一种能量回馈型电力测功系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种能量回馈型电力测功系统，包括被测发动机，其特征在于，还包括分别与被测发动机相连接的油门控制仪和扭矩传感器，与扭矩传感器相连接的直流电机，分别与直流电机相连接的电机控制器和逆变单元，以及同时与油门控制仪和电机控制器相连接的中央处理器。本发明的逆变单元独创的采用LT494采集芯片与新颖的外围电路相结合，可以极大的降低电能损耗，使其逆变效率达到98％以上，从而使本发明可以高效的把被测发动机输出的能量转换为电能并入电网，更充分的利用能源。
【专利说明】
一种能量回馈型电力测功系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种电力测功系统，具体是指一种能量回馈型电力测功系统。
【背景技术】
[0002]发动机的输出功率是判定发动机性能的重要参数，因此，发动机在出厂前都会对其输出功率进行测试。目前通常采用电力测功系统对发动机的功率进行测试，电力测功系统可以把发动机输出的能量转化为电能，并逆变为交流电回馈电网，如此可以节约能源。然而，现有的电力测功系统的逆变效率较低，无法充分的利用电能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有的电力测功系统的逆变效率较低的缺陷，提供一种能量回馈型电力测功系统。
[0004]本发明的目的通过下述技术方案实现:一种能量回馈型电力测功系统，包括被测发动机，其特征在于，还包括分别与被测发动机相连接的油门控制仪和扭矩传感器，与扭矩传感器相连接的直流电机，分别与直流电机相连接的电机控制器和逆变单元，以及同时与油门控制仪和电机控制器相连接的中央处理器;所述逆变单元由处理芯片U，三极管VT3，变压器T，N极与处理芯片U的+IN2管脚相连接、P极与三极管VT3的发射极相连接的二极管D2，负极与处理芯片U的REF管脚相连接、正极与三极管VT3的基极相连接的电容C5，N极与三极管VT3的发射极相连接、P极与三极管VT3的集电极相连接的二极管D3，串接在三极管VT3的集电极和处理芯片U的OUT管脚之间的电阻R7，与处理芯片U相连接的调理电路，一端接地、另一端与调理电路相连接的同时与变压器T的原边电感线圈的抽头共同形成逆变单元的输入端的电阻Rl，正极与处理芯片U的C2管脚相连接、负极与处理芯片U的Cl管脚相连接的电容C8，串接在处理芯片U和变压器T的副边电感线圈之间的交流检测电路，以及串接在变压器T的原边电感线圈和交流检测电路之间的锁相控制电路组成;所述处理芯片U的VCC管脚分别与电容CS的负极和变压器T的原边电感线圈的抽头相连接;所述逆变单元的输入端与直流电机相连接。
[0005]进一步的，所述调理电路由三极管VTl，三极管VT2，正极经电阻Rl后接地、负极与三极管VTl的基极相连接的电容Cl，正极与处理芯片U的+IN2管脚相连接、负极经电阻R4后与处理芯片U的PWN管脚相连接的电容C2，串接在三极管VTl的集电极和处理芯片U的-1N2管脚之间的电阻R3，正极与三极管VTl的发射极相连接、负极与处理芯片U的-1Nl管脚相连接的电容C3，正极与处理芯片U的PWN管脚相连接、负极与三极管VT2的发射极相连接的同时接地的电容C4，以及N极与三极管VT2的基极相连接、P极经电阻R2后与电容C2的正极相连接的二极管Dl组成;所述三极管VTl的发射极与三极管VT2的集电极相连接。
[0006]所述锁相控制电路由三极管VT7，三极管VT8，场效应管M0S1，场效应管M0S2，N极与三极管VT7的基极相连接、P极经电阻R12后与三极管VT8的基极相连接的二极管D9，N极与场效应管M0S2的源极相连接、P极与场效应管MOSl的漏极相连接的二极管D8，一端与二极管D8的N极相连接、另一端与交流检测电路相连接的电阻Rll，正极与三极管VT7的发射极相连接、负极接地的电容C12，以及N极与电容Cl2的正极相连接、？极与电容C12的负极相连接的二极管DlO组成;所述场效应管M0S2的栅极与处理芯片U的El管脚相连接、其漏极与变压器T的原边电感线圈的同名端相连接;所述场效应管MOSl的栅极与三极管VT7的基极相连接、其源极则与三极管VT8的集电极相连接;所述三极管VT8的集电极与变压器T的原边电感线圈的非同名端相连接、其发射极则与三极管VT7的集电极相连接。
[0007]所述交流检测电路由放大器P，三极管VT6，三极管VT5，三极管VT4，P极经电阻R6后与放大器P的负极相连接、N极与处理芯片U的+INl管脚相连接的二极管D4，串接在放大器P的输出端和二极管D4的N极之间的电阻R5，负极与放大器P的输出端相连接、正极与处理芯片U的CT管脚相连接的电容C6，负极与放大器P的输出端相连接、正极与放大器P的正极相连接的电容C7，正极与放大器P的正极相连接、负极接地的电容C9，串接在三极管VT4的发射极和电容C9的负极之间的电阻R8，N极与放大器P的正极相连接、P极与三极管VT4的集电极相连接的二极管D5，N极与三极管VT6的基极相连接、P极与三极管VT4的集电极相连接的二极管D7，正极与三极管VT6的发射极相连接、负极经电阻Rll后与场效应管M0S2的源极相连接的电容C11，串接在三极管VT4的集电极与三极管VT5的基极之间的电阻R10，N极与三极管VT5的基极相连接、P极接地的稳压二极管D6，串接在三极管VT4的基极和稳压二极管D6的N极之间的电阻R9，以及正极与三极管VT5的发射极相连接、负极与稳压二极管D6的P极相连接的电容ClO组成;所述放大器P的正极分别与处理芯片U的GND管脚和E2管脚相连接、其输出端则与处理芯片U的RT管脚相连接;所述三极管VT5的集电极与电容Cl I的负极相连接;所述三极管VT6的集电极与处理芯片U的El管脚相连接;所述变压器T的副边电感线圈的同名端与三极管VT5的集电极相连接、其非同名端则与稳压二极管D6的P极相连接;所述变压器T的副边电感线圈的同名端和非同名端共同形成逆变单元的输出端。
[0008]所述处理芯片U为LT494集成芯片。
[0009]本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0010](I)本发明的逆变单元独创的采用LT494采集芯片与新颖的外围电路相结合，可以极大的降低电能损耗，使其逆变效率达到98%以上，从而使本发明可以高效的把被测发动机输出的能量转换为电能并入电网，更充分的利用能源。
[0011](2)本发明的可以对逆变后的电压的相位进行处理，使其与电网电压的相位相同，如此可以更好的把交流电压并入电网。
[0012](3)本发明可以对电压在逆变过程中产生的高次谐波进行滤除，从而提高交流电压的稳定性，使交流电压更好的并入电网。
[0013](4)本发明可以准确的检测被测发动机的输出功率，使测试人员能够更好的对被测发动机的性能进行判断。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的整体结构示意图。
[0015]图2为本发明的逆变单元的结构图。
【具体实施方式】
[0016]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并不限于此。
[0017]实施例
[0018]如图1所示，本发明包括被测发动机，油门控制仪，扭矩传感器，直流电机，电机控制器，逆变单元以及中央处理器。
[0019]其中，该油门控制仪与被测发动机相连接，通过控制被测发动机的供油量，从而控制被测发动机工作，其采用安徽极敏电子科技有限公司生产的SH-MTM-L型油门控制仪。直流电机用于给被测发动机提供负载。该扭矩传感器通过连轴器分别与被测发动机和直流电机相连接，用于采集被测发动机的扭矩和转速信号，其优先采用北京工标传感技术有限公司生产的GB-DTS扭矩传感器来实现。该电机控制器与直流电机的励磁回路相连接，用于控制直流电机工作。该逆变单元的输入端与直流电机的中枢回路相连接，用于把直流电机输出的直流电逆变为交流电，其输出端则与电网相连接。该中央处理器作为本发明的控制中心，用于给油门控制仪和电机控制器发送控制指令，接收扭矩传感器发出的信号并计算出被测发动机的输出功率，其采用SPCE061A单片机来实现，该SPCE061A单片机的10A10管脚与油门控制仪相连接，其10A2管脚与扭矩传感器相连接，其10A8管脚则与电机控制器相连接。
[0020]为了更好的实施本发明，本发明还可以包括键盘和显示器，该键盘与SPCE061A单片机的10A3管脚相连接，测试人员可以通过键盘输入控制指令。显示器用于显示被测发动机的参数，其与SPCE061A单片机的1All管脚相连接。
[0021]为了更好的实现本发明的目的，如图2所示，该逆变单元由处理芯片U，三极管VT3，变压器T，N极与处理芯片U的+IN2管脚相连接、P极与三极管VT3的发射极相连接的二极管D2，负极与处理芯片U的REF管脚相连接、正极与三极管VT3的基极相连接的电容C5，N极与三极管VT3的发射极相连接、P极与三极管VT3的集电极相连接的二极管D3，串接在三极管VT3的集电极和处理芯片U的OUT管脚之间的电阻R7，与处理芯片U相连接的调理电路，一端接地、另一端与调理电路相连接的同时与变压器T的原边电感线圈的抽头共同形成逆变单元的输入端的电阻Rl，正极与处理芯片U的C2管脚相连接、负极与处理芯片U的Cl管脚相连接的电容C8，串接在处理芯片U和变压器T的副边电感线圈之间的交流检测电路，以及串接在变压器T的原边电感线圈和交流检测电路之间的锁相控制电路组成。所述处理芯片U的VCC管脚分别与电容CS的负极和变压器T的原边电感线圈的抽头相连接。所述逆变单元的输入端与直流电机的中枢回路相连接。为了更好的实施本发明，所述处理芯片U优选LT494集成芯片来实现。
[0022]其中，所述调理电路由三极管VTl，三极管VT2，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电容Cl，电容C2，电容C3，电容C4以及二极管Dl组成。
[0023]连接时，电容Cl的正极经电阻Rl后接地，负极与三极管VTl的基极相连接。电容C2的正极与处理芯片U的+IN2管脚相连接，负极经电阻R4后与处理芯片U的PWN管脚相连接。电阻R3串接在三极管VTl的集电极和处理芯片U的-1N2管脚之间。电容C3的正极与三极管VTl的发射极相连接，负极与处理芯片U的-1Nl管脚相连接。电容C4的正极与处理芯片U的PWN管脚相连接，负极与三极管VT2的发射极相连接的同时接地。二极管Dl的N极与三极管VT2的基极相连接，P极经电阻R2后与电容C2的正极相连接。所述三极管VTl的发射极与三极管VT2的集电极相连接。
[0024]该锁相控制电路由三极管VT7，三极管VT8，场效应管M0S1，场效应管M0S2，电阻Rl I，电阻Rl 2，二极管D8，二极管D9，二极管DlO以及电容Cl 2组成。
[0025]连接时，二极管09的~极与三极管VT7的基极相连接，P极经电阻R12后与三极管VT8的基极相连接。二极管D8的N极与场效应管M0S2的源极相连接，P极与场效应管MOSl的漏极相连接。电阻Rll的一端与二极管08的_及相连接，另一端与交流检测电路相连接。电容C12的正极与三极管VT7的发射极相连接，负极接地。二极管D10的N极与电容Cl 2的正极相连接，P极与电容Cl 2的负极相连接。
[0026]所述场效应管M0S2的栅极与处理芯片U的El管脚相连接、其漏极与变压器T的原边电感线圈的同名端相连接。所述场效应管MOSl的栅极与三极管VT7的基极相连接、其源极则与三极管VT8的集电极相连接。所述三极管VT8的集电极与变压器T的原边电感线圈的非同名端相连接、其发射极则与三极管VT7的集电极相连接。
[0027]另外，所述交流检测电路由放大器P，三极管VT6，三极管VT5，三极管VT4，电阻R5，电阻R6，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电容C6，电容C7，电容C9，电容C11，电容C10，二极管D4，二极管D5，二极管D7以及稳压二极管D6组成。
[0028]连接时，二极管D4的P极经电阻R6后与放大器P的负极相连接，N极与处理芯片U的+INl管脚相连接。电阻R5串接在放大器P的输出端和二极管D4的N极之间。电容C6的负极与放大器P的输出端相连接，正极与处理芯片U的CT管脚相连接。电容C7的负极与放大器P的输出端相连接，正极与放大器P的正极相连接。电容C9的正极与放大器P的正极相连接，负极接地。电阻R8串接在三极管VT4的发射极和电容C9的负极之间。二极管D5的N极与放大器P的正极相连接，P极与三极管VT4的集电极相连接。二极管07的~极与三极管VT6的基极相连接，P极与三极管VT4的集电极相连接。电容Cll的正极与三极管VT6的发射极相连接，负极经电阻Rll后与场效应管M0S2的源极相连接。电阻RlO串接在三极管VT4的集电极与三极管VT5的基极之间。稳压二极管06的~极与三极管VT5的基极相连接，P极接地。电阻R9串接在三极管VT4的基极和稳压二极管D6的N极之间。电容ClO的正极与三极管VT5的发射极相连接，负极与稳压二极管D6的P极相连接。
[0029]该放大器P的正极分别与处理芯片U的GND管脚和E2管脚相连接，其输出端则与处理芯片U的RT管脚相连接。所述三极管VT5的集电极与电容Cl I的负极相连接。所述三极管VT6的集电极与处理芯片U的El管脚相连接。所述变压器T的副边电感线圈的同名端与三极管VT5的集电极相连接，其非同名端则与稳压二极管D6的P极相连接。所述变压器T的副边电感线圈的同名端和非同名端共同形成逆变单元的输出端并接电网。
[0030]本发明的逆变单元独创的采用LT494采集芯片与新颖的外围电路相结合，可以极大的降低电能损耗，使其逆变效率达到98%以上，从而使本发明可以高效的把被测发动机输出的能量转换为电能并入电网，更充分的利用能源。同时，还可以对逆变后的电压的相位进行处理，使其与电网电压的相位相同，也可以对电压在逆变过程中产生的高次谐波进行滤除，从而提高交流电压的稳定性，使交流电压更好的并入电网。
[0031]工作时，测试人员从键盘输入控制指令给中央处理器，中央处理器把指令信号发送给油门控制仪和电机控制器，电机控制器控制直流电机给被测发动机提供负载，并通过改变负载来模拟被测发动机在各种工况下运行。油门控制仪则通过控制供油量来控制被测发动机工作。同时，扭矩传感器则采集被测发动机输出的扭矩、转速信号并发送给中央处理器。中央处理器计算出被测发动机的输出功率，并通过显示器显示扭矩及功率。与此同时，被测发动机输出的机械能通过直流电机转变为直流电，直流电再经过逆变单元逆变为交流电并回馈给电网。
[0032]如上所述，便可很好的实现本发明。
【主权项】
1.一种能量回馈型电力测功系统，包括被测发动机，其特征在于，还包括分别与被测发动机相连接的油门控制仪和扭矩传感器，与扭矩传感器相连接的直流电机，分别与直流电机相连接的电机控制器和逆变单元，以及同时与油门控制仪和电机控制器相连接的中央处理器;所述逆变单元由处理芯片U，三极管VT3，变压器T，N极与处理芯片U的+IN2管脚相连接、P极与三极管VT3的发射极相连接的二极管D2，负极与处理芯片U的REF管脚相连接、正极与三极管VT3的基极相连接的电容C5，N极与三极管VT3的发射极相连接、P极与三极管VT3的集电极相连接的二极管D3，串接在三极管VT3的集电极和处理芯片U的OUT管脚之间的电阻R7，与处理芯片U相连接的调理电路，一端接地、另一端与调理电路相连接的同时与变压器T的原边电感线圈的抽头共同形成逆变单元的输入端的电阻Rl，正极与处理芯片U的C2管脚相连接、负极与处理芯片U的Cl管脚相连接的电容C8，串接在处理芯片U和变压器T的副边电感线圈之间的交流检测电路，以及串接在变压器T的原边电感线圈和交流检测电路之间的锁相控制电路组成;所述处理芯片U的VCC管脚分别与电容CS的负极和变压器T的原边电感线圈的抽头相连接;所述逆变单元的输入端与直流电机相连接。2.根据权利要求1所述的一种能量回馈型电力测功系统，其特征在于:所述调理电路由三极管VTl，三极管VT2，正极经电阻Rl后接地、负极与三极管VTl的基极相连接的电容Cl，正极与处理芯片U的+IN2管脚相连接、负极经电阻R4后与处理芯片U的PWN管脚相连接的电容C2，串接在三极管VTl的集电极和处理芯片U的-1N2管脚之间的电阻R3，正极与三极管VTl的发射极相连接、负极与处理芯片U的-1Nl管脚相连接的电容C3，正极与处理芯片U的PWN管脚相连接、负极与三极管VT2的发射极相连接的同时接地的电容C4，以及N极与三极管VT2的基极相连接、P极经电阻R2后与电容C2的正极相连接的二极管Dl组成;所述三极管VTl的发射极与三极管VT2的集电极相连接。3.根据权利要求2所述的一种能量回馈型电力测功系统，其特征在于:所述锁相控制电路由三极管VT7，三极管VT8，场效应管MOSI，场效应管M0S2，N极与三极管VT7的基极相连接、P极经电阻R12后与三极管VT8的基极相连接的二极管D9，N极与场效应管M0S2的源极相连接、P极与场效应管MOSl的漏极相连接的二极管D8，一端与二极管D8的N极相连接、另一端与交流检测电路相连接的电阻RlI，正极与三极管VT7的发射极相连接、负极接地的电容Cl2，以及N极与电容Cl 2的正极相连接、？极与电容Cl 2的负极相连接的二极管D1组成;所述场效应管M0S2的栅极与处理芯片U的El管脚相连接、其漏极与变压器T的原边电感线圈的同名端相连接;所述场效应管MOSl的栅极与三极管VT7的基极相连接、其源极则与三极管VT8的集电极相连接;所述三极管VT8的集电极与变压器T的原边电感线圈的非同名端相连接、其发射极则与三极管VT7的集电极相连接。4.根据权利要求3所述的一种能量回馈型电力测功系统，其特征在于:所述交流检测电路由放大器P，三极管VT6，三极管VT5，三极管VT4，P极经电阻R6后与放大器P的负极相连接、N极与处理芯片U的+INl管脚相连接的二极管D4，串接在放大器P的输出端和二极管D4的N极之间的电阻R5，负极与放大器P的输出端相连接、正极与处理芯片U的CT管脚相连接的电容C6，负极与放大器P的输出端相连接、正极与放大器P的正极相连接的电容C7，正极与放大器P的正极相连接、负极接地的电容C9，串接在三极管VT4的发射极和电容C9的负极之间的电阻R8，N极与放大器P的正极相连接、P极与三极管VT4的集电极相连接的二极管D5，N极与三极管VT6的基极相连接、P极与三极管VT4的集电极相连接的二极管D7，正极与三极管VT6的发射极相连接、负极经电阻Rll后与场效应管M0S2的源极相连接的电容Cll，串接在三极管VT4的集电极与三极管VT5的基极之间的电阻RlO，N极与三极管VT5的基极相连接、P极接地的稳压二极管D6，串接在三极管VT4的基极和稳压二极管06的~极之间的电阻R9，以及正极与三极管VT5的发射极相连接、负极与稳压二极管D6的P极相连接的电容ClO组成;所述放大器P的正极分别与处理芯片U的GND管脚和E2管脚相连接、其输出端则与处理芯片U的RT管脚相连接;所述三极管VT5的集电极与电容Cl I的负极相连接;所述三极管VT6的集电极与处理芯片U的El管脚相连接;所述变压器T的副边电感线圈的同名端与三极管VT5的集电极相连接、其非同名端则与稳压二极管D6的P极相连接;所述变压器T的副边电感线圈的同名端和非同名端共同形成逆变单元的输出端。5.根据权利要求4所述的一种能量回馈型电力测功系统，其特征在于:所述处理芯片U为LT494集成芯片。
【文档编号】H02J3/38GK105978035SQ201610591154
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月25日
【发明人】程社林, 曹诚军, 寇晓花, 张国胜, 刘乐乐, 隆先军, 邹家平
【申请人】四川诚邦浩然测控技术有限公司