[發明專利]一種檢測高壓熱電池可承受反灌能量的裝置

有效

• 申請號: 201510089998.1
• 申請日: 2015-02-27
• 公開（公告）號: CN104635168B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 徐禎祥;黃玉平;陳俊杰;閆麗媛;史晨虹
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 北京驥馳知識產權代理有限公司11422
• 代理人: 唐曉峰

技術領域

本發明涉及高壓熱電池領域，特別是指一種檢測高壓熱電池可承受反灌能量的裝置。

背景技術

機電伺服在工作過程中，機電作動器存在電動機、發電機兩種工作狀態，二者交互進行。機電作動器工作于電動機狀態，伺服驅動器對熱電池直流電進行逆變處理，驅動機電作動器推動噴管做功，將電能直接轉換為噴管機械能。電動機工作狀態下，機電作動器消耗電能，熱電池必須滿足機電作動器瞬時峰值電流和穩態負載維持電流需求。機電作動器工作于發電機狀態時，噴管負載制動能量轉換為電能，此部分電能通過功率電路疊加在熱電池輸出端。如果制動饋能不能夠及時的泄放，將導致母線電壓急劇升高，對伺服驅動器功率電路和熱電池形成沖擊，大大降低系統工作穩定性和可靠性。基于機電伺服上述工作特點，有必要采取設計措施對其工作過程中的能量進行管理，削弱電壓、電流沖擊，保證系統穩定、可靠工作。

目前，主要采用獨立電源管理器和伺服驅動器泄放兩種方法對能量進行管理。其中，使用電源管理器可以提高系統能量利用效率、減小熱電池設計容量、削弱熱電池輸出電壓波動、改善電源輸出品質，但作為一個獨立單機，電源管理器增加了系統組成環節，降低了系統可靠性，同時也增加了生產成本、降低了生產效率。伺服驅動器泄放方法是在電源管理器基礎上的簡化，它將泄放電阻置于伺服驅動器內部，制動時母線電壓超過設定門限，通過泄放電阻直接將系統饋能轉換為熱量消耗掉。此方法電路設計簡單、減小了系統組成環節、有利于提高系統可靠性，但能量利用效率低，同時對熱電池峰值輸出能力和承受反灌能力有特殊要求。

電源管理器和伺服驅動器泄放二者各有利弊，取舍的關鍵在于熱電池能否承受電流反灌、熱電池峰值輸出電流能否滿足系統瞬態響應需求、熱電池輸出電壓波動是否對系統特性有直接影響。

但是目前還缺少一種試驗裝置，來檢測驗證高壓熱電池能否承受機電伺服用電過程中產生的再生能量，從而優化電源設計。

發明內容

為了解決目前還缺少一種試驗裝置，來檢測驗證高壓熱電池能否承受機電伺服用電過程中產生的再生能量的問題，本發明提供的一種檢測高壓熱電池可承受反灌能量的裝置，解決了大功率機電伺服系統再生能量的檢測，同時本發明還可根據不同型號的要求，實現不同電壓不同容量的反灌能量而且波形不同，使得本發明具有通用性；而且本發明結構簡單，使用方便，為型號使用要求帶來便捷性，實用性也較強，目前已應用于3.5kW和10kW機電伺服系統研發設計中。

本發明提供的一種檢測高壓熱電池可承受反灌能量的裝置，包括：充電電路，包括電容器組；加載電路，包括待測試的高壓熱電池；所述充電電路為其內的電容器組充電至預設值，并將充電至預設值的所述電容器組作為反灌的電壓源加載至所述加載電路中的高壓熱電池兩端；所述加載電路用于在所述電容器組為所述待測試的高壓熱電池加載反灌的電壓源時，對所述待測試的高壓熱電池進行反灌能量測試。

在一些具體實施方案中，所述加載電路還用于在所述待測試的高壓熱電池兩端無反灌的電壓源時，為其加載一預定阻值的負載，對所述待測試的高壓熱電池進行供電測試。

在一些具體實施方案中，所述充電電路還包括可調電源、電壓表和可控開關；所述可調電源通過所述可控開關與所述電容器組的正極連接，所述電容器組的負極與所述可調電源的負極連接，所述電壓表并聯于所述可調電源兩端；所述可控開關在所述充電電路為所述電容器組充電時關閉，并在其它時刻斷開。

在一些具體實施方案中，所述加載電路還包括阻值可調的電子負載；所述電子負載的兩端分別與所述待測試的高壓熱電池的正、負極連接；所述加載電路在所述電容器組為所述待測試的高壓熱電池加載反灌的電壓源時，將所述電子負載調為空載狀態，并在所述待測試的高壓熱電池兩端無反灌的電壓源時，將所述電子負載阻值調整為預定阻值。

在一些具體實施方案中，所述可控開關為單刀雙擲開關；所述可控開關的不動端與所述電容器組的正極固定連接，所述可控開關的第一動端與所述可調電源的正極連接，第二動端與所述待測試的高壓熱電池的正極連接；所述電容器組的負極還與所述待測試的高壓熱電池的負極連接。

在一些具體實施方案中，所述充電電路還包括串聯于所述可控開關的不動端與所述電容器組的正極之間的第一電流表。

在一些具體實施方案中，所述加載電路還包括第二電流表和第三電流表；所述待測試的高壓熱電池的正極依次通過所述第二電流表、第三電流表后與所述電子負載的一端連接，所述可控開關的第二動端連接于所述第二電流表和第三電流表之間。

本發明的上述技術方案的有益效果如下：