一種基于信號線性濾波處理的直流電力測功系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械測試系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是指一種基于信號線性濾波處理的直流電力測功系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)臺架性能試驗(yàn)是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能的必要手段。發(fā)動(dòng)機(jī)臺架試驗(yàn)設(shè)備作為性能試驗(yàn)的必不可少的裝備，其水平高低直接影響到能否如實(shí)反映發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，是否能夠提供發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和改進(jìn)的依據(jù)，因此，它在發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和質(zhì)量的提高中居于非常重要的位置。測功機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī)臺架試驗(yàn)設(shè)備的核心，在其中起著舉足輕重的作用。然而，傳統(tǒng)使用的水力測功機(jī)主要用于測試大功率發(fā)動(dòng)機(jī)，其測量的精度低，測量過程操作困難；而電渦流測功機(jī)和交流電力測功機(jī)所組成的測功系統(tǒng)都非常昂貴，其價(jià)格在幾十萬到幾百萬，并且還不能及時(shí)記錄數(shù)據(jù)，給發(fā)動(dòng)機(jī)性能測試帶來很大的局限性。為了解決上述問題，目前市面上出現(xiàn)了直流電力測功系統(tǒng)。然而，現(xiàn)有的直流電力測功系統(tǒng)其信號容易受到干擾因素影響，使測試人員無法很好的對發(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)行判斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的直流電力測功系統(tǒng)其信號容易受到干擾因素影響的缺陷，提供一種基于信號線性濾波處理的直流電力測功系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種基于信號線性濾波處理的直流電力測功系統(tǒng)，由被測發(fā)動(dòng)機(jī)，與被測發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的水溫恒溫控制單元、機(jī)油恒溫控制單元、燃油恒溫控制單元、智能油耗儀和扭矩傳感器，通過聯(lián)軸器與被測發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的直流電力測功機(jī)，與直流電力測功機(jī)相連接的DCS調(diào)速器，分別與DCS調(diào)速器相連接的控制單元和電源處理單元，與電源處理單元相連接的電網(wǎng)，與扭矩傳感器相連接的線性濾波處理單元，與線性濾波處理單元相連接的功率分析儀，以及分別與水溫恒溫控制單元、機(jī)油恒溫控制單元、燃油恒溫控制單元、智能油耗儀、功率分析儀和控制單元相連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成；所述線性濾波處理單元由濾波芯片U2，放大器P2，放大器P1，三極管VT2，一端與濾波芯片U2的IN管腳相連接、另一端則與濾波芯片U2的CLK管腳一起形成該線性濾波處理單元的輸入端的電阻R9，串接在濾波芯片U2的IN管腳和放大器P2的負(fù)極之間的電阻R10，串接在放大器P2的正極和輸出端之間的電容C7，串接在濾波芯片U2的OUT管腳和放大器P1的負(fù)極之間的電阻R11，以及負(fù)極與放大器P2的輸出端相連接、正極則與放大器P1的輸出端相連接的電容C8組成；所述濾波芯片U2的0ΡΙΝ管腳和其0P0UT管腳均與放大器P1的正極相連接；所述三極管VT2的基極分別與放大器P2的正極和輸出端相連接，其發(fā)射極接地，其集電極則與放大器P1的輸出端一起形成該線性濾波處理單元的輸出端；所述線性濾波處理單元的輸入端與扭矩傳感器相連接、其輸出端則與功率分析儀相連接。
[0005]所述的電源處理單元由變壓器T，設(shè)置在變壓器T原邊的電感線圈L1和電感線圈L2，設(shè)置在變壓器T副邊的電感線圈L3，同時(shí)與電感線圈L1和電感線圈L2相連接的原邊電路，與原邊電路相連接的整流濾波電路和驅(qū)動(dòng)電路，以及與電感線圈L3相連接的輸出電路組成。
[0006]所述的整流濾波電路包括二極管整流器U，電阻R1以及電容C1 ;所述電容C1的正極經(jīng)電阻R1后與二極管整流器U的正極輸出端相連接、其負(fù)極接地，所述二極管整流器U的輸入端形成該電源處理單元的輸入端、其負(fù)極輸出端則接地；所述電容C1的正極還與原邊電路相連接；所述電源處理單元的輸入端與電網(wǎng)相連接。
[0007]所述驅(qū)動(dòng)電路由驅(qū)動(dòng)芯片U1，三極管VT1，場效應(yīng)管M0S，正極經(jīng)電阻R5后與驅(qū)動(dòng)芯片U1的VREF管腳相連接、負(fù)極接地的電容C4，正極與驅(qū)動(dòng)芯片U1的SS管腳相連接、負(fù)極則與電容C4的負(fù)極相連接的電容C3，串接在驅(qū)動(dòng)芯片U1的FB管腳和電容C4的負(fù)極之間的電阻R4，正極經(jīng)電阻R2后與電容C1的正極相連接、負(fù)極與驅(qū)動(dòng)芯片U1的GND管腳相連接的同時(shí)接地的電容C5，一端與驅(qū)動(dòng)芯片U1的OUT管腳相連接、另一端則與場效應(yīng)管M0S的柵極相連接的電阻R6，與電阻R6相并聯(lián)的二極管D2，一端與場效應(yīng)管M0S的源極相連接、另一端接地的電阻R7組成；所述驅(qū)動(dòng)芯片U1的RVC管腳與電容C4的正極相連接，其IS管腳則與三極管VT1的基極相連接，其VCC管腳則與電容C5的正極相連接；所述三極管VT1的集電極與場效應(yīng)管M0S的源極相連接，其發(fā)射極接地；所述場效應(yīng)管M0S的漏極則與原邊電路相連接。
[0008]所述原邊電路包括電阻R3，電阻R8，電容C2，二極管D1以及二極管D3 ;所述二極管D3的P極與場效應(yīng)管M0S的漏極相連接、其N極經(jīng)電阻R3后與電容C1的正極相連接，電容C2則與電阻R3相并聯(lián)，二極管D1的N極與電容C5的正極相連接、其P極則經(jīng)電阻R8后與電感線圈L2的非同名端相連接；所述電感線圈L1的同名端與電容C1的正極相連接、其非同名端則與電感線圈L2的同名端相連接。
[0009]所述輸出電路包括二極管D4和電容C6 ;所述二極管D4的P極與電感線圈L3的非同名端相連接、其N極則與電感線圈L3的同名端一起形成該電源處理單元的輸出端；所述電容C6的正極與電感線圈L3的同名端相連接，其負(fù)極則與二極管D4的N極相連接；所述電源處理單元的輸出端與DCS調(diào)速器相連接。
[0010]為了達(dá)到更好的實(shí)施效果，所述的驅(qū)動(dòng)芯片U1優(yōu)選FAN7554集成芯片，而所述的濾波芯片U2則優(yōu)先選用MAX291集成芯片來實(shí)現(xiàn)。
[0011]本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0012](1)本發(fā)明采用直流電力測功機(jī)進(jìn)行加載，其適用于對大功率和小功率的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行測試，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。
[0013](2)本發(fā)明采用四象限的控制技術(shù)，將電機(jī)吸收的電能反饋電網(wǎng)，供其他設(shè)備使用，可最大限度地發(fā)揮電機(jī)的性能，并節(jié)約能源。
[0014](3)本發(fā)明采用計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字控制技術(shù)進(jìn)行控制，提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度，同時(shí)也提高了設(shè)備的控制精度和測試精度以及設(shè)備運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。
[0015](4)本發(fā)明較傳統(tǒng)的測功系統(tǒng)造價(jià)更便宜，僅為傳統(tǒng)測功系統(tǒng)的70%。
[0016](5)本發(fā)明通過線性濾波處理單元可以過濾掉被測發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號中的干擾信號，使被測發(fā)動(dòng)機(jī)所輸出的實(shí)時(shí)功率更加準(zhǔn)確，提高測試人員對被測發(fā)動(dòng)機(jī)性能判斷的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的電源處理單元的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖3為本發(fā)明的線性濾波處理單元的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不限于此。
[0021]實(shí)施例
[0022]如圖1所示，本發(fā)明的基于信號線性濾波處理的直流電力測功系統(tǒng)，由被測發(fā)動(dòng)機(jī)，水溫恒溫控制單元，機(jī)油恒溫控制單元，燃油恒溫控制單元，智能油耗儀，扭矩傳感器，直流電力測功機(jī)，DCS調(diào)速器，控制單元，電源處理單元，電網(wǎng)，功率分析儀，線性濾波處理單元以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14部分組成。
[0023]工作時(shí)，直流電力測功機(jī)通過聯(lián)軸器與被測發(fā)動(dòng)機(jī)相連接，其用于對被測發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行加載。DCS調(diào)速器則與直流電力測功機(jī)相連接，而電源處理單元和控制單元?jiǎng)t分別與DCS調(diào)速器相連接，電源處理單元?jiǎng)t還與電網(wǎng)相連接。其中，電網(wǎng)用于給整個(gè)測功系統(tǒng)提供電源。電源處理單元?jiǎng)t用于對電網(wǎng)電壓進(jìn)行處理，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，由變壓器T，設(shè)置在變壓器T原邊的電感線圈L1和電感線圈L2，設(shè)置在變壓器T副邊的電感線圈L3，同時(shí)與電感線圈L1和電感線圈L2相連接的原邊電路，與原邊電路輸出端相連接的整流濾波電路和驅(qū)動(dòng)電路，以及與電感線圈L3相連接的輸出電路組成。
[0024]所述的整流濾波電路可以把電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為平順的直流電，其包括二極管整流器U，電阻R1以及電容C1。所述電容C1的正極經(jīng)電阻R1后與二極管整流器U的正極輸出端相連接、其負(fù)極接地，所述二極管整流器U的兩個(gè)輸入極一起形成該電源處理單元的輸入端、其負(fù)極輸出端則接地；所述電容C1的正極還與原邊電路相連接；所述電源處理單元的輸入端與電網(wǎng)相連接。
[0025]所述驅(qū)動(dòng)電路由驅(qū)動(dòng)芯片U1，三極管VT1，場效應(yīng)管M0S，正極經(jīng)電阻R5后與驅(qū)動(dòng)芯片U1的VREF管腳相連接、負(fù)極接地的電容C4，正極與驅(qū)動(dòng)芯片U1的SS管腳相連接、負(fù)極則與電容C4的負(fù)極相連接的電容C3，串接在驅(qū)動(dòng)芯片U1的FB管腳和電容C4的負(fù)極之間的電阻R4，正極經(jīng)電阻R2后與電容C1的正極相連接、負(fù)極與驅(qū)動(dòng)芯片U1的GND管腳相連接的同時(shí)接地的電容C5，一端與驅(qū)動(dòng)芯片U1的OUT管腳相連接、另一端則與場效應(yīng)管M0S的柵極相連接的電阻R6，與電阻R6相并聯(lián)的二極管D2，一端與場效應(yīng)管M0S的源極相連接、另一端接地的電阻R7組成。
[0026]同時(shí)，該驅(qū)動(dòng)芯片U1的RVC管腳與電容C4的正極相連接，其IS管腳則與三極管VT1的基極相連接，其VCC管腳則與電容C5的正極相連接；所述三極管VT1的集電極與場效應(yīng)管M0S的源極相連接，其發(fā)射極接地。所述場效應(yīng)管M0S的漏極則與原邊電路相連接。為了達(dá)到更好的實(shí)施效果，所述驅(qū)動(dòng)芯片U1優(yōu)先選用FAN7554集成芯片來實(shí)現(xiàn)。
[0027]所述原邊電路包括電阻R3，電阻R8，電容C2，二極管D1以及二極管D3。連接時(shí)，所述二極管D3的P極與場效應(yīng)管M0S的漏