检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置及校准方法
【专利摘要】本发明涉及一种检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置及校准方法，安装在工作台上的伺服电机带动小皮带轮，通过传动带带动大带轮，进而带动曲柄回转运动，从而通过连杆带动滑块进行往复直线运动。滑块通过联轴节和光栅尺连接，对低速时滑块的行程和速度进行测量。通过光电编码器得到低速时曲柄的行程和速度数据。将上述两种测量数据通过双通道采集卡进行采集，并通过对比分析，得出高精度的光电编码器所测曲柄的角位移及角速度和滑块的行程和线速度的换算对应关系，从而利用伺服电机设置固定高转速，利用光电编码器对安装在滑块上的各种精度较低的测速器进行速度和行程的检测和校准。
【专利说明】检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置及校准方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于近似模拟高压开关机械特性的装置，特别涉及一种检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置及校准方法。
【背景技术】
[0002]高压开关在电力系统中担负着控制和保护的双重任务，其性能的优劣直接关系到电力系统的安全运行。而高压开关的机械特性参数是判断其性能的重要参数，对机械特性参数的测量是一项重要的试验项目，主要包括动作时间、速度参量、开关行程等测试项目。测速器作为一种测量元器件，广泛应用于高压开关机械特性参数测量领域，用来对高压开关的机械特性参数进行采集。因此，测速器及其测量方法的好坏与精确与否，直接影响到对高压开关的性能能否满足相关标准要求所作出的判断。
[0003]传统的电位器式和转鼓式测速器虽然测量精度较高，但较为笨重，功能单一；而线性传感测速器虽然能采集到完整的s_t曲线，测量精度也较高，但受振动及冲击影响较大，特别是在高速情况下，测量精度和抗干扰程度有所下降。因此，在高电压等级的开关较高的开断速度要求及大操作功的机构动作所引起的较大的振动和冲击的工况下，需要一种更高精度和抗干扰的位移传感设备及一种新的测量方法，对高压开关的机械特性参数进行数据采集。于此同时，此种位移传感设备及其测量方法作为一套更高速和更精确的测量体系，可以订制为一套标准体系，用来对其他较低速度和较低精度的测速器进行检测和校准。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置及校准方法，以对开关用测速器的机械特性进行校准。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置，该装置主要包括驱动机构、被驱动机构驱动而运动的曲柄连杆机构，以及滑动机构，所述曲柄连杆机构包括曲柄和连杆，所述曲柄的一端与驱动机构相连，另一端与连杆铰接；所述滑动机构包括与连杆固定连接的滑块，该滑块在直线导轨上做往复运动，所述滑块上连接有光栅尺；所述检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置进一步包括有对曲柄的角位移和角速度进行测量的光电编码器。
[0007]作为本发明的优选实施例，所述驱动机构包括被电机驱动的小皮带轮，该小皮带轮通过传动带连接有大带轮，所述大带轮穿在轴上，所述曲柄连杆机构在大带轮的带动下做回转运动。
[0008]作为本发明的优选实施例，所述曲柄、连杆，以及直线导轨形成三角形结构。
[0009]作为本发明的优选实施例，所述大带轮通过轴上的键带动联接头转动，所述滑动机构连接在该联接头上。
[0010]作为本发明的优选实施例，所述轴和联接头通过螺栓连接方便曲柄更换。[0011]作为本发明的优选实施例，所述滑块通过弹簧联轴节带动光栅尺滑线触头在直线导轨上做往复运动。
[0012]作为本发明的优选实施例，所述直线导轨采用LM滚珠式自润滑结构，以承受较大的运动载荷。
[0013]作为本发明的优选实施例，所述电机的动力线上缠绕有消磁环。
[0014]一种利用所述的检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置对测速器进行校准的方法，包括以下步骤:(1)使电机以较低的恒定转速运转，采集光栅尺和光电编码器所采集的位移曲线，然后建立滑块的直线速度和曲柄的角速度之间的关系；(2)拆除光栅尺，将待检测的测速器与滑块连接；(3)根据测速器的速度要求，利用步骤(1)中滑块的直线速度和曲柄的角速度之间的关系对待测的测速器进行校准。
[0015]作为本发明的优选实施例，所述滑块的直线速度V。与曲柄的角速度《之间的换算关系为:
【权利要求】
1.一种检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置装置，其特征在于:该装置主要包括驱动机构、被驱动机构驱动而运动的曲柄连杆机构，以及滑动机构，所述曲柄连杆机构包括曲柄(15)和连杆(17)，所述曲柄(15)的一端与驱动机构相连，另一端与连杆(17)铰接；所述滑动机构包括与连杆(17)固定连接的滑块(18)，该滑块(18)在直线导轨(13)上做往复运动，所述滑块(18)上连接有光栅尺(16);所述检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置进一步包括有对曲柄(15)的角位移和角速度进行测量的光电编码器(5)。
2.如权利要求1所述的检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置，其特征在于，所述驱动机构包括被电机(2)驱动的小皮带轮(8),该小皮带轮(8)通过传动带(9)连接有大带轮(7)，所述大带轮(7)穿在轴(10)上，所述曲柄连杆机构在大带轮(7)的带动下做回转运动。
3.如权利要求2所述的检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置，其特征在于:所述曲柄(15)、连杆(17)，以及直线导轨(13)形成三角形结构。
4.如权利要求2所述的检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置，其特征在于:所述大带轮(7)通过轴(10)上的键带动联接头(11)转动，所述滑动机构连接在该联接头(11)上。
5.如权利要求4所述的检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置，其特征在于:所述轴(10)和联接头(11)通过螺栓连接方便曲柄更换。
6.如权利要求1至5 中任意一项所述的检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置，其特征在于:所述滑块(18)通过弹簧联轴节(19)带动光栅尺滑线触头在直线导轨(13)上做往复运动。
7.如权利要求1至5中任意一项所述的检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置，其特征在于:所述直线导轨(13)采用LM滚珠式自润滑结构，以承受较大的运动载荷。
8.如权利要求2至5中任意一项所述的检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置，其特征在于:所述电机的动力线上缠绕有消磁环。
9.一种利用权利要求1所述的检测和校准开关用测速器的机械特性模拟装置对测速器进行校准的方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)使电机(2)以较低的恒定转速运转，采集光栅尺和光电编码器所采集的位移曲线，然后建立滑块的直线速度和曲柄的角速度之间的关系； (2)拆除光栅尺，将待检测的测速器与滑块连接； (3)根据测速器的速度要求，利用步骤(1)中滑块的直线速度和曲柄的角速度之间的关系对待测的测速器进行校准。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于:所述滑块的直线速度V。与曲柄的角速度?之间的换算关系为:
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K \ ^ JJ 其中，I1S曲柄的长度，0为曲柄与直线导轨之间的夹角，I2为连杆的长度。
【文档编号】G01P21/02GK103645346SQ201310644280
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】康子雄, 刘超, 赵奔, 顾磊 申请人:中国西电电气股份有限公司