专利名称：电力测功机的加载装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电力测功机的加载装置。
背景技术：
如今，电力测功机被广泛用于电机、变频器、伺服驱动器测试，汽车底盘测试等领域。然而，现有的电力测功机存在以下问题1)其往往采用可四象限工作的变频器来实现加载以及能量回馈功能，而缺少扭矩闭环的功能；2)其需要配备扭矩转速测试仪，或将数据送到上位机的手段进行观测、分析，这增加了设备成本；3)目前的扭矩转速传感器的转速测量部件只有60个齿，无法满足转速低于Irpm的测试要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可解决上述问题的电力测功机的加载装置。本发明提供了一种电力测功机的加载装置，包括双PWM功率电路和控制电路，控制电路通过电缆连接双PWM功率电路，控制电路包含数字信号处理器、编码器接口电路和扭矩传感器接口电路，其特征在于，数字信号处理器分别与编码器接口电路和扭矩传感器接口电路相连，扭矩传感器接口电路采集扭矩传感器的扭矩信号，并将扭矩信号传送到数字信号处理器，编码器接口电路用于从加载电机接收转速信号，并将转速信号传送到数字信号处理器。控制电路还包括微控制器单元，其用于读取按键的扭矩输入，并将扭矩输入发送到数字信号处理器处理。微控制器单元更用于从数字信号处理器读取转速信号和扭矩信号，并将其传送到 IXD显示器显示。双PWM功率电路包括第一功率模块和第二功率模块，第一功率模块用于实现整流功能，第二功率模块用于实现直流/交流转换。本发明的测功机还包括人机界面，人机界面通过电缆连接到控制电路，并包括按键与LCD显示器，按键用于实现扭矩输入，LCD显示器用于显示加载电机的转速、功率和扭矩。与现有电力测功机相比，本发明具有以下优点1)本发明采用了扭矩闭环控制， 加载扭矩控制精度可达0. 1%FS;(2)通过采用高精度编码器接口，测量精度可达0. Irpm ； (3)本发明采用一体化设计，不需要扭矩转速测试仪或上位机，即可通过本身的界面观测和分析数据。
图1是本发明的应用环境示意图2是本发明电力测功机的加载装置的系统框图。图3是本发明的电路示意图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。如图1所示，本发明的测功机加载装置包括双脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)功率电路1、控制电路2和人机界面3。控制电路2通过电缆连接双P丽功率电路1，人机界面3通过电缆连接到控制电路 2。人机界面3包括按键31与IXD显示器32。按键31用于实现扭矩输入，IXD显示器32用于显示加载电机的转速、功率和扭矩。控制电路2包含数字信号处理器21、编码器接口电路22、扭矩传感器接口电路23 和微控制器单元M。数字信号处理器21分别与编码器接口电路22和扭矩传感器接口电路23相连。扭矩传感器接口电路23采集扭矩传感器的扭矩信号，并将扭矩信号传送到数字信号处理器21。编码器接口电路22用于从加载电机接收转速信号，并将转速信号传送到数字信号处理器21。在本实施方式中，编码器接口电路22通过编码器接口协议(诸如EnDat协议、BISS协议和Hiperface协议)接收转速信号。微控制器单元M用于读取按键31的扭矩输入，并将扭矩输入发送到数字信号处理器21处理。此外，微控制器M单元还用于从数字信号处理器21读取转速信号和扭矩信号，并将其传送到LCD显示器32显示。双PWM功率电路1包括第一功率模块11和第二功率模块12，第一功率模块11用于实现整流功能，第二功率模块12用于实现直流/交流转换。如图2所示，被测电机4通过扭矩传感器5与加载电机6同轴连接。被测电机4 工作于电动状态，加载电机6工作于发电状态。被测电机控制器8工作于速度模式，用于控制被测电机4与加载电机6的转速。电力测功机的加载装置7工作于扭矩模式，用于为被测电机4加载扭矩。通过按键(未示出)手动输入扭矩，模拟被测电机4的负载变化，从而实现速度和扭矩的灵活调节，并完成电机的功能测试。图3是本发明的电路示意图。数字信号处理器接收到按键的扭矩输入后，与扭矩传感器接口电路测试到的加载电机的扭矩值进行比较。其后，扭矩传感器接口电路对比较的差值进行PID调节，以得到不同的电流值。接下来，数字信号处理器对这些电流值进行运算，最终得到不同的占空比，并将得到的占空比送到双PWM功率电路。第二功率模块依据 PWM控制信号，完成直流到交流的转换，产生期望的交流电，从而控制电机扭矩的大小，完成扭矩的加载。
权利要求
1.一种电力测功机的加载装置，包括双PWM功率电路和控制电路，所述控制电路通过电缆连接所述双PWM功率电路，控制电路包含数字信号处理器、编码器接口电路和扭矩传感器接口电路，其特征在于，所述数字信号处理器分别与所述编码器接口电路和所述扭矩传感器接口电路相连，所述扭矩传感器接口电路采集扭矩传感器的扭矩信号，并将所述扭矩信号传送到所述数字信号处理器，所述编码器接口电路用于从加载电机接收转速信号， 并将所述转速信号传送到所述数字信号处理器。
2.根据权利要求1所述的电力测功机的加载装置，其特征在于所述控制电路还包括微控制器单元，其用于读取扭矩输入，并将所述扭矩输入发送到所述数字信号处理器处理。
3.根据权利要求2所述的电力测功机的加载装置，其特征在于所述微控制器单元更用于从所述数字信号处理器读取所述转速信号和所述扭矩信号，并将其传送到所述LCD显不器显不。
4.根据权利要求1或2所述的电力测功机的加载装置，其特征在于所述双PWM功率电路包括第一功率模块和第二功率模块，所述第一功率模块用于实现整流功能，所述第二功率模块用于实现直流/交流转换。
5.根据权利要求2所述的电力测功机的加载装置，其特征在于还包括人机界面，所述人机界面通过电缆连接到所述控制电路，并包括按键与LCD显示器，所述按键用于实现所述扭矩输入，所述LCD显示器用于显示所述加载电机的转速、功率和扭矩。
全文摘要
本发明提供了一种电力测功机的加载装置，包括双PWM功率电路和控制电路，控制电路通过电缆连接双PWM功率电路，控制电路包含数字信号处理器、编码器接口电路和扭矩传感器接口电路，其特征在于，数字信号处理器分别与编码器接口电路和扭矩传感器接口电路相连，扭矩传感器接口电路采集扭矩传感器的扭矩信号，并将扭矩信号传送到数字信号处理器，编码器接口电路用于从加载电机接收转速信号，并将转速信号传送到数字信号处理器。本发明采用了扭矩闭环控制，加载扭矩控制精度可达0.1％FS，通过采用高精度编码器接口，测量精度可达0.1rpm，此外，通过采用一体化设计，本发明不需要扭矩转速测试仪或上位机，即可通过本身的界面观测和分析数据。
文档编号G01L3/24GK102401712SQ20111030277
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者彭瑞, 汤前进, 雷力 申请人:武汉华中数控股份有限公司