本发明涉及发动机性能测试技术领域，具体为一种斯特林发动机的性能检测试验台。
背景技术：
斯特林发动机是英国物理学家罗巴特·斯特林（Robert Stirling）于1816年发明的，所以命名为“斯特林发动机”（Stirling Engine），斯特林发动机气缸内工作介质（氢气或氦气）经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力，因此又被称为热气机，随着全球能源与环保的形势日趋严峻，由于热气机具有多种能源的广泛适应性和优良的环境特性已越来越受到重视，所以在水下动力、太阳能动力、空间站动力、热泵空调动力、车用混合推进动力等方面得到了广泛的研究与重视，并且已得到了一些成功的应用，碟式斯特林太阳能热发电系统主要由聚光镜、太阳跟踪器、接收器、斯特林发动机、发电机、控制器和气体供应设备组成，目前峰值转换效率可达30%以上，具有优良的性能，很有发展前途，正常工作时由太阳跟踪器实时追踪太阳，通过聚光镜将太阳能反射到接收器上，为斯特林发动机提供动力，带动发电机发电，在斯特林发动机的生产过程中，需要检测发动机的性能，做一系列的功能测试，检验合格后才能安装到太阳跟踪器上，形成一套完整的发电系统，然而目前的检测试验台在检测时，必须由外部供热系统提供热量来保证斯特林发动机的正常工作，热量可以是聚焦后的太阳能或者其它高温热源，直接利用太阳能会受到天气、时间等因素的影响，同时功率调节能力有限，发动机工作过程中会不断重复冷却、压缩、吸热、膨胀的斯特林循环，腔体内需要填充热力性能好的工质气体，如果腔体内压力过大，会造成发动机启动困难，增加设备加工制造成本，压力过小，热量利用率不高，发动机工作效率低，系统安全性较低，同时也不便于维护。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种斯特林发动机的性能检测试验台，使用电控加热炉做热源，代替从聚焦后的太阳吸收热量，从而不会受到天气、时间等因素的影响，同时便于对功率进行调节，使用独立的供气系统，在发动机进入工作状态后通过高压气瓶向工作腔内加压，提高工作效率，在发动机停机时向低压气瓶排气，降低气缸内压力，既能保证下次开机时顺利启动，又能有效延长发动机密封件的使用寿命，使用变频器连接异步发电机，变频器可以控制电机的启动电流，调整电机的功率，减少对电网的冲击，控制电机的转速，实现电机的平滑加减速，让整个系统更加安全，试验台采用总线通讯的方式，各个子系统相互独立，又相互联系，易于扩展，方便维护，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种斯特林发动机的性能检测试验台，包括斯特林发电系统、气体供应系统、供热系统、供电系统、CAN通信链路和控制电脑，其特征在于：所述斯特林发电系统与气体供应系统双向连接，所述斯特林发电系统与供电系统双向电连接，所述斯特林发电系统与CAN通信链路双向电连接，所述CAN通信链路与斯特林发电系统双向电连接，所述CAN通信链路与供电系统双向电连接，所述CAN通信链路与供热系统双向电连接，所述CAN通信链路与控制电脑双向电连接，所述供电系统的输出端电连接供热系统的输入端。
作为本发明的一种优选技术方案，所述气体供应系统包括高压气瓶和低压气瓶，所述高压气瓶和低压气瓶均通过阀门和气体管路连接到斯特林发动机。
作为本发明的一种优选技术方案，所述斯特林发电系统包括异步电机、智能电表、发动机电控箱、斯特林发动机和第一传感器组，所述第一传感器组的输出端电连接发动机电控箱的输入端，所述发动机电控箱的输出端电连接斯特林发动机的输入端，所述斯特林发动机的输出端电连接第一传感器组的输入端，所述斯特林发动机与异步电机双向电连接，所述异步电机的输出端电连接智能电表的输入端。
作为本发明的一种优选技术方案，所述供热系统包括第二传感器组、加热炉电控箱和电控加热炉，所述第二传感器组的输出端电连接加热炉电控箱的输入端，所述加热炉电控箱的输出端电连接电控加热炉的输入端，所述电控加热炉的输出端电连接第二传感器组的输入端。
作为本发明的一种优选技术方案，所述供电系统包括380V AC电源、电器开关柜和变频器，所述380V AC电源与电器开关柜双向电连接，所述电器开关柜与变频器双向电连接，所述供电系统通过变频器与斯特林发电系统的异步发电机双向电连接，所述电器开关柜的输出端分别电连接斯特林发电系统和供热系统的输入端。
作为本发明的一种优选技术方案，所述CAN通信链路包括CAN总线、PCI接口CAN卡，所述CAN总线分别与接斯特林发电系统的发动机电控箱和智能电表双向电连接，所述CAN总线与供热系统的加热炉电控箱双向电连接，所述CAN总线还与供电系统的变频器双线电连接，所述CAN总线分别与PCI接口CAN卡双向电连接，所述PCI接口CAN卡均与控制电脑双向电连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本斯特林发动机的性能检测试验台，使用电控加热炉做热源，代替从聚焦后的太阳吸收热量，从而不会受到天气、时间等因素的影响，同时便于对功率进行调节，使用独立的供气系统，在发动机进入工作状态后通过高压气瓶向工作腔内加压，提高工作效率，在发动机停机时向低压气瓶排气，降低气缸内压力，既能保证下次开机时顺利启动，又能有效延长发动机密封件的使用寿命，使用变频器连接异步发电机，变频器可以控制电机的启动电流，调整电机的功率，减少对电网的冲击，控制电机的转速，实现电机的平滑加减速，让整个系统更加安全，试验台采用总线通讯的方式，各个子系统相互独立，又相互联系，易于扩展，方便维护。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种斯特林发动机的性能检测试验台，包括斯特林发电系统、气体供应系统、供热系统、供电系统、CAN通信链路和控制电脑，斯特林发电系统与气体供应系统双向连接，斯特林发电系统与供电系统双向电连接，斯特林发电系统与CAN通信链路双向电连接，CAN通信链路与斯特林发电系统双向电连接，CAN通信链路与供电系统双向电连接，CAN通信链路与供热系统双向电连接，CAN通信链路与控制电脑双向电连接，供电系统的输出端电连接供热系统的输入端，气体供应系统包括高压气瓶和低压气瓶，高压气瓶和低压气瓶均通过阀门和气体管路连接到斯特林发动机，气瓶内可以是氢气或氦气，保证发动机缸体内的气体循环供应，斯特林发电系统包括异步电机、智能电表、发动机电控箱、斯特林发动机和第一传感器组，第一传感器组的输出端电连接发动机电控箱的输入端，发动机电控箱的输出端电连接斯特林发动机的输入端，斯特林发动机的输出端电连接第一传感器组的输入端，斯特林发动机与异步电机双向电连接，异步电机的输出端电连接智能电表的输入端，第一传感器组包括温度、压力、转速、振动等传感器，通过电缆线连接到发动机电控箱内的数据采集单元，用于监测发动机的运行状态，智能电表采集测量电压、电流、功率等电参数，通过CAN总线连接到发动机电控箱，和电控箱内的控制单元通讯，供热系统包括第二传感器组、加热炉电控箱和电控加热炉，第二传感器组的输出端电连接加热炉电控箱的输入端，加热炉电控箱的输出端电连接电控加热炉的输入端，电控加热炉的输出端电连接第二传感器组的输入端，第二传感器组包含4个K型热电偶，分布在加热炉腔体的四周，通过电缆线连接到电控箱内的数据采集与处理单元，用于监测加热炉的工作状况，加热炉电控箱具有CAN通信接口，通过CAN总线和控制电脑通讯，供电系统包括380V AC电源、电器开关柜和变频器，380V AC电源与电器开关柜双向电连接，电器开关柜与变频器双向电连接，供电系统通过变频器与斯特林发电系统的异步发电机双向电连接，电器开关柜的输出端分别电连接斯特林发电系统和供热系统的输入端，CAN通信链路包括CAN总线、PCI接口CAN卡，CAN总线分别与接斯特林发电系统的发动机电控箱和智能电表双向电连接，CAN总线与供热系统的加热炉电控箱双向电连接，CAN总线还与供电系统的变频器双线电连接，CAN总线分别与PCI接口CAN卡双向电连接，PCI接口CAN卡均与控制电脑双向电连接，上述设备共同组成一个控制器局域网，通过CAN总线进行数据交互，将设备工作参数上传到控制电脑，接受控制电脑的指令进行相应的动作。
在使用时：对于一台全新组装的斯特林发动机，先将其固定在试验台上的支架上，连接好气体供应系统、供电系统、供热系统和CAN总线，打开控制电脑上的监控软件，先进行冷态测试（在不加热的情况下进行），检查第一传感器组中的温度、压力、转速、振动等传感器是否正常，检查发动机上的气体管路和阀门开关是否正常，冷态测试完毕后打开电控加热炉，给斯特林发动机的热头加热，发动机控制器通过第一传感器组检测温度，达到设定值时发送命令到变频器，打开发电机，带动发动机旋转，同时打开高压气瓶向发动机腔体加压，随着温度的逐渐升高，发动机转速不断增加，超过临界转速时开始带动发电机发电。
工作过程中发动机控制器会不断采集测量各种传感器数据，通过CAN总线获取其它子系统的工作状态，并做出相应的控制动作，调整发动机达到最佳工作状态。控制电脑上的调试软件通过CAN总线收集发电系统和各个子系统的工作参数，保存到数据库中。正常情况不需要人工干预，控制系统自动完成所有的发动机性能检测工作，必要时可由操作员发送控制命令，改变设备的工作状态
本发明使用电控加热炉做热源，代替从聚焦后的太阳吸收热量，从而不会受到天气、时间等因素的影响，同时便于对功率进行调节，使用独立的供气系统，在发动机进入工作状态后通过高压气瓶向工作腔内加压，提高工作效率，在发动机停机时向低压气瓶排气，降低气缸内压力，既能保证下次开机时顺利启动，又能有效延长发动机密封件的使用寿命，使用变频器连接异步发电机，变频器可以控制电机的启动电流，调整电机的功率，减少对电网的冲击，控制电机的转速，实现电机的平滑加减速，让整个系统更加安全，试验台采用总线通讯的方式，各个子系统相互独立，又相互联系，易于扩展，方便维护。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。