一种大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台，包括动力总成系统、试验控制系统和传动系统，动力总成系统包括柴油机、同步发电机和第一励磁调节装置，传动系统包括被试传动系统和负载传动系统，被试传动系统包括异步电动机和转矩传感器，负载传动系统包括负载直流电机和负载电阻，试验控制系统与柴油机相连，柴油机、第一励磁调节装置分别与同步发电机相连，同步发电机与逆变器相连，逆变器与异步电动机相连，异步电动机、转矩传感器、负载直流电机依次串接，负载直流电机与负载电阻相连。本实用新型的动力总成系统使试验台能够完整地模拟矿用电动轮自卸车的实际工况，模拟性能好且精度高，并能进一步验证整个传动系统各项性能。
【专利说明】一种大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台。
【背景技术】
[0002]随着电力电子和交流调速技术的日趋成熟，大功率交流传动系统在工程车辆领域的应用得到迅速发展，在大型矿用电动轮自卸车的应用中，逐渐取代传统传动占据主导地位。在传动系统研发阶段，可以应用Matlab、Saber等软件的非实时建模和仿真方法验证传动系统的功能和性能；然而在验证整个传动系统时，包括软硬件及其中的子系统，单纯的仿真往往显得无能为力；传动系统现场试验，将会受到研发周期、研发成本甚至试验条件等因素的制约。因此，在试验室建立试验系统无疑是最合适的选择。
[0003]为测试不同传动系统的性能，国内研究了各类交流传动试验系统，多用于轨道交通或混合动力汽车传动系统测试。目前的交流传动试验台都采用传动系统+控制系统的模式，传动系统是交流传动试验台的硬件组成部分，是用来模拟实车功率输入、传递和输出的载体。当前，还没有专用于矿用电动轮自卸车的交流传动试验平台，没有考虑电源输入的动力总成系统，无法对动力总成系统的控制与电机的控制系统进行联调测试，从而不能完整的模拟实车运行工况。
[0004]专利号为201110245778.5的专利《一种节能型直流电机试验系统》所采用的试验平台基本采用直流回馈，传动系统中的陪试负载单元与被试传动单元由同一整流电源供电，被试系统不可更换，不具有广泛性。
[0005]专利号为201210208574.9的专利《一种电动汽车电机试验系统及控制方法》中试验台不能固定电机转轴，进而不能完成电机的堵转试验，而且负载单元的励磁电流不能依据试验需求进行调节。
【发明内容】
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种模拟性好、精度高、功能齐全的大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台。
[0007]本实用新型解决上述问题的技术方案是:一种大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台，包括动力总成系统、试验控制系统和传动系统，所述动力总成系统包括柴油机、同步发电机以及第一励磁调节装置，所述传动系统包括被试传动系统以及负载传动系统，被试传动系统包括异步电动机和转矩传感器，负载传动系统包括负载直流电机和负载电阻，所述试验控制系统与柴油机相连，柴油机、第一励磁调节装置分别与同步发电机相连，所述同步发电机与逆变器的输入端相连，逆变器的输出端与异步电动机相连，所述异步电动机、转矩传感器、负载直流电机依次串接，所述转矩传感器的信号输出端与试验控制系统相连，所述负载直流电机的输出端与负载电阻相连。
[0008]所述动力总成系统还包括转速控制装置，所述转速控制装置分别与柴油机、试验控制系统相连。[0009]所述同步发电机与逆变器之间还设有第一整流器。
[0010]所述被试传动系统还包括飞轮组，所述飞轮组置于转矩传感器与负载直流电机之间。
[0011]所述负载传动系统还包括第二励磁调节装置，所述第二励磁调节装置与负载直流电机相连。
[0012]所述第二励磁调节装置包括调压器和第二整流器，调压器的输出端与第二整流器的输入端相连，第二整流器的输出端与负载直流电机相连。
[0013]所述第一励磁调节装置包括励磁电机和第三整流器，所述励磁电机的输出端与第三整流器的输入端相连，第三整流器的输出端与同步发电机相连。
[0014]所述异步电动机与转矩传感器之间、转矩传感器与飞轮组之间、飞轮组与负载直流电机之间均通过联轴器刚性连接。
[0015]所述大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台还包括一台PC机，所述PC机分别与柴油机、同步发电机相连。
[0016]本实用新型的有益效果在于:本实用新型设有动力总成系统，动力总成系统的加入使试验台能够完整地模拟矿用电动轮自卸车的实际工况，而且能进一步验证整个矿用电动轮自卸车交流电传动系统各项性能，增加了试验台的功能性；被试传动系统和负载传动系统之间的电路独立，使被试传动系统具有可更换性，同时负载转矩也具有多样性；异步电动机的转轴能通过联轴器有效固定，使试验台兼做堵转状态下的各种性能试验，综合来说，整体试验台结构布置合理，模拟性好，精度高，功能全。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构原理图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0019]如图1所示，本实用新型包括动力总成系统20、试验控制系统19和传动系统16，所述的动力总成系统20包括柴油机1、同步发电机2、转速控制装置15、第一励磁调节装置，所述第一励磁调节装置包括第三整流器18和励磁电机17，励磁电机17的输出端与第三整流器18的输入端相连，第三整流器18的输出端与同步发电机2相连，第三整流器18和励磁电机17通过调节同步发电机2的励磁电流，使直流母线电压在一定范围内产生变化，以满足试验要求；所述试验控制系统19与柴油机I相连，柴油机I与同步发电机2相连，柴油机1、同步发电机2给传动系统提供电源，转速控制装置15分别与柴油机1、试验控制系统19相连，转速控制装置15将柴油机I的转速信号输入至试验控制系统19，第一励磁调节装置将励磁电流输入至试验控制系统19，试验控制系统19根据被试电机的功率需求再对动力总成系统个20发出励磁电流的调节指令。
[0020]所述动力总成系统20能接收试验控制系统19发出的对柴油机I转速控制和励磁电流控制指令，同时具备数据记录功能。同步发电机2发出的交流电经过第一整流器3整流和逆变器4逆变后变成频率和电压可调的交流电，从而调节异步电动机5的转速，满足负载的变化。所述试验控制系统19包括变频器和监控装置，通过试验控制系统19对动力总成系统20发出控制指令，并时刻监测动力总成系统20的各种数据，例如柴油机I的转速和母线电压大小，试验控制系统19也便于动力总成系统20与交流变频控制系统进行联调测试，使动力总成系统20与交流变频系统能协调配合，很好实现对整个矿用电动轮自卸车的控制，为了记录柴油机I的转速和功率、同步发电机2励磁电流的数据，还包括一台PC机，PC机与柴油机1、同步发电机2相连，实时记录柴油机I的转速和功率、同步发电机2励磁电流的数据。
[0021]所述的传动系统16包括被试传动系统9和负载传动系统10,所述被试传动系统9包括异步电动机5、转矩传感器6、飞轮组7，所述负载传动系统10包括负载直流电机8、负载电阻11、第二励磁调节装置13，所述异步电动机5与转矩传感器6之间、转矩传感器6与飞轮组7之间、飞轮组7与负载直流电机8之间均通过联轴器刚性连接，使异步电动机5不能旋转，从而进行电机的堵转试验。在异步电动机5和负载直流电机8之间串接转矩传感器6和飞轮组7，转矩传感器6的输出端与试验控制系统19相连，通过转矩传感器6可实时监测异步电动机5输出的转矩，飞轮组7提供转动惯量平衡动载荷，解决试验台的稳定性，负载直流电机8对被试的异步电动机5进行加载，第二励磁调节装置13由第二整流器12和调压器14组成，调压器14的输出端与第二整流器12的输入端相连，第二整流器12的输出端与负载直流电机8相连，第二励磁调节装置13能调节负载直流电机8的励磁电流，改变负载直流电机8的负载转矩和功率，以满足试验要求的励磁电压、电流自动控制需要，完成牵引和制动工况下的恒转矩和恒功率试验要求。负载传动系统10与被试传动系统9的电路各自独立，解决了被试传动系统9的更换问题，从而使试验台具有广泛性，负载直流电机8发出的电能通过负载电阻11消耗掉。
[0022]本实用新型的动力总成系统20使试验台能够完整地模拟矿用电动轮自卸车的实际工况，而且能进一步验证整个矿用电动轮自卸车交流电传动系统各项性能，增加了试验台的功能性；被试传动系统9和负载传动系统10之间的电路独立,使被试传动系统9具有可更换性，同时负载转矩也具有多样性；异步电动机5的转轴能通过联轴器有效固定，使试验台兼做堵转状态下的各种性能试验，综合来说，整体试验台结构布置合理，模拟性好，精度高，功能齐全，能满足矿山装备车辆电传动系统试验研究的要求。
【权利要求】
1.一种大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台，其特征在于:包括动力总成系统、试验控制系统和传动系统，所述动力总成系统包括柴油机、同步发电机以及第一励磁调节装置，所述传动系统包括被试传动系统以及负载传动系统，被试传动系统包括异步电动机和转矩传感器，负载传动系统包括负载直流电机和负载电阻，所述试验控制系统与柴油机相连，柴油机、第一励磁调节装置分别与同步发电机相连，所述同步发电机与逆变器的输入端相连，逆变器的输出端与异步电动机相连，所述异步电动机、转矩传感器、负载直流电机依次串接，所述转矩传感器的信号输出端与试验控制系统相连，所述负载直流电机的输出端与负载电阻相连。
2.如权利要求1所述的大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台，其特征在于:所述动力总成系统还包括转速控制装置，所述转速控制装置分别与柴油机、试验控制系统相连。
3.如权利要求1所述的大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台，其特征在于:所述同步发电机与逆变器之间还设有第一整流器。
4.如权利要求1所述的大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台，其特征在于:所述被试传动系统还包括飞轮组，所述飞轮组置于转矩传感器与负载直流电机之间。
5.如权利要求1所述的大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台，其特征在于:所述负载传动系统还包括第二励磁调节装置，所述第二励磁调节装置与负载直流电机相连。
6.如权利要求5所述的大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台，其特征在于:所述第二励磁调节装置包括调压器和第二整流器，调压器的输出端与第二整流器的输入端相连，第二整流器的输出端与负载直流电机相连。
7.如权利要求5所述的大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台，其特征在于:所述第一励磁调节装置包括励磁电机和第三整流器，所述励磁电机的输出端与第三整流器的输入端相连，第三整流器的输出端与同步发电机相连。
8.如权利要求5所述的大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台，其特征在于:所述异步电动机与转矩传感器之间、转矩传感器与飞轮组之间、飞轮组与负载直流电机之间均通过联轴器刚性连接。
9.如权利要求5所述的大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台，其特征在于:还包括一台PC机，所述PC机分别与柴油机、同步发电机相连。
【文档编号】G01R31/34GK203629836SQ201320875134
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】朱广辉, 陈鸿蔚, 夏云清, 柳微舒, 张彦烨 申请人:湘潭电机股份有限公司