具有电容性元件的交流发电机和起动电机测试仪、有效负载控制和带打滑检测的制作方法_5

文档序号:9510038阅读:来源:国知局
流发电机和起动电机测试仪1000 (“测试仪”)。壳体1012包围并支撑测试仪1000的各种操作部件,例如包括电力供送装置、诊断电子器件、安装装置、监测器屏1023、防护门盖1022等。在一个方面,监测器屏1023、例如IXD(液晶显示器)触摸屏可设置在壳体1012内。测试电力按钮1025(比如拨动开关)设置在壳体1012上,以启动和停用到驱动电机(未示出)和/或变压器(未示出)的测试电力。主电力开关(未示出)也可用来向测试仪1000提供电力。
[0094]测试仪1000还包括总体标记为1016的交流发电机带张紧结构,、总体标记为1018的交流发电机安装结构。测试仪1000还可包括测试起动器的能力,且可包括总体标记为1020的起动电机保持器结构。带张紧结构1016和交流发电机安装结构118可直接安装到底板1014。
[0095]交流发电机带张紧结构1016和交流发电机安装结构1018共同将交流发电机保持在位,以进行测试。包括一个或多个安装销(未示出)的安装组件可放置在交流发电机安装结构1018中,以安装交流发电机。交流发电机可根据交流发电机的类型来水平或垂直安装。销可更换,从而实现了对当前和未来应用场合的灵活性。
[0096]在图10中还示出了,测试适配器1026和电力引线1028可连接到交流发电机,以便向测试仪1000提供测试信息。另外,传动带(未示出)(如蛇形或V型带等)可连接到交流发电机和驱动电机,以模拟车辆中的操作环境。气体活塞可用于带张紧,以在测试过程中保证一致的带张力,从而避免可能影响测试结果的过度张紧或带打滑。
[0097]起动电机保持器结构1020包括快速释放棘轮系统,其中,起动器放置在垫上并由棘轮系统保持在位。起动电机保持器结构1020包括支撑垫1030、手柄1032和释放锁1034,释放锁1034在操作时接合和脱离棘轮的锁(例如棘爪)(均未示出)。起动电机保持器结构1020有助于省去使用条带,并且替代性地在测试过程中使用快速棘轮来保持起动器,而无需任何附加的保持机构或终端用户辅助。因此,前述结构使得待测试部件的加载和卸载更加高效。起动电机可放置在支撑垫1030上进行测试。放置后,操作者挤压释放锁1034并压下手柄1032以接合起动电机,然后释放锁,使锁再次重新接合。起动电机可由变压器(未示出)供电,以便模拟操作环境。变压器可由外部电源供电,并且可通过重型缆线和夹具向起动电机提供测试电力。电力引线1028(例如包括电池引线、接地引线、螺线管引线和感测引线)连接到起动电机,以便进行测试。
[0098]图10还示出了了监测器屏1023,其可用作与控制器(本文讨论)通信的触摸屏LCD用户接口以及用于向终端用户显示信息。本公开还利用在线教程来针对单元功能快速培训新员工,和利用在线帮助屏来帮助新用户在测试期间导航和测试部件。显示器屏1023可提供逐步的指示来设置测试仪1000和引导测试。显示器屏1023还可显示在屏上连接图和规范库数据库,从而可省去纸张挂图,并针对新的交流发电机应用程序或起动器配置进行软件更新。该数据库可由紧凑式闪存、闪存驱动器和其他存储介质或通过网络连接远程地被更新(下文讨论)。显示器屏1023可允许终端用户在不使用测试仪时运行广告屏。这些屏可从终端用户的网络服务器上载至测试仪1000或从紧凑式闪存或其他存储介质上载。此外,显示器屏1023可能够以各种可更新的语言来显示信息。
[0099]测试仪1000可将“好/坏”或“通过/失败”结果输出给终端用户。可向终端用户提供终端用户打印输出,所述终端用户打印输出详细说明测试结果并提供其他潜在问题的技术建议。
[0100]图11是根据本发明另一示例性方面先前描述和示出的交流发电机和起动电机测试仪的部件的框图1000。这些部件通常包括可向用户提供各种信息的监测器屏,比如LCD屏1002。IXD屏1002可以是按用户需要输出信息的触摸面板,并可由处理器1104来控制。处理器1104可以是任何处理器或控制器,包括FPGA (现场可编程门阵列)。处理器1104能够运行各种0S (操作系统),包括Linux、苹果电脑的操作系统(如OS X)、Windows、WindowsCE等。处理器1104与包括模拟数字(A/D)转换器的数字信号处理器1106进行通信。处理器1104与测试仪1000的其他部件(例如,内部存储器1108、USB端口 1112、RS-232端口1116、电机1130,接口模块1124和/或诊断故障码(DTC)解释器1138)通过通信总线1128进行通?目。
[0101]处理器1104配置成与内部存储器1108和外部存储器1110进行通信。内部存储器1108和/或外部存储器1110可以是任何存储器,例如包括紧凑式闪存、SD (安全数字)、USB闪存驱动器等。通用串行总线(USB)端口 1112与处理器1104通信,并提供用于各种USB兼容装置的连接,所述兼容装置例如是外部存储器1110、打印机1114、射频识别(RFID)读取器1132和/或者诊断工具1136。RFID读取器1132的功能是:在包含RFID芯片的被测试部件处于检测范围内时,读取关于该被测试部件的识别信息。RFID芯片可包含关于交流发电机或起动电机的信息,比如交流发电机/起动电机类型、序列号、制造商、生产或装运日期、以前的测试结果、电气规范、维护信息、序列号、批号、保修信息、制造商数据码、装运方法等。
[0102]处理器1104还与接口模块1124进行通信。接口模块1124与其他外部装置或外部网站(比如技术维修公告(TSB)1134)通过因特网1122通信。接口模块1124包括数据库(或访问存储数据库的内部存储器1108或外部存储器1110),以用于存储与被测试部件相关的信息和由测试仪1100执行的诊断测试相关的信息。RS-232端口 1116也与其它外部装置(比如计算装置1120、条码读取器1118和/或诊断工具1136)通信。在另一示例性方面中,接口模块1124通过销售点终端(P0S)终端1126与技术维修公告(TSB) 1134进行通信。这些部件的其他细节在2012年5月3日提交的美国专利申请N0.13/463292中描述,其通过引用全文并入本文。
[0103]如上所述,交流发电机测试人员通常使用120VAC电机通过带向交流发电机提供旋转驱动。其他配置也是可想到的。电机对交流发电机的驱动能力在很大程度上依赖于用于防止在负载下打滑的带张力。如果没有足够的带张力,带可在电机上的驱动带轮、或者在交流发电机上的从动带轮或两者上打滑。
[0104]交流发电机被设计为:当在RPM(每分钟转数)的范围(通常为约800至10,000RPM)上被驱动时,产生正确的DC电压(通常13.8到14.5VDC)。如果交流发电机RPM减慢到低于低设计RPM,交流发电机产生设计电压的能力就可能无法保持。当电机带轮和交流发电机带轮之间的带由操作者不完全充分地拧紧时,带可在一个带轮或两个带轮上打滑,且交流发电机RPM可降低到低于设计转速,这将导致交流发电机输出电压低于设计电压,即13.8V。在交流发电机输出的测试期间发生这种情况将导致发电机测试结果的故障确定。这种“假”故障会导致发电机被退回保修,从而错误地导致更换发电机的成本。此外,这可能会导致技术人员错误地确定电力系统中的问题原因。因此,由于带打滑引起的“假”故障是极不期望的。
[0105]交流发电机通常被设计为具有产生交流(AC)电压的感应线圈,使用二极管与每个线圈整流以产生直流(DC)电压,以便给车辆的电池充电。由二极管进行整流是不完整的,从而在整流后电压存在一定水平的波纹。波纹频率通常直接正比于交流发电机的RPM、交流发电机的具体设计中使用的线圈和/或二极管的数量。
[0106]本发明使用正比于交流发电机RPM的该波纹频率来确定带打滑是否可能发生。在测试带未充分张紧的交流发电机时,带打滑通常发生在电负载连接到交流发电机输出时。该电负载要求交流发电机产生更大电流,以保持设计输出电压。产生更大电流需要通过带向交流发电机带轮输入更多电力。电力需求的增加可能会导致带打滑。
[0107]当确定是否发生带打滑时,不需要绝对RPM(RPM的具体大小,比如655rpm),因为负载连接之前的RPM相比于负载连接之后的RPM可被分析变化。尤其地,如果负载连接之后的RPM明显低于负载连接之前的RPM,所降低的RPM就可能是由于带打滑引起的。
[0108]本发明测量交流发电机的输出的电压波纹频率,并将其转换为与交流发电机RPM相关的电压。将交流发电机运行(通过带由电机驱动)时、但没有任何电负载的频率记录为F(nl)(没有负载的频率),并将紧接着电负载连接到交流发电机之后的频率记录为频率F(ll)(具有负载1的频率)。带是否打滑的确定通过计算两个频率的差来确定:F(nl)-F(ll) =F(dif)0确定频率差是否大于电机可能只由于电负载而减慢的预期量,这可被描述为F(nl)的X%。如果频率F(dif)大于没有负载的频率F(nl)乘以预期减慢频率的百分比,则很有可能存在带打滑。在该条件下,测试可停止,且操作者指示再开始测试之前收紧带。这将防止在保修期内以“假”故障更换发电机的成本。
[0109]在其它方面,带打滑检查可在连接第二较重电负载后确定。在这方面,可能希望以两个独立的负载来加载交流发电机。具有两个独立的负载允许在AC线路电压低的情况下(且如果施加较重负载的话,AC线路电压就过低,从而使得交流发电机测试仪操作或跳闸断路器)施加较轻的负载。在带打滑只在较重负载施加时发生的情况下,带打滑程序可在第二负载连接之前和之后应用,以分析RPM。
[0110]图12是根据本发明的一个方面的具有带打滑检测的交流发电机测试系统的框图。尤其地,图12示出了了交流发电机测试仪的框图1200。交流发电机1210可定位在交流发电机测试仪中,且通过带1212连接到电机1130。带1212可连接到交流发电机1210的带轮1208和电机1130的带轮1206。
[0111]电机1130可由120V交流电源1202来驱动。也可考虑其他电源。电源可直接连接到AC电机1130或通过电机控制器1204连接。电机控制器1204可连接和断开从电源1202至IJ电机1130的电力。更特别地,电机控制器1204可以是由处理器1104控制螺线管开关。其他类型的开关也是可想到的。
[0112]当电力从电源1202通过电机控制器1204的闭合开关提供给AC电机1130之后,电机1130旋转,并随后转动交流发电机1210。旋转交流发电机1210将提供从交流发电机1210的B+输出的功率输出。
[0113]在交流发电机1210的该转动期间,处理器110
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