[发明专利]柴油机工况模拟试验台

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油机工况模拟试验台，用电封闭功率驱动系统及激振控制系统模拟柴油机工况的试验台。

背景技术

柴油机运行时，由于燃烧做功的不稳定性，所输出的转矩为变动转矩。一般试验台配套电机的输出皆为恒定转矩，跟柴油机实际运行工况存在一定差别，这导致被试件在真正配套柴油机使用时的一些特性参数与在一般试验台上测得的数据有所出入。

一般试验台的驱动和加载系统采用开放式系统，即一台柴油机带动被试件，负荷由水力测功器(电涡流测功器)加载，这种系统的不足之处是试验台所有的能量变成热能消耗掉，大量浪费能源。因此出现了封闭式试验台，封闭式试验台是将负载的能量反馈到驱动端，可以节约大约90％的能源。常用的封闭系统有机械封闭系统和电封闭系统，机械封闭系统受到被试件特性的限制，不能满足所有传动装置的试验需求，且加载机构复杂。

因此，期望有一种通用性更强的电封闭系统。较佳地，期望该电封闭系统可以产生模拟柴油机实际运行的变动转矩。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电封闭的柴油机工况模拟试验台。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种柴油机工况模拟试验台，其特征在于包括一电封闭功率驱动系统以及一激振系统，其中该电封闭功率驱动系统包括整流单元、直流母线、第一逆变器、第二逆变器、驱动电机、以及加载电机，该整流单元的输入端连接一交流电源，该整流单元的输出端连接该直流母线，该第一逆变器和该第二逆变器连接该直流母线，该驱动电机的输入端连接该第一逆变器，该驱动电机的输出端连接试验件的第一端，该加载电机的输入端连接试验件的第二端，该加载电机的输出端连接该第二逆变器。该激振系统包括一激振电机，连接该加载电机以在试验件轴系上产生变动转矩。

在本发明的一实施例中，上述的柴油机工况模拟试验台还包括变压器，以提供该交流电源。

在本发明的一实施例中，上述驱动电机与上述试验件之间设有变速齿轮箱。

在本发明的一实施例中，上述加载电机与上述试验件之间设有变速齿轮箱。

在本发明的一实施例中，上述激振电机为同步伺服电机。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下显著优点：

1、使用电封闭系统的通用性更强，可以满足所有传动装置的试验要求；

2、使用激振系统可以模拟柴油机实际运行的变动转矩。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1示出本发明一实施例的电封闭功率驱动系统基本原理图。

图2示出本发明一实施例的激振系统原理图。

图3示出本发明一实施例的柴油机工况模拟试验台原理框图。

图4示出本发明一实施例的柴油机工况模拟试验台布置图。

图5示出本发明一实施例的激振频率1Hz运行波形图(t＝3s)。

图6示出本发明一实施例的激振频率20Hz运行波形图(t＝3s)。

图7示出本发明一实施例的激振频率40Hz运行波形图(t＝1s)。

图8示出本发明一实施例的激振频率80Hz运行波形图(t＝1s)。

具体实施方式

概要地说，本发明的柴油机工况模拟试验台可包括电封闭功率驱动系统及激振控制系统。电封闭功率驱动系统用以构成一个动力驱动及负载能量回收的电力系统。激振控制系统用以提供向电封闭功率驱动系统的轴系提供变动的扭矩，以模拟柴油机的实际工况。

图1示出本发明一实施例的电封闭功率驱动系统基本原理图。参照图1所示，电封闭功率驱动系统10包括一驱动电机11、一加载电机12及配套的电气控制系统，例如直流-交流的第一逆变器13、交流-直流的第二逆变器14、直流母线15、整流单元16以及变压器17。此外，电封闭功率驱动系统10包括用以控制前述各个组件运行的控制系统18(参照图3所示)。变压器17连接10KV的交流电，经过变压后提供690V的交流电。整流单元16的输入端连接690V的交流电，输出端连接直流母线15。第一逆变器13和第二逆变器14均连接直流母线15。其中第一逆变器13从直流母线15获取电力，而第二逆变器14向直流母线15输送电力。驱动电机11的输入端连接第一逆变器13，由第一逆变器13供电。驱动电机11的输出端连接试验件100的第一端。加载电机11是一个发电机，其输入端连接试验件的第二端。加载电机11的输出端连接第二逆变器14，以向第二逆变器14提供交流电。