油機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況存在一定差別，這導(dǎo)致被試件在真正配套柴油機(jī)使用時的一些特性參數(shù)與在一般試驗臺上測得的數(shù)據(jù)有所出入。

一般試驗臺的驅(qū)動和加載系統(tǒng)采用開放式系統(tǒng)，即一臺柴油機(jī)帶動被試件，負(fù)荷由水力測功器(電渦流測功器)加載，這種系統(tǒng)的不足之處是試驗臺所有的能量變成熱能消耗掉，大量浪費(fèi)能源。因此出現(xiàn)了封閉式試驗臺，封閉式試驗臺是將負(fù)載的能量反饋到驅(qū)動端，可以節(jié)約大約90％的能源。常用的封閉系統(tǒng)有機(jī)械封閉系統(tǒng)和電封閉系統(tǒng)，機(jī)械封閉系統(tǒng)受到被試件特性的限制，不能滿足所有傳動裝置的試驗需求，且加載機(jī)構(gòu)復(fù)雜。

因此，期望有一種通用性更強(qiáng)的電封閉系統(tǒng)。較佳地，期望該電封閉系統(tǒng)可以產(chǎn)生模擬柴油機(jī)實(shí)際運(yùn)行的變動轉(zhuǎn)矩。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電封閉的柴油機(jī)工況模擬試驗臺。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是一種柴油機(jī)工況模擬試驗臺，其特征在于包括一電封閉功率驅(qū)動系統(tǒng)以及一激振系統(tǒng)，其中該電封閉功率驅(qū)動系統(tǒng)包括整流單元、直流母線、第一逆變器、第二逆變器、驅(qū)動電機(jī)、以及加載電機(jī)，該整流單元的輸入端連接一交流電源，該整流單元的輸出端連接該直流母線，該第一逆變器和該第二逆變器連接該直流母線，該驅(qū)動電機(jī)的輸入端連接該第一逆變器，該驅(qū)動電機(jī)的輸出端連接試驗件的第一端，該加載電機(jī)的輸入端連接試驗件的第二端，該加載電機(jī)的輸出端連接該第二逆變器。該激振系統(tǒng)包括一激振電機(jī)，連接該加載電機(jī)以在試驗件軸系上產(chǎn)生變動轉(zhuǎn)矩。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的柴油機(jī)工況模擬試驗臺還包括變壓器，以提供該交流電源。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述驅(qū)動電機(jī)與上述試驗件之間設(shè)有變速齒輪箱。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述加載電機(jī)與上述試驗件之間設(shè)有變速齒輪箱。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述激振電機(jī)為同步伺服電機(jī)。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：

1、使用電封閉系統(tǒng)的通用性更強(qiáng)，可以滿足所有傳動裝置的試驗要求；

2、使用激振系統(tǒng)可以模擬柴油機(jī)實(shí)際運(yùn)行的變動轉(zhuǎn)矩。

附圖說明

為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說明，其中：

圖1示出本發(fā)明一實(shí)施例的電封閉功率驅(qū)動系統(tǒng)基本原理圖。

圖2示出本發(fā)明一實(shí)施例的激振系統(tǒng)原理圖。

圖3示出本發(fā)明一實(shí)施例的柴油機(jī)工況模擬試驗臺原理框圖。

圖4示出本發(fā)明一實(shí)施例的柴油機(jī)工況模擬試驗臺布置圖。

圖5示出本發(fā)明一實(shí)施例的激振頻率1Hz運(yùn)行波形圖(t＝3s)。

圖6示出本發(fā)明一實(shí)施例的激振頻率20Hz運(yùn)行波形圖(t＝3s)。

圖7示出本發(fā)明一實(shí)施例的激振頻率40Hz運(yùn)行波形圖(t＝1s)。

圖8示出本發(fā)明一實(shí)施例的激振頻率80Hz運(yùn)行波形圖(t＝1s)。

具體實(shí)施方式

概要地說，本發(fā)明的柴油機(jī)工況模擬試驗臺可包括電封閉功率驅(qū)動系統(tǒng)及激振控制系統(tǒng)。電封閉功率驅(qū)動系統(tǒng)用以構(gòu)成一個動力驅(qū)動及負(fù)載能量回收的電力系統(tǒng)。激振控制系統(tǒng)用以提供向電封閉功率驅(qū)動系統(tǒng)的軸系提供變動的扭矩，以模擬柴油機(jī)的實(shí)際工況。

圖1示出本發(fā)明一實(shí)施例的電封閉功率驅(qū)動系統(tǒng)基本原理圖。參照圖1所示，電封閉功率驅(qū)動系統(tǒng)10包括一驅(qū)動電機(jī)11、一加載電機(jī)12及配套的電氣控制系統(tǒng)，例如直流-交流的第一逆變器13、交流-直流的第二逆變器14、直流母線15、整流單元16以及變壓器17。此外，電封閉功率驅(qū)動系統(tǒng)10包括用以控制前述各個組件運(yùn)行的控制系統(tǒng)18(參照圖3所示)。變壓器17連接10KV的交流電，經(jīng)過變壓后提供690V的交流電。整流單元16的輸入端連接690V的交流電，輸出端連接直流母線15。第一逆變器13和第二逆變器14均連接直流母線15。其中第一逆變器13從直流母線15獲取電力，而第二逆變器14向直流母線15輸送電力。驅(qū)動電機(jī)11的輸入端連接第一逆變器13，由第一逆變器13供電。驅(qū)動電機(jī)11的輸出端連接試驗件100的第一端。加載電機(jī)11是一個發(fā)電機(jī)，其輸入端連接試驗件的第二端。加載電機(jī)11的輸出端連接第二逆變器14，以向第二逆變器14提供交流電。