基于兩級(jí)低通濾波的過壓保護(hù)式高精度變速器測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種變速器測(cè)試系統(tǒng)，具體是指基于兩級(jí)低通濾波的過壓保護(hù)式高精度變速器測(cè)試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]變速器是能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動(dòng)比的齒輪傳動(dòng)裝置，可以改變機(jī)床、汽車和拖拉機(jī)等機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度或牽引力，在工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛。變速器的組成中有許多直徑大小不同的齒輪，而且作為一個(gè)關(guān)鍵的傳動(dòng)裝置，尤其是其機(jī)械性能是必須經(jīng)過嚴(yán)格試驗(yàn)后才能出廠的。
[0003]變速器測(cè)試系統(tǒng)就是針對(duì)變速器的機(jī)械性能進(jìn)行檢測(cè)的一套試驗(yàn)設(shè)備，變速器的齒輪之間的結(jié)合度以及長(zhǎng)期工作下的變形程度是主要的考察點(diǎn)，主要采集和檢測(cè)變速器的輸入/輸出扭矩值和傳動(dòng)系數(shù)。
[0004]現(xiàn)在，傳統(tǒng)的變速器試驗(yàn)設(shè)備一般采用水力測(cè)功機(jī)或者發(fā)電機(jī)組與能耗電阻相結(jié)合的方式，其中扭矩測(cè)量采用相位式扭矩傳感器，其缺點(diǎn)是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行將造成大量能量消費(fèi)、運(yùn)行成本很高；并且扭矩測(cè)量采用的相位式扭矩傳感器測(cè)量精度不夠，且經(jīng)常需要較零，維護(hù)成本高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服傳統(tǒng)的變速器測(cè)試系統(tǒng)能耗高、測(cè)量精度不夠的缺陷，提供基于兩級(jí)低通濾波的過壓保護(hù)式高精度變速器測(cè)試系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):基于兩級(jí)低通濾波的過壓保護(hù)式高精度變速器測(cè)試系統(tǒng)，其包括驅(qū)動(dòng)變頻電源，饋電變頻電源，電源進(jìn)線柜與電源進(jìn)線柜相連接的隔離變壓器，與隔離變壓器相連接的過壓保護(hù)單元，與過壓保護(hù)單元相連接的整流單元，與驅(qū)動(dòng)變頻電源相連接的拖動(dòng)電機(jī)，通過第一聯(lián)軸器與拖動(dòng)電機(jī)相連接的被測(cè)變速器，通過第二聯(lián)軸器與被測(cè)變速器相連接的加載電機(jī)，設(shè)置在拖動(dòng)電機(jī)和被測(cè)變速器之間的扭矩傳感器，與扭矩傳感器相連接的扭矩信號(hào)處理單元，與扭矩信號(hào)處理單元相連接的監(jiān)控平臺(tái)，以及串接在整流單元的輸出端和驅(qū)動(dòng)變頻電源以及饋電變頻電源的輸入端之間的兩級(jí)低通濾波單元。
[0007]進(jìn)一步的，所述兩級(jí)低通濾波單元由放大器P3，放大器P4，三極管VT6，一端與放大器P3的正極相連接、另一端則經(jīng)電阻Rll后形成該兩級(jí)低通濾波單元的輸入端的電阻R12，正極與電阻Rll和電阻R12的連接點(diǎn)相連接、負(fù)極則與放大器P3的輸出端相連接的電容C4，串接在放大器P4的正極和輸出端之間的電阻R13，串接在放大器P3的負(fù)極和輸出端之間的電容C5和電阻R14，以及一端與放大器P3的負(fù)極相連接、另一端則與三極管VT6的基極相連接的同時(shí)接地的電阻R15組成；所述放大器P4的正極與放大器P3的輸出端相連接、其負(fù)極則與三極管VT6的基極相連接、其輸出端與三極管VT6的集電極相連接；所述三極管VT6的發(fā)射極接地、其集電極則形成該兩級(jí)低通濾波單元的輸出端。
[0008]所述過壓保護(hù)單元由三極管VT4，三極管VT5，場(chǎng)效應(yīng)管MOS，N極經(jīng)電阻R8后與場(chǎng)效應(yīng)管MOS的源極相連接、P極接地的穩(wěn)壓二極管D4，一端與穩(wěn)壓二極管D4的N極相連接、另一端則與三極管VT4的基極相連接的電阻R9，N極與場(chǎng)效應(yīng)管MOS的源極相連接、P極則與三極管VT4的基極相連接的穩(wěn)壓二極管D5，串接在場(chǎng)效應(yīng)管MOS的源極和三極管VT5的集電極之間的電容C2，以及P極與三極管VT5的發(fā)射極相連接、N極則接地的二極管D6，正極經(jīng)電阻RlO后與場(chǎng)效應(yīng)管MOS的柵極相連接、負(fù)極則與二極管D6的N極相連接的電容C3組成；所述三極管VT4的發(fā)射極與三極管VT5的基極相連接、其集電極則與場(chǎng)效應(yīng)管MOS的源極相連接；所述場(chǎng)效應(yīng)管MOS的源極和其漏極則分別形成該過壓保護(hù)單元的輸入端和輸出端。
[0009]所述的監(jiān)控平臺(tái)由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x，與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x相連接的計(jì)算機(jī)，以及與計(jì)算機(jī)相連接的打印機(jī)組成；所述的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x則與扭矩信號(hào)處理單元相連接。
[0010]所述的扭矩信號(hào)處理單元由放大器Pl，放大器P2，三極管VTl，三極管VT2，三極管VT3，N極與三極管VTl的發(fā)射極相連接、P極接地的穩(wěn)壓二極管D1，P極經(jīng)電阻Rl后與三極管VTl的發(fā)射極相連接、N極則經(jīng)穩(wěn)壓二極管D3后接地的二極管D2，串接在二極管D2的N極和三極管VT2的基極之間的電阻R2，串接在二極管D2的N極和三極管VT2的集電極之間的電阻R3，一端與三極管VTl的集電極相連接、另一端則與放大器Pl的負(fù)極相連接的同時(shí)接地的電阻R4，串接在三極管VT2的基極和三極管VT3的集電極之間的電阻R5，串接在三極管VT2的基極和發(fā)射極之間的電容Cl，一端與三極管VT2的發(fā)射極相連接、另一端接地的電阻R6，以及串接在三極管VT2的發(fā)射極和放大器P2的正極之間的電阻R7組成；所述三極管VTl的發(fā)射極作為該扭矩信號(hào)處理單元的輸入端，其集電極則與放大器Pl的正極相連接，其基極則與三極管VT2的基極相連接；所述三極管VT3的基極與放大器Pl的輸出端相連接，其發(fā)射極則與放大器P2的負(fù)極相連接的同時(shí)接地；所述放大器P2的輸出端則作為該扭矩信號(hào)處理單元的輸出端。
[0011]為了達(dá)到更好的實(shí)施效果，所述的扭矩傳感器優(yōu)選為電磁式扭矩傳感器，而所述的放大器P3和放大器P4均優(yōu)先采用0PA603型高速電流反饋運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)。
[0012]本實(shí)用新型較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0013](I)本實(shí)用新型能耗低，運(yùn)行成本低，更加節(jié)能環(huán)保。
[0014](2)本實(shí)用新采用隔離變壓器，其可以隔離變速器測(cè)試系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的諧波干擾，從而保護(hù)系統(tǒng)外部其它用電設(shè)備不被損傷。
[0015](3)本實(shí)用新型采用電磁式扭矩傳感器采集被測(cè)變速器的扭矩信號(hào)，其可提高扭矩測(cè)量精度。
[0016](4)本實(shí)用新型在輸入的工作電壓過高時(shí)，通過過壓保護(hù)單元可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，避免系統(tǒng)受到過電壓的損壞。
[0017](5)本實(shí)用新型對(duì)電網(wǎng)交流電的濾波處理更加徹底，其工作電流更加平順，從而使本實(shí)用新型運(yùn)行更加順暢。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型的扭矩信號(hào)處理單元電路結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖3為本實(shí)用新型的過壓保護(hù)單元電路結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖4為本實(shí)用新型的兩級(jí)低通濾波單元電路結(jié)構(gòu)圖。
[0022]以上附圖的附圖標(biāo)記名稱為:1、電源進(jìn)線柜2、隔離變壓器3、整流單元4、驅(qū)動(dòng)變頻電源5、饋電變頻電源6、拖動(dòng)電機(jī)7、第一聯(lián)軸器8、扭矩傳感器9、被測(cè)變速器10、第二聯(lián)軸器11、加載電機(jī)12、扭矩信號(hào)處理單元13、監(jiān)控平臺(tái)131、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x132、計(jì)算機(jī)133、打印機(jī)14、過壓保護(hù)單元、15、兩級(jí)低通濾波單元。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0024]實(shí)施例
[0025]如圖1所示，本實(shí)用新型由電源進(jìn)線柜I與電源進(jìn)線柜I相連接的隔離變壓器2，與隔離變壓器2相連接的過壓保護(hù)單元14，與過壓保護(hù)單元14相連接的整流單元3，與整流單元3相連接的兩級(jí)低通濾波單元15，與兩級(jí)低通濾波單元15相連接的驅(qū)動(dòng)變頻電源4和饋電變頻電源5，與驅(qū)動(dòng)變頻電源4相連接的拖動(dòng)電機(jī)6，通過第一聯(lián)軸器7與拖動(dòng)電機(jī)6相連接的被測(cè)變速器9，通過第二聯(lián)軸器10與被測(cè)變速器9相連接的加載電機(jī)11，設(shè)置在拖動(dòng)電機(jī)6和被測(cè)變速器9之間的扭矩傳感器8，與扭矩傳感器8相連接的扭矩信號(hào)處理單元12，以及與扭矩信號(hào)處理單元12相連接的監(jiān)控平臺(tái)13組成。
[0026]該電源進(jìn)線柜I與電網(wǎng)的電源線相連接，其用于對(duì)整個(gè)變速器測(cè)試系統(tǒng)的工作電壓進(jìn)行控制。隔離變壓器2則用于將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檎鲉卧璧碾妷海⑶腋綦x變速器試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的諧波干擾。整流單元3用于將隔離變壓器2輸出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電供系統(tǒng)使用。驅(qū)動(dòng)變頻電源4則用于把直流電轉(zhuǎn)換為交流電供拖動(dòng)電機(jī)6使用；而饋電變頻電源5則用于把直流電轉(zhuǎn)換為交流電供加載電機(jī)11使用。拖動(dòng)電機(jī)6用于帶動(dòng)被測(cè)變速器9轉(zhuǎn)動(dòng)；而加載電機(jī)11則用于給被測(cè)變速器9加載扭矩。
[0027]扭矩傳感器8用于采集被測(cè)變速器9的扭矩信號(hào)，其優(yōu)先采用電磁式扭矩傳感器。扭矩信號(hào)處理單元12則用于對(duì)采集到的扭矩信號(hào)進(jìn)行處理。監(jiān)控平臺(tái)13用于對(duì)試驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行監(jiān)控并分析。過壓保護(hù)單元14可以對(duì)變速器測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，使其不受過電壓損壞。
[0028]所述的監(jiān)控平臺(tái)13由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x131，與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x131相連接的計(jì)算機(jī)132，以及與計(jì)算機(jī)132相連接的打印機(jī)133組成。所述的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x131則與扭矩信號(hào)處理單元12相連接。其中整流單元3、驅(qū)動(dòng)變頻電源4以及饋電變頻電源5均為現(xiàn)有技術(shù)，有此不做過多贅述。
[0029]該扭矩信號(hào)處理單元12結(jié)構(gòu)如圖2所示，其由放大器P1，放大器P2，三極管VT1，三極管VT2，三極管VT3，電阻Rl，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電阻R5，電阻R6，電阻R7，電容Cl，穩(wěn)壓二極管Dl，二極管D2以及穩(wěn)壓二極管D3組成。
[0030]其中，該穩(wěn)壓二極管Dl的N極與三極管VTl的發(fā)射極相連接、其P極接地，二極管D2的P極經(jīng)電阻Rl后與三極管VTl的發(fā)射極相連接、其N極則經(jīng)穩(wěn)壓二極管D3后接地。該穩(wěn)壓二極管Dl和穩(wěn)壓二極管D2在電路中