[發明專利]一種電力測功機

無效

• 申請號: 201110448170.2
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN102494820A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 孫衛波
• 申請（專利權）人: 北京市三一重機有限公司
• 主分類號: G01L3/24
• 分類號: G01L3/24
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李秋香;逯長明

技術領域

本發明涉及工程機械技術領域，特別涉及一種電力測功機。

背景技術

目前國際上控制旋轉機械扭矩和速度的加載設備通常選用測功機，我國測功機行業制造技術水平低，性能不穩定，處于產品模仿階段。并且動力和加載均需耗能，尤其對于載荷大、試驗時間長的試驗，耗能產生的費用成為企業的沉重負擔。

測功機一般分為水力測功機、渦流測功機、電力測功機。

水力測功機具有低速低轉矩、高速高轉矩的動力特性，不適用于低速大轉矩的旋轉機械的試驗加載，并且在轉速低于一定值時會產生振動不穩定加載性能變差的缺陷。而且水力測功機不能作為反拖設備無法雙向加載。另外，水力測功機由水冷卻和能量轉化時都要耗費能量，能量不能回收，耗能大。

渦流測功機低速加載性能較水力測功機差，不能作為反拖設備無法雙向加載，水冷卻和能量轉化時都要耗費能量，能量不能回收，耗能大。

參見圖1，現有電力測功機是電動機和發電機的組合體，啟動時是電動機，消耗電能帶動發動機(旋轉機械)開始運轉；發動機(旋轉機械)運轉后就轉變成發電機，可以將發動機(旋轉機械)的機械能轉化成電能，電能還可以饋入電網加以利用。電力測功機加載雖然具有節能、低高速范圍內良好的雙向加載及拖動特性、瞬態加載快速響應特性、反拖特性、基建費用低等優點。但是電力測功機加載具有以下缺點：

大功率電力測功機價格昂貴一次性投入大。電力測功機是單軸輸出，加載兩個旋轉試件時需要兩個電力測功機，相當兩個電動機和兩個發電機。體積大并且價格高。

能量與電網組成外循環，受電網波動影響加載不穩定，能量回饋至電網沖擊和污染電網，能量利用率低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種電力測功機，用于解決現有技術中成本高，無法實現正反拖動，能量利用率低等問題。

本發明提供一種電力測功機，包括機械傳動系統和變頻控制系統；

所述機械傳動系統包括對稱布置，且同向旋轉連接，正、反互相拖動兩組傳動子系統；

每個傳動子系統包括變頻電機、減速機或增速機；

兩組傳動子系統的減速機或增速機分別連接被測試旋轉件和陪測試旋轉件；所述被測試旋轉件和陪測試旋轉件柔性連接，同步轉動；

所述變頻控制系統包括兩個變頻器，兩個所述變頻器分別與兩組傳動子系統的變頻電機相連，兩個所述變頻器之間通過直流母線相連；

所述變頻控制系統通過所述變頻器對所述變頻電機進行閉環控制。

優選地，與兩組傳動子系統相連的變頻器采用同功率變頻器，分別直接驅動兩組傳動子系統的同容量變頻電機。

優選地，所述變頻控制系統包括與變頻器相連的可編程控制器、與所述可編程控制器相連的上位機。

優選地，所述變頻控制系統包括動力驅動系統和加載控制系統；

動力驅動系統和加載控制系統均采用變頻器直接驅動變頻電機。

優選地，所述被測試旋轉件的輸出軸安裝有轉速傳感器；所述變頻器為直接轉矩控制變頻器；

所述變頻器包括PID比較控制器，所述PID比較控制器對給定速度值及所述轉速傳感器采集的轉速偏差信號值進行比較和差分，所述變頻器根據PID比較控制器的反饋結果，控制所述變頻電機的輸出頻率。

優選地，安裝有所述陪測試旋轉件的傳動子系統的變頻電機的軸頭安裝有轉矩傳感器；所述變頻器包括PID比較控制器；

當實際速度達到給定速度值的預定比例時，加載用的變頻電機給定轉矩；所述PID比較控制器對所述變頻電機給定的轉矩給定值及所述轉矩傳感器采集的轉矩偏差信號值進行比較和差分，所述變頻器根據PID比較控制器的反饋結果控制所述變頻電機的輸出電流和電壓。

優選地，所述給定速度值和/或，轉矩給定值通過所述上位機設定。

優選地，兩個所述變頻器與電網之間均連接有濾波電路。

優選地，所述變頻電機采用伺服電機替代，所述變頻器采用伺服控制器替代。

優選地，所述直流母線并聯有制動單元，用于按照預設定的時間，將所述機械傳動系統制動到零速。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：