一种发电机测试系统的制作方法

本实用新型涉及石油勘探领域，更具体地，涉及一种发电机测试系统。

背景技术：

在随钻石油勘探领域石油测井仪器中，旋转导向仪器和随钻地层测试仪器都使用涡轮发电机为整只仪器电力来源，来保证井下仪器的用电，所以高温涡轮发电机的可靠性是仪器设计的关键技术。涡轮发电机应用到井下仪器之前都必须进行严格的可靠性测试，由于涡轮发电机的应用环境为井下泥浆中，靠泥浆的循环推动来转动发电，如果模拟真实的应用环境测试的话存在设配庞大，复杂，操作人员多，不好操作和实现的弊端，而且模拟环境测试频率范围小，存在测试不完全的缺点，特别是可靠性试验时间长，工况多，费时费力，采用该种方法测试不现实。

现有的涡轮发电机测试没有合适的测试装置，只能采用庞大的模拟井下泥浆的水循环系统，靠水循环来推动涡轮发电，涡轮发电机在实际的仪器中，发电后直接供仪器上用电，负载变化不能模拟，改变工况只能改变水循环系统的流量，设配庞大，操作不便，耗费很大的人力物力和财力，而且发电机的很多性能参数无法测试，以上原因极会导致随钻测井仪器中涡轮发电机的性能不能达标，不能最优化，存在性能上的弊端，作业风险极大。

针对现有技术中所存在的问题，亟待提供一种测试装置，以解决测试涡轮发电机在不同工况条件下的运行情况。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种发电机测试系统，实现了低成本、便捷的对发电机进行性能测试。

为了达到本实用新型目的，本实用新型提供了一种发电机测试系统，所述系统包括：供电电源、电机调速控制器、无刷直流电机控制驱动电路、无刷直流电机、联轴器、ac(交流)-dc(直流)转换电路模块和负载电路模块；其中：

所述供电电源，用于供电给所述无刷直流电机和所述无刷直流电机控制驱动电路；

所述电机调速控制器，用于设置所述无刷直流电机按照预设的转速；

所述无刷直流电机控制驱动电路，用于根据所述电机调速控制器的转速驱动所述无刷直流电机运行；

所述无刷直流电机，用于带动发电机转动；

所述联轴器，用于连接所述直流无刷电机的输出轴和所述发电机的转子；

所述ac-dc电路模块，用于将所述发电机输出的交流电转换为直流电；

所述负载电路模块，用于获取所述发电机的输出功率。

一种示例性实施例中，所述系统还包括：发电机固定装置，用于固定所述无刷直流电机和所述发电机。

一种示例性实施例中，所述发电机为涡轮发电机。

一种示例性实施例中，所述无刷直流电机控制驱动电路包括电机控制电路和电机驱动电路；

所述电机控制电路用于和所述电机调速控制器相连，根据所述转速控制所述电机驱动电路；

所述电机驱动电路用于驱动所述无刷直流电机。

一种示例性实施例中，所述直流无刷电机为运行功率大于所述发电机输出功率，且输出频率范围覆盖所述发电机发电频率的直流无刷电机。

一种示例性实施例中，所述供电电源，包括低压供电部分和高压供电部分；

所述低压供电部分用于对电机控制电路提供低压电能；

所述高压供电部分用于对电机驱动电路提供高压电能。

一种示例性实施例中，所述供电电源是输出功率大于所述直流无刷电机的运行功率的电源。

一种示例性实施例中，所述ac-dc电路模块是输出电压范围包括所述发电机的输出电压的范围，且输出功率范围大于所述发电机的输出功率范围的ac-dc电路模块。

一种示例性实施例中，所述负载电路模块包括测量单元、计算单元和调节电阻的负载，其中，所述调节电阻的负载是电阻值能调节的负载；

所述测量单元用于测量所述调节电阻的负载的电流和电压；

所述计算单元用于根据测量所得的电流和电压计算出所述发电机的输出功率。

本实用新型实施例还提供了一种发电机测试系统，所述系统包括：供电电源用于供电给所述无刷直流电机和所述无刷直流电机控制驱动电路；电机调速控制器用于设置所述无刷直流电机按照预设的转速；无刷直流电机控制驱动电路用于根据所述电机调速控制器的转速驱动所述无刷直流电机运行；无刷直流电机用于带动发电机转动；联轴器用于连接所述直流无刷电机的输出轴和所述发电机的转子；ac-dc电路模块用于将所述发电机输出的交流电转换为直流电；负载电路模块用于获取所述发电机的输出功率。通过本实用新型的发电机测试系统，实现了低成本、便捷的对发电机进行性能测试。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为本实用新型实施例一的发电机测试系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例又一的发电机测试系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

实施例一

为了达到本实用新型目的，本实用新型提供了一种发电机测试系统，如图1所示，该系统包括：供电电源11、电机调速控制器12、无刷直流电机控制驱动电路13、无刷直流电机14、联轴器15、发电机18、ac(交流)-dc(直流)转换电路模块16和负载电路模块17；其中：

所述供电电源11，用于供电给所述无刷直流电机和所述无刷直流电机控制驱动电路；

所述电机调速控制器12，用于设置所述无刷直流电机按照预设的转速；

所述无刷直流电机控制驱动电路13，用于根据所述电机调速控制器的转速驱动所述无刷直流电机运行；

所述无刷直流电机14，用于带动发电机18转动；

所述联轴器15，用于连接所述直流无刷电机的输出轴和所述发电机的转子；

所述ac-dc电路模块16，用于将所述发电机输出的交流电转换为直流电；

所述负载电路模块17，用于获取所述发电机的输出功率。该负载电路模块17是用于消耗所述发电机的输出功率的负载电路。

实施例二

为了达到本实用新型目的，本实用新型提供了一种发电机测试系统，如图2所示，该系统包括：供电电源11、电机调速控制器12、无刷直流电机控制驱动电路13、无刷直流电机14、联轴器15、ac(交流)-dc(直流)转换电路模块16和负载电路模块17；发电机固定装置19；发电机18；

供电电源11，用于供电给所述无刷直流电机14和所述无刷直流电机控制驱动电路13。所述供电电源是输出功率大于所述直流无刷电机的运行功率的电源。所述供电电源11包括：低压供电部分111和高压供电部分112；所述低压供电部分用于对电机控制电路131提供低压电能；所述高压供电部分用于对电机驱动电路132提供高压电能。

所述电机调速控制器12，用于设置所述无刷直流电机按照预设的转速。该电机调速控制器12给无刷直流电机控制驱动电路13下发转速命令，保证无刷直流电机14按照下发命令相对应的转速进行运转；并接收无刷直流电机14的转速信息，从而获知无刷直流电机14的转动速度，从而获知发电机19的转动速度。

所述无刷直流电机控制驱动电路13，用于根据所述电机调速控制器的转速驱动所述无刷直流电机运行，控制所述无刷直流电机在不同转速和扭矩下运行。所述无刷直流电机控制驱动电路13包括电机控制电路131和电机驱动电路132；所述电机控制电路131用于和所述电机调速控制器12相连，根据所述转速控制所述电机驱动电路132；所述电机驱动电路用于驱动所述无刷直流电机14。

所述无刷直流电机14，用于带动发电机18转动；所述直流无刷电机14为运行功率大于所述发电机18的输出功率，且输出频率范围覆盖所述发电机发电频率的直流无刷电机。

所述联轴器15，用于连接所述直流无刷电机的输出轴和所述发电机的转子；所述联轴器15用来连接直流无刷电机14的输出轴和发电机18的转子，在直流无刷电机14转动时带动发电机18转子转动，模拟井下泥浆冲刷涡轮而带动发电机转动而发电。该联轴器15可以是软连接，通过软连接可以校正直流无刷电机14和发电机18连接的同轴度。

所述ac-dc电路模块16，用于将所述发电机19输出的交流电转换为直流电；输出电压范围包括所述发电机的输出电压的范围，且输出功率范围包括所述发电机的输出功率范围的ac-dc电路模块。

所述负载电路模块17，用于消耗所述发电机的输出功率。所述负载电路模块17包括测量单元、计算单元和调节电阻的负载，其中，所述调节电阻的负载是电阻值能调节的负载；所述测量单元用于测量所述调节电阻的负载的电流和电压；所述计算单元用于根据测量所得的电流和电压计算出所述发电机的输出功率。

发电机18，是用于待测试的装置，其中，所述发电机可以为涡轮发电机。

发电机固定装置19；用于固定所述无刷直流电机14和所述发电机18。

实施例三

使用本实施例发电机测试系统进行测试的过程如下，在该测试系统中，以发电机为涡轮发电机为例进行测试：

1)把待测试的涡轮发电机18用联轴器15与直流无刷电机14相连接，固定在发电机固定装置19上，保证联轴器15、直流无刷电机14、涡轮发电机18同轴。

2)接通供电电源11，分别将低压供电部分连接电机控制电路，对电机控制电路提供低压电能；高压供电部分连接电机驱动电路，对电机驱动电路提供高压电能。

3)所述电机调速控制器12给无刷直流电机控制驱动电路13下发转速命令，保证无刷直流电机14按照下发命令相对应的转速进行运转；并监测无刷直流电机14的转动速度，从而获知发电机18的转动速度。实际应用中，涡轮发电机是通过泥浆冲刷涡轮带动涡轮的转子转动，在该实施例中，采用无刷直流电机14带动涡轮发电机18的转子进行转动，模拟泥浆冲刷涡轮带动涡轮的转子转动。

4)查看负载电路17显示屏上的电压信息和电流信息，基于可调负载电路17消耗涡轮发电机18所输出的电力，利用可调负载电路17所显示的电压信息和电流信息计算得到涡轮发电机18的输出功率。

5)当测试涡轮发电机18在不同功率下的运行情况时，可调负载电路17中负载的阻值，并同时查看在所述阻值时所述负载电路模块的电压和电流；根据所述电压和电流计算得到所述发电机的输出功率，可以测试涡轮发电机18在不同功率下的运行情况。

通过本实施例，解决了现有技术中采用庞大的水循环系统带动发电机转动模拟井下泥浆的流动推动涡轮转动而带动涡轮发电机的转动发电的大规模测试系统的问题，同时采用了可调负载电路，通过对可调负载电路阻值的调整可以模拟涡轮发电机在不同工况条件下的运行情况，实现了涡轮发电机应用时关键参数的全面测试，并可指导性能的优化改进。

通过该测试系统对发电机进行测试，可以达到测试过程简单、操作方便实用、对测试人员要求低。

同时，该测试系统还可以对一般发电机进行性能测试，不只限于测井仪器用井下涡轮发电机的测试，应用范围广泛。

在本实用新型中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。