本发明涉及航空交流发电机技术领域，尤其涉及一种可调电阻负载、安装有该可调电阻负载的加载系统和该加载系统的加载方法。
背景技术
航空发动机起动后，航空交流发电机从航空发动机附件传动机匣上提取功率，再发电供给航空发动机电子控制器工作，航空交流发电机在不同转速下提取的功率不同、输出电压也不同，转速越高提取的功率越大，反之，转速越低提取的功率越小。航空交流发电机加载装置对航空交流发电机提取功率进行考核，对航空交流发电机、附件传动机匣及电子控制器的考核具有重要作用。航空交流发电机的加载原理是在不同的转速下，通过调节航空交流发电机输出负载，从而调节航空交流发电机输出的功率。随着航空发动机性能提高，航空交流发电机输出的电压幅值、频率增高，对航空交流发电机加载装置的响应速度、加载精度、抗干扰能力要求也越高。
现有的航空交流发电机加载装置主要有滑动可调电阻负载箱、交流电子负载箱和电阻负载箱三种。滑动可调电阻负载箱主要由滑环和电阻组成，通过手动调节滑环的位置，改变电阻负载的阻值，从而改变功率。交流电子负载箱主要由功率晶体管等电子元器件组成，通过控制功率晶体管的导通量占空比，从而改变功率。电阻负载箱是由大量继电器和不同阻值的电阻负载串联或并联组成，通过控制器控制继电器的接通与断开，串联或并联接入电阻负载改变电阻负载箱的输入电阻值，从而改变功率。
滑动可调电阻负载箱需要手动调节滑环的位置，手动调节重复性不高、精度不高、且响应速度慢，达不到航空交流发电机的响应速度、加载精度的要求。交流电子负载箱由大量的电子元器件组成，易受交流频率的干扰，其最高工作频率仅400hz，而航空交流发电机输出电压频率可达1500hz，因此不满足要求。电阻负载箱只能根据负载箱中已安装的电阻负载及继电器的组合改变输入电阻值，不能连续调节输入电阻大小，调节过程波动较大，控制精度低，且电阻负载箱内部结构复杂、局部散热性不好，易烧坏电阻负载。
所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的精度不高的不足，提供一种精度较高的可调电阻负载、安装有该可调电阻负载的加载系统和该加载系统的加载方法。
本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。
根据本公开的一个方面，提供一种可调电阻负载，用于航空交流发电机，包括：
基准电阻负载；
第一测头，与所述基准电阻负载接触，并能够与所述基准电阻负载相对运动，用于接入外部检测电路以测量所述基准电阻负载的接入电阻；
被测电阻负载，与所述基准电阻负载相同；
第二测头，与所述被测电阻负载接触，并能够与所述被测电阻负载相对运动，所述第二测头与所述航空交流发电机电连接；
驱动机构，与所述第一测头以及所述第二测头连接，用于驱动所述第一测头以及所述第二测头同时运动以同时调节所述基准电阻负载以及所述被测电阻负载的接入电阻，使所述基准电阻负载以及所述被测电阻负载的接入电阻相同。
在本公开的一种示例性实施例中，所述驱动机构包括：
驱动电机；
第一连接杆，其一端连接于所述驱动电机的驱动轴，另一端连接于所述第一测头；
第二连接杆，其一端连接于所述驱动电机的驱动轴，另一端连接于所述第二测头。
在本公开的一种示例性实施例中，所述基准电阻负载以及所述被测电阻负载设置为具有缺口的圆环，所述驱动电机为旋转电机，所述旋转电机的旋转轴与所述圆环同中心轴设置。
在本公开的一种示例性实施例中，所述基准电阻负载以及所述被测电阻负载设置为直条状，所述驱动电机为直线电机。
在本公开的一种示例性实施例中，所述基准电阻负载与所述被测电阻负载上下正对平行设置，所述第二连接杆与所述第一连接杆上下正对平行设置。
在本公开的一种示例性实施例中，所述可调电阻负载还包括：
两个第一限位板，设于所述基准电阻负载的两端，用于限制所述第一测头的运动；
两个第二限位板，设于所述被测电阻负载的两端，用于限制所述第二测头的运动。
在本公开的一种示例性实施例中，所述可调电阻负载还包括：
第一接线端子，连接于所述基准电阻负载，并与所述第一测头配合能够接入外部检测电路以测量所述基准电阻负载的接入电阻。
在本公开的一种示例性实施例中，所述可调电阻负载还包括：
第二接线端子，连接于所述被测电阻负载，并与所述第二测头配合与所述航空交流发电机电连接。
根据本公开的一个方面，提供一种加载系统，用于航空交流发电机，包括：
上述任意一项所述的可调电阻负载；
外部检测电路，电连接于所述基准电阻负载，用于检测所述基准电阻负载的接入电阻；
转速测量仪，设于航空交流发电机，用于检测所述航空交流发电机的转速；
计算单元，用于根据所述转速计算得到需要给所述航空交流发电机加载的加载电阻；
控制器，用于接收所述外部检测电路检测的所述基准电阻负载的接入电阻，并控制所述驱动机构运动以使所述被测电阻负载的接入电阻以及所述基准电阻负载的接入电阻等于所述加载电阻。
根据本公开的一个方面，提供一种加载方法，用于航空交流发电机，包括：
检测航空交流发电机的转速；
根据所述转速计算得到需要给所述航空交流发电机加载的加载电阻；
检测基准电阻负载的接入电阻；
接收所述基准电阻负载的接入电阻，并控制驱动机构运动以使被测电阻负载的接入电阻以及所述基准电阻负载的接入电阻等于所述加载电阻。
由上述技术方案可知，本发明具备以下优点和积极效果中的至少之一：
本发明的可调电阻负载，通过第二测头将被测电阻负载接入航空交流发电机为航空交流发电机加载，通过驱动机构驱动第一测头以及第二测头同时运动以同时调节基准电阻负载以及被测电阻负载的接入电阻，使基准电阻负载以及被测电阻负载的接入电阻相同，通过第一测头接入外部检测电路以测量基准电阻负载的接入电阻。一方面，通过驱动机构能够自动调节负载，重复性高、精度高、速度快；另一方面，通过第一测头接入外部检测电路以测量基准电阻负载的接入电阻，从而达到测量被测电阻负载的接入电阻的目的，为后续的闭环控制提供基础；再一方面，相比于交流电子负载箱抗交流频率干扰性较好；又一方面，相比于电阻负载箱具有连续调节、调节波动小、结构简单、散热性好的优点。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是本发明可调电阻负载一实施方式的结构示意图；
图2是本发明可调电阻负载另一实施方式的俯视结构示意图；
图3是本发明可调电阻负载又一实施方式的俯视结构示意图；
图4是本发明加载系统一实施方式的结构示意图；
图5是本发明加载方法一实施方式的流程示意图；
图中主要元件附图标记说明如下：
1、旋转电机；2、基准电阻负载；3、被测电阻负载；
41、第一安装板；42、第二安装板；43、第三安装板；
51、第一接线端子；52、第一测头；
61、第二接线端子；62、第二测头；
71、第一连接杆；72、第二连接杆；73、加强杆。
81、第一限位板；82、第二限位板；
9、直线电机；
10、可调电阻负载；11、计算单元；12、控制器；13、转速测量仪；14、外部检测电路。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
本发明首先提供了一种可调电阻负载，该可调电阻负载可以用于航空交流发电机，参照图1所示的本发明可调电阻负载一实施方式的结构示意图，该可调电阻负载可以包括基准电阻负载2、第一测头52、被测电阻负载3、第二测头62以及驱动机构等等。第一测头52与所述基准电阻负载2接触，并能够与所述基准电阻负载2相对运动，用于接入外部检测电路14以测量所述基准电阻负载2的接入电阻；被测电阻负载3与所述基准电阻负载2相同；第二测头62与所述被测电阻负载3接触，并能够与所述被测电阻负载3相对运动，所述第二测头62与所述航空交流发电机电连接；驱动机构与所述第一测头52以及所述第二测头62连接，用于驱动所述第一测头52以及所述第二测头62同时运动以同时调节所述基准电阻负载2以及所述被测电阻负载3的接入电阻，使所述基准电阻负载2以及所述被测电阻负载3的接入电阻相同。
在本示例实施方式中，可调电阻负载可以包括安装架，安装架大约设置为“c”字形的框状。具体而言，安装架可以包括竖直设置的第一安装板41，在第一安装板41的两端对称设置有两个第二安装板42，即在第一安装板41的一端竖直设置有一个第二安装板42，在第一安装板41的另一端竖直设置有另一个第二安装板42，且两个第二安装板42均于第一安装板41垂直设置，在两个第二安装板42的远离第一安装板41的一端对称设置有第三安装板43，第三安装板43的长度较短，使两个第三安装板43之间形成一开口。当然，本领域技术人员可以理解的是，所述安装架还可以设置为由多个竖杆以及横杆连接而成的框架。
在本示例实施方式中，在安装架的内侧可以上下正对且平行设置基准电阻负载2和被测电阻负载3。基准电阻负载2和被测电阻负载3的材质以及结构均相同。基准电阻负载2和被测电阻负载3设置为半圆环，即在基准电阻负载2和被测电阻负载3上设置有缺口，该缺口与安装架的开口相适应。基准电阻负载2和被测电阻负载3为上下正对设置的半圆环，使基准电阻负载2和被测电阻负载3同中心轴线。在基准电阻负载2的一端设置有第一接线端子51，第一接线端子51与第一测头52配合能够接入外部检测电路14以测量基准电阻负载2的接入电阻。在被测电阻负载3的一端设置有第二接线端子61，第二接线端子61与第二测头62配合与航空交流发电机电连接为航空交流发电机提供负载。第二接线端子61与第二测头62均通过屏蔽电缆连接于航空交流发电机。屏蔽电缆可以减少电磁干扰。第一接线端子51和第二接线端子61设置在缺口的同侧。
在本示例实施方式中，在基准电阻负载2和被测电阻负载3的中心轴位置设置有旋转电机1，且旋转电机1的旋转轴与基准电阻负载2和被测电阻负载3同中心轴设置。
在本示例实施方式中，在旋转电机1的旋转轴(即驱动轴)上设置有第一连接杆71和第二连接杆72。具体而言，第一连接杆71和第二连接杆72上下相互平行设置，且第一连接杆71和第二连接杆72均为水平设置，第一连接杆71的一端连接于驱动电机的驱动轴，另一端连接于第一测头52；第二连接杆72的一端连接于驱动电机的驱动轴，另一端连接于第二测头62。旋转电机1旋转时能够同时带动第一连接杆71和第二连接杆72旋转，从而带动第一测头52和第二测头62也同时旋转，使第一测头52与基准电阻负载2接触的俯视位置和第二测头62与被测电阻负载3接触的俯视位置相同，而且第一接线端子51和第二接线端子61设置在缺口的同侧，从而使基准电阻负载2的接入电阻和被测电阻负载3的接入电阻相同，即基准电阻负载2上的从第一测头52到第一接线端子51之间的电阻与被测电阻负载3上的从第二测头62到第二接线端子61之间的电阻相同。
在本示例实施方式中，第一测头52可以与基准电阻负载2的上表面接触，第一测头52可以在基准电阻负载2的上表面滑动。第二测头62可以与被测电阻负载3的上表面接触，第二测头62可以在被测电阻负载3的上表面滑动。由于重力作用，第一测头52与基准电阻负载2的上表面接触，使他们之间的接触更为紧密；当然第二测头62与被测电阻负载3之间的接触也更为紧密。
在第一连接杆71和第二连接杆72之间还连接有多个加强杆73，加强杆73能够进一步保证第一连接杆71和第二连接杆72的同步运行，而且提高第一连接杆71和第二连接杆72的强度。
参照图2所示的本发明可调电阻负载另一实施方式的俯视结构示意图，基准电阻负载2和被测电阻负载3可以不上下设置，对称设置也可。只要基准电阻负载2和被测电阻负载3具有相同的中心轴线即可。将旋转电机1设置在基准电阻负载2和被测电阻负载3共同的中心轴线上。但是，在这种情况下，第一接线端子51和第二接线端子61可以设置在缺口的不同侧，第一连接杆71和第二连接杆72在俯视图上也在同一直线上，第一测头52和第二测头62也为对称设置。当然，基准电阻负载2和被测电阻负载3的高度可以不同，对应的第一连接杆71和第二连接杆72的高度也可以不同，与基准电阻负载2和被测电阻负载3相适应即可。
当然，在本发明的其他示例实施方式中，基准电阻负载2和被测电阻负载3还可以设置为直条状，这种情况下，驱动电机可以采用直线电机9，直线电机9的驱动轴上连接第一连接杆71和第二连接杆72。
参照图3所示的本发明可调电阻负载又一实施方式的结构示意图，在基准电阻负载2和被测电阻负载3设置为直条状的情况下，基准电阻负载2和被测电阻负载3可以不上下设置，只要对称设置即可，可以左右对称、前后对称设置等等。直线电机9设置在基准电阻负载2和被测电阻负载3之间，对应的第一连接杆71和第二连接杆72对称设置在直线电机9的驱动轴上。当然，基准电阻负载2和被测电阻负载3的高度也可以不同，对应的，第一连接杆71和第二连接杆72的设置高度也可以不同，与基准电阻负载2和被测电阻负载3相适应即可。
在本示例实施方式中，在基准电阻负载2的两端设置有两个第一限位板81，第一限位板81的高度高于基准电阻负载2的高度，即第一限位板81的上表面突出于基准电阻负载2的上表面，两个第一限位板81用于限制所述第一测头52的运动，防止第一测头52脱离基准电阻负载2。
在本示例实施方式中，在被测电阻负载3的两端设置有两个第二限位板82，第二限位板82的高度高于被测电阻负载3的高度，即第二限位板82的上表面突出于被测电阻负载3的上表面，两个第二限位板82用于限制所述第二测头62的运动，防止第二测头62脱离被测电阻负载3。
进一步的，本发明还提供了一种加载系统，该加载系统用于给航空交流发电机加载，参照图4所示的本发明加载系统一实施方式的结构示意图，该加载系统包括可调电阻负载10、外部检测电路14、转速测量仪13、计算单元11以及控制器12等等。外部检测电路14电连接于所述基准电阻负载2，用于检测所述基准电阻负载2的接入电阻；转速测量仪13设于航空交流发电机，用于检测所述航空交流发电机的转速；计算单元11用于根据所述转速计算得到需要给所述航空交流发电机加载的加载电阻；控制器12用于接收所述外部检测电路14检测的所述基准电阻负载2的接入电阻，并控制所述驱动机构运动以使所述被测电阻负载3的接入电阻以及所述基准电阻负载2的接入电阻等于所述加载电阻。
可调电阻负载10的具体细节上述已经进行了详细说明，此处不再赘述。
在本示例实施方式中，外部检测电路14通过第一测头52和第一接线端子51连接于基准电阻负载2。外部检测电路14可以包括电流恒定的直流电源以及电压器等等，通过电压器测量第一测头52和第一接线端子51之间的电压，即可计算的到基准电阻负载2的接入电阻。当然，也可以通过电压恒定的直流电源以及电流器测量基准电阻负载2的接入电阻。
在本示例实施方式中，在航空交流发电机上设置有转速测量仪13，转速测量仪13可以为离心式转速仪、磁性式转速仪、电动式转速仪、磁电式转速仪等等。通过转速测量仪13测量航空交流发电机的转速。也可以直接采用航空交流发电机自带的转速测量仪。
在本示例实施方式中，计算单元11根据航空交流发电机的转速计算得到需要给航空交流发电机加载的加载电阻。
在本示例实施方式中，控制器12接收外部检测电路14检测的基准电阻负载2的接入电阻，该接入电阻等于被测电阻负载3的接入电阻。在接入电阻与加载电阻相同的情况下，控制器12不发出控制信号，驱动单元不动作。在接入电阻大于加载电阻的情况下，控制器12发出控制信号，控制驱动单元运动减少接入电阻，在本示例实施方式中，为控制旋转电机1逆时针旋转。在接入电阻小于加载电阻的情况下，控制器12发出控制信号，控制驱动单元运动增加接入电阻，在本示例实施方式中，为控制旋转电机1顺时针旋转。
通过外部检测电路14实时检测接入电阻，实现闭环控制；而且，通过转速测量仪13以及计算单元11实时检测加载电阻，使得接入电阻的控制更为精确。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
进一步的，本发明还提供了对应于上述加载系统的加载方法，该加载方法用于给航空交流发电机加载，参照图5所示的本发明加载方法一实施方式的流程示意图，该加载方法可以包括以下步骤：
步骤s10，检测航空交流发电机的转速。
步骤s20，根据所述转速计算得到需要给所述航空交流发电机加载的加载电阻。
步骤s30，检测基准电阻负载2的接入电阻。
步骤s40，接收所述基准电阻负载2的接入电阻，并控制驱动机构运动以使被测电阻负载3的接入电阻以及所述基准电阻负载2的接入电阻等于所述加载电阻。
该加载方法的具体细节已经在对应的加载系统中进行了详细的说明，此处不再赘述。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
本发明的可调电阻负载，通过第二测头62将被测电阻负载3接入航空交流发电机为航空交流发电机加载，通过驱动机构驱动第一测头52以及第二测头62同时运动以同时调节基准电阻负载2以及被测电阻负载3的接入电阻，使基准电阻负载2以及被测电阻负载3的接入电阻相同，通过第一测头52接入外部检测电路14以测量基准电阻负载2的接入电阻。一方面，通过驱动机构能够自动调节负载，重复性高、精度高、速度快；另一方面，通过第一测头52接入外部检测电路14以测量基准电阻负载2的接入电阻，从而达到测量被测电阻负载3的接入电阻的目的，为后续的闭环控制提供基础；再一方面，相比于交流电子负载箱抗交流频率干扰性较好；又一方面，相比于电阻负载箱具有连续调节、调节波动小、结构简单、散热性好的优点。
上述所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中，如有可能，各实施例中所讨论的特征是可互换的。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。
虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“前”“后”“左”“右”等也作具有类似含义。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
本说明书中，用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。