[发明专利]齿轮箱性能试验平台及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮箱性能试验平台及其使用方法，属于工业自动化控制技术领域。

背景技术

齿轮箱完成生产后，需要一个测试平台，用电动机带动齿轮箱进行不同负载、转速下的模拟试验，对齿轮箱的性能进行验证。对于三轴伸型的齿轮箱，它有两个输入轴和一个输出轴，需要有两台电动机同时输入。目前同类测试平台多为单机运行系统，无法满足双电动机并联运行的要求；或为双机并联运行系统，但其控制技术方案为：两套变频驱动系统分别独立运行于转速、转矩双闭环控制状态，其转矩给定值由上层控制器按一定算法进行计算后给出。此技术方案理论上可行，但实际工程应用中难于实现，首先是对上层控制器运算速度、计算精度及整个通讯速率有很高的要求，另外，双机并车为一动态过程，该技术方案对这一动态过程中的扰动敏感，一旦平衡控制稍有滞后，将引起系统振荡，造成解列，甚至威胁设备安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能实现双电动机并联运行的齿轮箱性能试验平台，保证两电动机转矩的动态平衡，实现电机并联工况下的平滑稳定运行。本发明还提供所述的齿轮箱性能试验平台的使用方法。

为解决上述技术问题，本发明的齿轮箱性能试验平台包括：两台为齿轮箱提供驱动的电动机、两台分别为电动机提供电源的变频器、一套控制两台电动机转矩自动平衡的可编程控制器组件；该可编程控制器组件包括接收外部控制信号的I/O端口、控制器用光纤链路模块、控制器模块和DP接口，其中控制器用光纤链路模块连接到DP接口，控制器模块通过控制器用光纤链路模块将内部DP总线转换成外部光纤网络，连接到变频器用光纤链路模块，向变频器发送控制信息。

具有附加技术特征的进一步技术方案为：

所述的电动机具有测速编码器，以将速度信号输入到变频器的编码器检测模块。

所述的变频器包括变频器控制模块、编码器检测模块和变频器用光纤链路模块，该变频器用光纤链路模块与可编程控制器组件的控制器用光纤链路模块相连接组成光纤网络，通过光纤网络获得可编程控制器组件传递的控制信息。

所述变频器还包括：一个用于连接到外部三相电源的变频器三相电源进线接口和一个连接到电动机的变频器三相电源输出接口。

一种能实现双电动机并联运行的齿轮箱性能试验平台的使用方法，包括以下步骤：

1)用户在计算机里设置两台电动机的运行参数，包括速度给定值、转动方向；

2)用户发出两台电动机运行启动指令；

3)当电动机都达到精确的同步速度后，由用户实现接排，并在计算机上发送接排成功指令到可编程控制器模块；

4)需要停机时，先逐步卸掉电动机负载，然后将主电动机转速给定降到规定的脱排转速以下，当实际转速降到脱排转速以下后，用户给出脱排指令，实现脱排，再将两台变频器的速度给定值设置为零，实现系统停机。

本发明与现有技术比较，有如下的有益效果：

1)本发明采用主从控制技术方案，使得从机转矩始终跟随主机转矩，这种控制技术方案使得从机转矩在任何时候都等于或略小于主机转矩，并且这种跟随是动态跟随，即使是在系统受到扰动时也同样保证跟随，因而能保证两机转矩的动态平衡，而实现系统并联工况下的平滑稳定运行。

2)本发明具体实现中，作为转矩平衡控制关键参数的从机转矩给定是主机转矩通过通讯直接给到从机，其中主控P LC仅仅作为通讯媒介，而不介入到转矩平衡控制与运算，这样使得控制系统实现相对容易，并且对主控PLC的运算性能也没有过高的要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明齿轮箱性能试验平台结构示意图。

图2为控制器模块11中运行程序示意图。

图中：1-电动机；2-变频器；3-可编程控制器组件；4-变频器三相电源进线接口；5-变频器三相电源输出接口；6-变频器控制模块；7-编码器检测模块；8-变频器用光纤链路模块；9-控制器用光纤链路模块；10-I/O端口；11-控制器模块；12-DP接口。

具体实施方式