汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)、調(diào)理電路、溫控箱、負(fù)載箱、發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元及傳感器變換單元；計(jì)算機(jī)分別與調(diào)理電路、溫控箱、負(fù)載箱和發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元連接；調(diào)理電路分別與負(fù)載箱、發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、傳感器變換單元連接；發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元包括變頻電機(jī)、制動(dòng)電路和變頻器，變頻電機(jī)、制動(dòng)電路及變頻器依次連接，變頻器分別與計(jì)算機(jī)、調(diào)理電路連接；計(jì)算機(jī)對(duì)汽車(chē)發(fā)電機(jī)的速度控制包括開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷、綜合測(cè)試項(xiàng)目多、抗干擾能力強(qiáng)、溫度范圍大，數(shù)據(jù)處理好、準(zhǔn)確性好、操作簡(jiǎn)單、工作效率高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于模擬汽車(chē)發(fā)電機(jī)在各種環(huán)境及條件下的工作狀態(tài)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)設(shè) 備，具體涉及一種汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 如今被廣泛應(yīng)用的汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試臺(tái)，需人工記錄所測(cè)試數(shù)據(jù)，而且同一測(cè)試臺(tái) 所能測(cè)試的項(xiàng)目或技術(shù)指標(biāo)很單一；如需測(cè)試汽車(chē)發(fā)電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)的全部主要技術(shù)指標(biāo)， 則需要多臺(tái)不同類(lèi)型的測(cè)試臺(tái)來(lái)完成。
[0003] 除此之外，現(xiàn)在的汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試技術(shù)的抗干擾能力差，測(cè)試溫度范圍小，信號(hào)數(shù) 據(jù)處理不夠好，準(zhǔn)確性差，操作復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種采用圖形化編程、其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷、綜 合測(cè)試項(xiàng)目多、抗干擾能力強(qiáng)、溫度范圍大，數(shù)據(jù)處理好、準(zhǔn)確性好、操作簡(jiǎn)單、工作效率高 的汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)采用如下技術(shù)方案：汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，包括計(jì)算 機(jī)、調(diào)理電路、溫控箱、負(fù)載箱、發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元及傳感器變換單元；計(jì)算機(jī)分別與調(diào)理電 路、溫控箱、負(fù)載箱和發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元連接；調(diào)理電路分別與負(fù)載箱、發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、傳感 器變換單元連接；
[0006] 所述發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元包括變頻電機(jī)、制動(dòng)電路和變頻器，變頻電機(jī)、制動(dòng)電路及變 頻器依次連接，變頻器分別與計(jì)算機(jī)、調(diào)理電路連接；
[0007] 所述計(jì)算機(jī)對(duì)汽車(chē)發(fā)電機(jī)的速度控制包括開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制；所述開(kāi)環(huán)控制， 指在試驗(yàn)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)要求輸出指令控制變頻器，由變頻器控制變頻電機(jī)的運(yùn) 行狀態(tài)；所述閉環(huán)控制，指在試驗(yàn)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)通過(guò)讀取變頻電機(jī)的參數(shù)來(lái)實(shí)時(shí)向變頻器 輸出指令，從而實(shí)時(shí)控制變頻電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。
[0008] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0009] 1、能夠模擬高溫、低溫環(huán)境，以及濕度環(huán)境，對(duì)各種汽車(chē)發(fā)電機(jī)的工作情況進(jìn)行測(cè) 試，由大功率變頻電機(jī)模擬汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，向汽車(chē)蓄電池和負(fù)載箱提供最大 的直流電流，在此過(guò)程中由計(jì)算機(jī)和各種智能設(shè)備模擬各種條件，并實(shí)時(shí)監(jiān)控汽車(chē)發(fā)電機(jī) 的狀態(tài)，完成各種發(fā)電機(jī)產(chǎn)品的高速?zèng)_擊及高低溫耐久性試驗(yàn)和出廠性能的測(cè)試任務(wù)。
[0010] 2、本發(fā)明為綜合性實(shí)驗(yàn)臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)試項(xiàng)目多，包括四大耐久性試驗(yàn)（溫變耐 久性、高溫耐久性、熱高加速耐久性、最大速耐久性試驗(yàn)），扭矩試特性驗(yàn)（冷態(tài)試驗(yàn)、熱態(tài) 試驗(yàn)），電氣特性試驗(yàn)（冷態(tài)試驗(yàn)、熱態(tài)試驗(yàn)、驅(qū)動(dòng)功率和效率試驗(yàn)），調(diào)節(jié)器性能試驗(yàn)（電 壓測(cè)試、負(fù)載特性、轉(zhuǎn)速特性測(cè)試），拋負(fù)載試驗(yàn)（拋電器、拋電池、全拋），超速試驗(yàn)（發(fā)電 機(jī)超速、冷態(tài)、調(diào)節(jié)電壓試驗(yàn)）。
[0011] 3、本發(fā)明采用大功率的變頻器及變頻電機(jī)能得到較理想的速度、加速度；制動(dòng)單 元和制動(dòng)電阻的使用可以得到較好的制動(dòng)即加速度。
[0012] 4、本發(fā)明能夠直接從發(fā)電機(jī)提取更準(zhǔn)確的信號(hào)數(shù)據(jù)；有較寬的溫度測(cè)試范圍，測(cè) 試溫度范圍可達(dá)-40?150°C ;采用圖形化編程，工作效率高，節(jié)省時(shí)間；抗干擾能力強(qiáng)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框架圖；
[0014] 圖2是調(diào)理電路的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明實(shí)施方式不限 于此。
[0016] 如圖1所示，本發(fā)明汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、調(diào)理電路（即調(diào)理箱）、溫控 箱、負(fù)載箱、發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元及傳感器變換單元；發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元包括變頻電機(jī)、制動(dòng)電路 和變頻器，制動(dòng)電路包括制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻，變頻器、制動(dòng)單元、制動(dòng)電阻及變頻電機(jī)依 次連接。計(jì)算機(jī)通過(guò)RS232及RS485通訊口分別與溫控箱、負(fù)載箱和發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元的變 頻器連接。調(diào)理電路分別與計(jì)算機(jī)、發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元的變頻器、傳感器變換單元連接。
[0017] 如圖2所示，調(diào)理電路包括：傳感器組（包括電壓傳感器、電流傳感器及F/V傳感 器）、濾波電路、AD采集電路、MCU控制器、DAQ采集卡（包括AI/AO/DI/DO/Counter等信號(hào) 采集與輸出），電壓傳感器、電流傳感器及F/V傳感器分別與DAQ采集卡連接，F(xiàn)/V傳感器、 濾波電路、AD采集電路、MCU控制器依次連接。MCU控制器采用單片機(jī)最小系統(tǒng)板來(lái)實(shí)現(xiàn)， MCU控制器通過(guò)AD采集電路采集電壓、電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速（F/V用于電機(jī)轉(zhuǎn)速變換），然后經(jīng)過(guò) 調(diào)整后通過(guò)液晶顯示器顯示。DAQ采集卡通過(guò)PCIe總線(xiàn)與工控機(jī)通訊，將采集到的電壓、電 流及轉(zhuǎn)速信號(hào)送到工控機(jī)的軟件中，并且將軟件控制指令送到變頻器等模塊，并顯示當(dāng)前 的狀態(tài)。
[0018] 所述計(jì)算機(jī)與安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的2臺(tái)獨(dú)立的發(fā)電機(jī)信號(hào)相連。計(jì)算機(jī)與調(diào)理電路 之間通過(guò)I/O、A/D以及串口通訊線(xiàn)路相連接。溫控箱包括制冷機(jī)組、加熱元件（如6KW加 熱管）、溫濕控制器、K型熱電偶、JCJ濕度傳感器、PWM控制SSR固態(tài)繼電器、加濕鍋爐及離 心風(fēng)扇等。在實(shí)驗(yàn)中控制發(fā)電機(jī)的工作環(huán)境溫度（常溫或高低溫），設(shè)定升降溫曲線(xiàn)。由離 心風(fēng)扇進(jìn)行空氣循環(huán)，在實(shí)驗(yàn)箱體內(nèi)建立有效的均勻空氣溫場(chǎng)，從而使新風(fēng)口至被測(cè)電機(jī) 尾部附近為均勻可控溫場(chǎng)區(qū)。在負(fù)載箱與前端調(diào)理電路之間連接有傳感器變換單元。
[0019] 發(fā)電機(jī)主回路由4只直流接觸器將主回路、負(fù)載箱和蓄電池并聯(lián)，投放負(fù)載箱、蓄 電池既其放點(diǎn)將按工藝要求適時(shí)動(dòng)作。發(fā)電機(jī)的速度信號(hào)取樣只能在發(fā)電機(jī)發(fā)電的情況下 才能正常工作；發(fā)電機(jī)在低速未發(fā)電時(shí)，采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)頻率與傳動(dòng)系數(shù)的乘積值作為發(fā)電 機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)。負(fù)載箱包括電阻負(fù)載及功耗電阻，每一只功率晶體管設(shè)有獨(dú)立的均流平衡控 制單元。負(fù)載箱有獨(dú)立的電流、電壓顯示。
[0020] 被測(cè)發(fā)電機(jī)的輸出端與蓄電池、負(fù)載箱并聯(lián)。發(fā)電機(jī)輸出電流A1、蓄電池充放電電 流A2、受控負(fù)載箱電流A3這三組電流被采集后，經(jīng)過(guò)調(diào)理箱內(nèi)的PCI-6221數(shù)據(jù)采集卡A/D 接口傳送給計(jì)算機(jī)。同時(shí)被采集的還有發(fā)電機(jī)的輸出電壓、蓄電池端電壓等。采集到的各 種信號(hào)以電壓信號(hào)輸出，經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)距離傳輸后，通過(guò)調(diào)理電路轉(zhuǎn)換為〇?10V電壓信號(hào)，輸入 到計(jì)算機(jī)。
[0021] 實(shí)驗(yàn)臺(tái)是機(jī)電一體化設(shè)備，由大功率的變頻電機(jī)模擬汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā) 電，向汽車(chē)蓄電池和負(fù)載箱提供最大的直流電流。在此過(guò)程中由計(jì)算機(jī)和各種智能設(shè)備模 擬各種條件，并實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)電機(jī)的狀態(tài)，根據(jù)汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《汽車(chē)用交流發(fā)電機(jī)技術(shù)條件》 (QC/T729-2005)，完成各種發(fā)電機(jī)產(chǎn)品的高速?zèng)_擊及高低溫耐久性實(shí)驗(yàn)和出廠性能的測(cè)試 任務(wù)。汽車(chē)發(fā)電機(jī)綜合性性能試驗(yàn)系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)如下表所示：
[0022]

【權(quán)利要求】
1. 汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括計(jì)算機(jī)、調(diào)理電路、溫控箱、負(fù)載箱、發(fā)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)單元及傳感器變換單元；計(jì)算機(jī)分別與調(diào)理電路、溫控箱、負(fù)載箱和發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元連 接；調(diào)理電路分別與負(fù)載箱、發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、傳感器變換單元連接； 所述發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元包括變頻電機(jī)、制動(dòng)電路和變頻器，變頻電機(jī)、制動(dòng)電路及變頻器 依次連接，變頻器分別與計(jì)算機(jī)、調(diào)理電路連接； 所述計(jì)算機(jī)對(duì)汽車(chē)發(fā)電機(jī)的速度控制包括開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制；所述開(kāi)環(huán)控制，指在 試驗(yàn)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)要求輸出指令控制變頻器，由變頻器控制變頻電機(jī)的運(yùn)行狀 態(tài)；所述閉環(huán)控制，指在試驗(yàn)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)通過(guò)讀取變頻電機(jī)的參數(shù)來(lái)實(shí)時(shí)向變頻器輸出 指令，從而實(shí)時(shí)控制變頻電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻電機(jī)的參數(shù)包 括電壓、電流及轉(zhuǎn)速。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述制動(dòng)電路包括制動(dòng) 單元和制動(dòng)電阻，變頻器、制動(dòng)單元、制動(dòng)電阻及變頻電機(jī)依次連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)與調(diào)理電路 之間通過(guò)I/O、A/D以及串口通訊線(xiàn)路相連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)理電路包括傳感 器組、濾波電路、AD采集電路、MCU控制器及DAQ采集卡，傳感器組與DAQ采集卡連接，傳感 器組、濾波電路、AD采集電路及MCU控制器依次連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器組包括電壓 傳感器、電流傳感器及F/V傳感器，電壓傳感器、電流傳感器及F/V傳感器分別與DAQ采集 卡連接，F(xiàn)/V傳感器、濾波電路、AD采集電路、MCU控制器依次連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車(chē)發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述MCU控制器采用單片 機(jī)最小系統(tǒng)板實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】G01R31/34GK104267349SQ201410568554
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】吳偉斌, 劉落實(shí), 郭紅光 申請(qǐng)人:廣州智維電子科技有限公司