基于两级低通滤波的过压保护式高精度变速器测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种变速器测试系统，具体是指基于两级低通滤波的过压保护式高精度变速器测试系统。
【背景技术】
[0002]变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置，可以改变机床、汽车和拖拉机等机器运转速度或牵引力，在工业各个领域的应用广泛。变速器的组成中有许多直径大小不同的齿轮，而且作为一个关键的传动装置，尤其是其机械性能是必须经过严格试验后才能出厂的。
[0003]变速器测试系统就是针对变速器的机械性能进行检测的一套试验设备，变速器的齿轮之间的结合度以及长期工作下的变形程度是主要的考察点，主要采集和检测变速器的输入/输出扭矩值和传动系数。
[0004]现在，传统的变速器试验设备一般采用水力测功机或者发电机组与能耗电阻相结合的方式，其中扭矩测量采用相位式扭矩传感器，其缺点是长时间运行将造成大量能量消费、运行成本很高；并且扭矩测量采用的相位式扭矩传感器测量精度不够，且经常需要较零，维护成本高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服传统的变速器测试系统能耗高、测量精度不够的缺陷，提供基于两级低通滤波的过压保护式高精度变速器测试系统。
[0006]本发明的目的通过下述技术方案实现:基于两级低通滤波的过压保护式高精度变速器测试系统，其包括驱动变频电源，馈电变频电源，电源进线柜与电源进线柜相连接的隔离变压器，与隔离变压器相连接的过压保护单元，与过压保护单元相连接的整流单元，与驱动变频电源相连接的拖动电机，通过第一联轴器与拖动电机相连接的被测变速器，通过第二联轴器与被测变速器相连接的加载电机，设置在拖动电机和被测变速器之间的扭矩传感器，与扭矩传感器相连接的扭矩信号处理单元，与扭矩信号处理单元相连接的监控平台，以及串接在整流单元的输出端和驱动变频电源以及馈电变频电源的输入端之间的两级低通滤波单元。
[0007]进一步的，所述两级低通滤波单元由放大器P3，放大器P4，三极管VT6，一端与放大器P3的正极相连接、另一端则经电阻Rll后形成该两级低通滤波单元的输入端的电阻R12，正极与电阻Rll和电阻R12的连接点相连接、负极则与放大器P3的输出端相连接的电容C4，串接在放大器P4的正极和输出端之间的电阻R13，串接在放大器P3的负极和输出端之间的电容C5和电阻R14，以及一端与放大器P3的负极相连接、另一端则与三极管VT6的基极相连接的同时接地的电阻R15组成；所述放大器P4的正极与放大器P3的输出端相连接、其负极则与三极管VT6的基极相连接、其输出端与三极管VT6的集电极相连接；所述三极管VT6的发射极接地、其集电极则形成该两级低通滤波单元的输出端。
[0008]所述过压保护单元由三极管VT4，三极管VT5，场效应管MOS，N极经电阻R8后与场效应管MOS的源极相连接、P极接地的稳压二极管D4，一端与稳压二极管D4的N极相连接、另一端则与三极管VT4的基极相连接的电阻R9，N极与场效应管MOS的源极相连接、P极则与三极管VT4的基极相连接的稳压二极管D5，串接在场效应管MOS的源极和三极管VT5的集电极之间的电容C2，以及P极与三极管VT5的发射极相连接、N极则接地的二极管D6，正极经电阻RlO后与场效应管MOS的栅极相连接、负极则与二极管D6的N极相连接的电容C3组成；所述三极管VT4的发射极与三极管VT5的基极相连接、其集电极则与场效应管MOS的源极相连接；所述场效应管MOS的源极和其漏极则分别形成该过压保护单元的输入端和输出端。
[0009]所述的监控平台由转矩转速测量仪，与转矩转速测量仪相连接的计算机，以及与计算机相连接的打印机组成；所述的转矩转速测量仪则与扭矩信号处理单元相连接。
[0010]所述的扭矩信号处理单元由放大器Pl，放大器P2，三极管VTl，三极管VT2，三极管VT3，N极与三极管VTl的发射极相连接、P极接地的稳压二极管D1，P极经电阻Rl后与三极管VTl的发射极相连接、N极则经稳压二极管D3后接地的二极管D2，串接在二极管D2的N极和三极管VT2的基极之间的电阻R2，串接在二极管D2的N极和三极管VT2的集电极之间的电阻R3，一端与三极管VTl的集电极相连接、另一端则与放大器Pl的负极相连接的同时接地的电阻R4，串接在三极管VT2的基极和三极管VT3的集电极之间的电阻R5，串接在三极管VT2的基极和发射极之间的电容Cl，一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端接地的电阻R6，以及串接在三极管VT2的发射极和放大器P2的正极之间的电阻R7组成；所述三极管VTl的发射极作为该扭矩信号处理单元的输入端，其集电极则与放大器Pl的正极相连接，其基极则与三极管VT2的基极相连接；所述三极管VT3的基极与放大器Pl的输出端相连接，其发射极则与放大器P2的负极相连接的同时接地；所述放大器P2的输出端则作为该扭矩信号处理单元的输出端。
[0011]为了达到更好的实施效果，所述的扭矩传感器优选为电磁式扭矩传感器，而所述的放大器P3和放大器P4均优先采用0PA603型高速电流反馈运算放大器来实现。
[0012]本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0013](I)本发明能耗低，运行成本低，更加节能环保。
[0014](2)本实用新采用隔离变压器，其可以隔离变速器测试系统对电网的谐波干扰，从而保护系统外部其它用电设备不被损伤。
[0015](3)本发明采用电磁式扭矩传感器采集被测变速器的扭矩信号，其可提高扭矩测量精度。
[0016](4)本发明在输入的工作电压过高时，通过过压保护单元可以对系统进行保护，避免系统受到过电压的损坏。
[0017](5)本发明对电网交流电的滤波处理更加彻底，其工作电流更加平顺，从而使本发明运行更加顺畅。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的整体结构示意图。
[0019]图2为本发明的扭矩信号处理单元电路结构图。
[0020]图3为本发明的过压保护单元电路结构图。
[0021]图4为本发明的两级低通滤波单元电路结构图。
[0022]以上附图的附图标记名称为:1、电源进线柜2、隔离变压器3、整流单元4、驱动变频电源5、馈电变频电源6、拖动电机7、第一联轴器8、扭矩传感器9、被测变速器10、第二联轴器11、加载电机12、扭矩信号处理单元13、监控平台131、转矩转速测量仪132、计算机133、打印机14、过压保护单元、15、两级低通滤波单元。
【具体实施方式】
[0023]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0024]实施例
[0025]如图1所示，本发明由电源进线柜I与电源进线柜I相连接的隔离变压器2，与隔离变压器2相连接的过压保护单元14，与过压保护单元14相连接的整流单元3，与整流单元3相连接的两级低通滤波单元15，与两级低通滤波单元15相连接的驱动变频电源4和馈电变频电源5，与驱动变频电源4相连接的拖动电机6，通过第一联轴器7与拖动电机6相连接的被测变速器9，通过第二联轴器10与被测变速器9相连接的加载电机11，设置在拖动电机6和被测变速器9之间的扭矩传感器8，与扭矩传感器8相连接的扭矩信号处理单元12，以及与扭矩信号处理单元12相连接的监控平台13组成。
[0026]该电源进线柜I与电网的电源线相连接，其用于对整个变速器测试系统的工作电压进行控制。隔离变压器2则用于将电网电压转变为整流单元所需的电压，并且隔离变速器试验系统对电网的谐波干扰。整流单元3用于将隔离变压器2输出的交流电转换成直流电供系统使用。驱动变频电源4则用于把直流电转换为交流电供拖动电机6使用；而馈电变频电源5则用于把直流电转换为交流电供加载电机11使用。拖动电机6用于带动被测变速器9转动；而加载电机11则用于给被测变速器9加载扭矩。
[0027]扭矩传感器8用于采集被测变速器9的扭矩信号，其优先采用电磁式扭矩传感器。扭矩信号处理单元12则用于对采集到的扭矩信号进行处理。监控平台13用于对试验数值进行监控并分析。过压保护单元14可以对变速器测试系统进行保护，使其不受过电压损坏。
[0028]所述的监控平台13由转矩转速测量仪131，与转矩转速测量仪131相连接的计算机132，以及与计算机132相连接的打印机133组成。所述的转矩转速测量仪131则与扭矩信号处理单元12相连接。其中整流单元3、驱动变频电源4以及馈电变频电源5均为现有技术，有此不做过多赘述。
[0029]该扭矩信号处理单元12结构如图2所示，其由放大器P1，放大器P2，三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，电阻Rl，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电容Cl，稳压二极管Dl，二极管D2以及稳压二极管D3组成。
[0030]其中，该稳压二极管Dl的N极与三极管VTl的发射极相连接、其P极接地，二极管D2的P极经电阻Rl后与三极管VTl的发射极相连接、其N极则经稳压二极管D3后接地。该稳压二极管Dl和稳压二极管D2在电路中起保护作用，其可以使电