基于線性濾波處理及電壓保護電路的直流電力測功系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機械測試系統領域，具體是指一種基于線性濾波處理及電壓保護電路的直流電力測功系統。
【背景技術】
[0002]發動機臺架性能試驗是衡量發動機動力性能和經濟性能的必要手段。發動機臺架試驗設備作為性能試驗的必不可少的裝備，其水平高低直接影響到能否如實反映發動機的性能，是否能夠提供發動機設計和改進的依據，因此，它在發動機的性能和質量的提高中居于非常重要的位置。測功機作為發動機臺架試驗設備的核心，在其中起著舉足輕重的作用。然而，傳統使用的水力測功機主要用于測試大功率發動機，其測量的精度低，測量過程操作困難;而電渦流測功機和交流電力測功機所組成的測功系統都非常昂貴，其價格在幾十萬到幾百萬，并且還不能及時記錄數據，給發動機性能測試帶來很大的局限性。為了解決上述問題，目前市面上出現的直流電力測功系統。然而，現有的直流電力測功系統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動機性能進行判斷。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服現有的直流電力測功系統其信號容易受到干擾因素影響的缺陷，提供一種基于線性濾波處理及電壓保護電路的直流電力測功系統。
[0004]本發明的目的通過下述技術方案實現:基于線性濾波處理及電壓保護電路的直流電力測功系統，由被測發動機，與被測發動機相連接的水溫恒溫控制單元、機油恒溫控制單元、燃油恒溫控制單元、智能油耗儀和扭矩傳感器，通過聯軸器與被測發動機相連接的直流電力測功機，與直流電力測功機相連接的DCS調速器，與DCS調速器相連接的控制單元和電壓保護電路，與電壓保護電路相連接的電源處理單元，與電源處理單元相連接的電網，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，分別與水溫恒溫控制單元、機油恒溫控制單元、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算機系統組成；所述電壓保護電路由放大器P1，三極管VT2，場效應管M0S1，場效應管M0S2，場效應管M0S3，串接在場效應管M0S1的源極和漏極之間的二極管D5，串接在場效應管M0S2的源極和漏極之間的二極管D6，P極與場效應管M0S2的漏極相連接、N極則經電阻R9后與放大器P1的正極相連接的二極管D7，N極與三極管VT2的發射極相連接、P極則與放大器P1的負極相連接的二極管D8，正極與放大器P1的負極相連接、負極接地的電容C7，以及串接在場效應管M0S3的源極和漏極之間的二極管D9組成;所述場效應管M0S1的源極和場效應管M0S3的柵極一起形成該電壓保護電路的輸入端，其柵極則與場效應管M0S3的漏極相連接，其漏極則與場效應管M0S2的漏極相連接;所述三極管VT2的基極與場效應管M0S2的柵極相連接，其集電極則與場效應管M0S2的源極相連接;所述放大器P1的輸出端與場效應管M0S3的漏極相連接，其正極則與場效應管M0S2的柵極相連接，其負極則與場效應管M0S2的源極一起形成該電壓保護電路的輸出端;所述電壓保護電路的輸入端與電源處理單元的輸出端相連接、其輸出端則與DCS調速器相連接;所述線性濾波處理單元由濾波芯片U2，放大器P2，放大器P3，三極管VT3，一端與濾波芯片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R12，串接在濾波芯片U2的IN管腳和放大器P2的負極之間的電阻R10，串接在放大器P2的正極和輸出端之間的電容C9，串接在濾波芯片U2的OUT管腳和放大器P3的負極之間的電阻R11，以及負極與放大器P2的輸出端相連接、正極則與放大器P3的輸出端相連接的電容C8組成;所述濾波芯片U2的0PIN管腳和其0P0UT管腳均與放大器P3的正極相連接;所述三極管VT3的基極分別與放大器P2的正極和輸出端相連接，其發射極接地，其集電極則與放大器P3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]進一步的，所述的電源處理單元由變壓器T，設置在變壓器T原邊的電感線圈L1和電感線圈L2，設置在變壓器T副邊的電感線圈L3，同時與電感線圈L1和電感線圈L2相連接的原邊電路，與原邊電路輸入端相連接的整流濾波電路和驅動電路，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的正極經電阻R1后與二極管整流器U的正極輸出端相連接、其負極接地，所述二極管整流器U的兩個輸入極一起形成該電源處理單元的輸入端、其負極輸出端則接地;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相連接。
[0007]所述驅動電路由驅動芯片U1，三極管VT1，場效應管M0S，正極經電阻R5后與驅動芯片U1的VREF管腳相連接、負極接地的電容C4，正極與驅動芯片U1的SS管腳相連接、負極則與電容C4的負極相連接的電容C3，串接在驅動芯片U1的FB管腳和電容C4的負極之間的電阻R4，正極經電阻R2后與電容C1的正極相連接、負極與驅動芯片U1的GND管腳相連接的同時接地的電容C5，一端與驅動芯片U1的OUT管腳相連接、另一端則與場效應管M0S的柵極相連接的電阻R6，與電阻R6相并聯的二極管D2，一端與場效應管M0S的源極相連接、另一端接地的電阻R7組成;所述驅動芯片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的集電極與場效應管M0S的源極相連接，其發射極接地;所述場效應管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極與場效應管M0S的漏極相連接、其N極經電阻R3后與電容C1的正極相連接，電容C2則與電阻R3相并聯，二極管D1的N極與電容C5的正極相連接、其P極則經電阻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極則與場效應管M0S3的柵極相連接;所述電感線圈L3的同名端與場效應管M0S1的源極相連接;所述電容C6的正極與電感線圈L3的同名端相連接，其負極則與二極管D4的N極相連接。
[0010]為了達到更好的實施效果，所述的驅動芯片U1優選FAN7554集成芯片，而所述的濾波芯片U2則優先選用MAX291集成芯片來實現。
[0011]本發明較現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
[0012](1)本發明采用直流電力測功機進行加載，其適用于對大功率和小功率的發動機進行測試，擴大了其應用范圍。
[0013](2)本發明采用四象限的控制技術，將電機吸收的電能反饋電網，供其他設備使用，可最大限度地發揮電機的性能，并節能源。
[0014](3)本發明采用計算機技術和數字控制技術進行控制，提高了設備的自動化程度，同時也提高了設備的控制精度和測試精度以及設備運行的可靠性和穩定性。
[0015](4)本發明較傳統的測功系統造價更便宜，僅為傳統測功系統的70%。
[0016](5)本發明采用電壓保護電路對其進行保護，當系統中出現短路現像時可以及時的斷開電源，避免本發明受到高電壓損壞。
[0017](6)本發明通過線性濾波處理單元可以過濾掉被測發動機扭矩信號中的干擾信號，使被測發動機所輸出的實時功率更加準確，提高測試人員對被測發動機性能判斷的準確性。
【附