[发明专利]一种能量回收装置实验台

说明书

技术领域

本发明涉及实验室设备技术领域，是一种能量回收装置实验台。

背景技术

随着汽车工业的高速发展，全球汽车保有量的不断增加，汽车带来的能源短缺问题越来越突出。加之能源危机的加剧，各国政府及汽车行业普遍认识到节约能源是未来汽车技术发展的主攻方向之一。有关研究发现，在存在较频繁的制动、怠速与起动的城市工况运行条件下，有效地回收制动和怠速过程中的能量，可使汽车的行驶距离延长10％～30％。因此，亟需发明一种能量回收装置，充分发挥燃料的特性，已达到燃料的最高利用率。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种结构设计合理，制造成本低，功能效果好的一种能量回收装置实验台。

本发明的技术方案包括如下两种；

方案一：

一种能量回收装置实验台，该能量回收装置左右设置于实验台面板上，实验台面板的左侧设置直流电机、传动轴、发电机、第一弹性联轴器、第二弹性联轴器、电机支架、传动轴支架、发电机支架和轴承，实验台面板的右侧设置直流伺服电机驱动器、数据采集卡和电源。

所述的直流电机与传动轴之间用第一弹性联轴器串联连接，传动轴与发电机之间用第二弹性联轴器串联连接，直流电机、传动轴和发电机分别通过电机支架、传动轴支架和发电机支架固定于实验台面板上，两个弹性联轴器之间通过传动轴与轴承相连。

所述的直流伺服电机驱动器分别与数据采集卡、电源、直流电机相连，发电机与数据采集卡相连；实现通过数据采集卡中预先设置的控制参数，控制直流伺服电机驱动器，利用直流电机通过传动轴带动发电机运转，将电信号转变成动能。

方案二：

一种能量回收装置实验台，该能量回收装置左右设置于实验台面板上，实验台面板的左侧设置直流电机、第一传动轴、第二传动轴、发电机、第一直齿齿轮、第二直齿齿轮、电机支架、传动轴支架、发电机支架和轴承，实验台面板的右侧设置直流伺服电机驱动器、数据采集卡和电源；

所述的直流电机与发电机并联，直流电机和发电机分别与第一传动轴和第二传动轴的一端连接，第一传动轴和第二传动轴分别与第一直齿齿轮和第二直齿齿轮通过键相连，两个传动轴之间通过两个直齿齿轮连接，两个传动轴的端部分别与对应的传动轴支架通过轴承相连；实现直流电机的转动带动第一传动轴，随之带动第一直齿齿轮，第一直齿齿轮与第二直齿齿轮相互啮合，第二直齿齿轮的转动带动与发电机相连的第二传动轴，从而带动发电机的运转；

所述的直流伺服电机驱动器分别与数据采集卡、电源、直流电机相连，发电机与数据采集卡相连；实现通过数据采集卡中预先设置的控制参数，控制直流伺服电机驱动器，利用直流电机通过传动轴带动发电机运转，将电信号转变成动能。

如图4所示，直流伺服电机驱动器的ASIN与GND口分别与数据采集卡的ASIN与GND口相连，直流伺服电机驱动器的24V口与GND口分别连接电源的正负极，直流伺服电机驱动器的MT1口与MT2口与直流电机相连；数据采集卡的USB口与电脑相连。

所述的直流伺服电机驱动器，内置可调的PID控制，具有闭环控制电流、速度、位置，同时兼容开环驱动方式；具有CAD总线、RS232串口、RS485总线、PLC和步进电机兼容的脉冲方向输入、限位开关、舵机电调兼容的PPM输入、占空比形式的PWM输入、模拟输入的接口。

实现通过数据采集卡中预先设置的控制参数，控制直流伺服电机驱动器，利用直流电机通过传动轴带动发电机运转，将电信号转变成动能。发电机与数据采集器连接，将电信号导入数据采集器中，通过电脑显示出来。以此完成了机械能转变成电能的能量回收，本装置结构简单，成本低廉，易于装配，且对精度要求低，满足操作人员快速进行实验活动的要求。

上述能量回收实验台的使用方法：

利用LabView软件进行数据编程，并通过直流伺服电机驱动器与数据采集卡，控制直流电压的输出，将电压由恒定不变转变为随时间的变化成线性下降的，进而控制电机的转速，以模拟汽车的刹车和怠速过程，并在屏幕上实时显示电压的变化情况。其中，参数设置包括最大电压、最小电压、延迟运转、刹车时间、保存路径等。该电压信号是模拟信号，范围为0-5V，在5V情况下，电机转速最高(4000转/分)；2.5V情况下，电机转速为零；当电压信号为0V时，反向转速达到最高。