防爆柴油机性能试验用的直流电力测功系统技术方案

本实用新型专利技术属于柴油机性能试验的技术领域，具体是一种防爆柴油机性能试验用的直流电力测功系统，解决了现有防爆柴油机试验台加载系统能量不能回收的问题。其包括直流电机，直流电机通过联轴器与防爆柴油机相连接，防爆柴油机与直流电机中间安装有扭矩传感器，直流电机轴端上安装有光电编码器，直流电机与直流电调速柜通过强电缆相连，直流调速柜与电源柜通过强电缆连接，PLC控制柜、直流调速柜和工控机之间通过测控线互相连接，扭矩传感器与扭矩测量仪通过测控线连接，扭矩测量仪与工控机通过测控线连接。本实用新型专利技术控制精度高、动态响应快、具有反向拖动防爆柴油机功能，并且可以将吸收能量的回馈到电网进行再利用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术属于柴油机性能试验的
，具体是一种防爆柴油机性能试验用的直流电力测功系统，解决了现有防爆柴油机试验台加载系统能量不能回收的问题。其包括直流电机，直流电机通过联轴器与防爆柴油机相连接，防爆柴油机与直流电机中间安装有扭矩传感器，直流电机轴端上安装有光电编码器，直流电机与直流电调速柜通过强电缆相连，直流调速柜与电源柜通过强电缆连接，PLC控制柜、直流调速柜和工控机之间通过测控线互相连接，扭矩传感器与扭矩测量仪通过测控线连接，扭矩测量仪与工控机通过测控线连接。本技术控制精度高、动态响应快、具有反向拖动防爆柴油机功能，并且可以将吸收能量的回馈到电网进行再利用。【专利说明】防爆柴油机性能试验用的直流电力测功系统
本技术属于柴油机性能试验的
，具体涉及一种防爆柴油机性能试验用的直流电力测功系统。
技术介绍
目前，国内查询到的防爆柴油机试验台只有国家安全生产邢台矿用防爆柴油机械检测检验中心一家，其测功系统采用的是水力测功系统，该系统控制精度低，动态响应慢，不能反向拖动防爆柴油机，防爆柴油机发出的能量不能回收，只能通过冷却水把能量消耗。
技术实现思路
本技术为了解决现有防爆柴油机试验台加载系统能量不能回收的问题，提供了一种用于防爆柴油机性能试验用的直流电力测功系统。本技术采用如下的技术方案实现:防爆柴油机性能试验用的直流电力测功系统，包括直流电机、光电编码器、扭矩传感器、扭矩测量仪、直流调速柜、整流变压器、电源柜、PLC控制柜和工控机，直流电机通过联轴器与防爆柴油机相连接，防爆柴油机与直流电机中间安装有扭矩传感器，直流电机轴端上安装有光电编码器，直流电机与直流电调速柜通过强电缆相连，直流调速柜与电源柜通过强电缆连接，PLC控制柜、直流调速柜和工控机之间通过测控线互相连接，扭矩传感器与扭矩测量仪通过测控线连接，扭矩测量仪与工控机通过测控线连接。所述的直流调速柜包括万能式三相断路器、三相电抗器、直流调速器，励磁回路分流器、电枢回路分流器、励磁回路直流熔断器、电枢回路直流熔断器、励磁回路电压传感器以及电枢回路电压传感器，万能式三相断路器的输入端与整流变压器的输出端连接，万能式三相断路器的输出端与三相电抗器的输入端连接，三相电抗器的输出端与直流调速器的输入端连接，直流调速器的励磁输出回路接有励磁回路分流器和励磁回路直流熔断器，励磁输出回路还设置励磁回路电压传感器，直流调速器的电枢回路也接有电枢回路分流器和电枢回路直流熔断器。直流调速柜与电源柜中间设置整流变压器，整流变压器通过强电缆分别与直流调速柜和电源柜连接。防爆柴油机性能试验时，直流电机发出的直流电经直流调速柜逆变为频率为50Hz的三相交流电，并经过整流变压器的隔离滤波后经电源柜将电能回馈到电网。本技术控制精度高、动态响应快、具有反向拖动防爆柴油机功能，并且可以将吸收能量的回馈到电网进行再利用。防爆柴油机通过机械传动系统输出的机械能被直流电机吸收转化为直流电能，传输到直流调速柜后，转化为三相交流电，并经过三相电抗器和隔离变压器后回馈到电网，通过控制直流测功机的电枢电流对防爆柴油机进行加载，控制精度高、节约能源。【专利附图】【附图说明】图1为本技术原理框图，图2为直流调速柜内部结构框图，图中:1-防爆柴油机，2-扭矩传感器，3-直流电机，4-光电编码器，5-直流调速柜，6-整流变压器，7-电源柜，8-工控机，9-PLC控制柜，10-扭矩仪，11-万能式断路器，12-三相电抗器，13-直流调速器，14-励磁回路分流器，15-电枢回路分流器，16-励磁回路直流熔断器，17-电枢回路直流熔断器，18-励磁回路电压传感器，19-电枢回路电压传感器，图1中直线表示机械连接，虚线表示强电缆连接，点划线表示测控线连接。【具体实施方式】防爆柴油机性能试验用的直流电力测功系统主要由直流电机3、光电编码器4、扭矩传感器2、扭矩测量仪10、直流调速柜5、隔离变压器6、电源柜7、PLC控制柜9和工控机8组成。直流电机3通过联轴器与防爆柴油机I连接，防爆柴油机I与直流电机3中间安装有扭矩传感器2，扭矩传感器的扭矩和转速信号输入到扭矩测量仪，再传到工控机进行显示。直流电机3另一侧轴端上安装有光电编码器4，直流电机3的电枢接线端和励磁接线端分别与直流电调速柜5的电枢回路输出端子和励磁回路输出端子通过强电缆相连，直流调速柜5的输入端与整流变压器6的输出端通过强电缆连接，整流变压器6的输入端与电源柜7输出端通过强电缆连接，电源柜7的输入端与电网连接。本技术防爆柴油机性能试验时，防爆柴油机I飞轮端输出的机械能通过直流电机3转变为直流电，直流电经过直流调速柜5逆变为三相50Hz交流电，经过整流变压器6隔离滤波后，再经过电源柜7回馈到电网，测功过程通过控制直流电机3的电枢电压和励磁电流对防爆柴油机I的扭矩和转速进行控制，并在防爆柴油机I和直流电机3中间安装有扭矩传感器2对测功过程中的扭矩和转速值进行实时监测。整流变压器6采用A /Y接法，可以有效抑制直流调速柜5整流时产生的三次谐波对电网造成的不良影响，并对电网进行隔离保护。电源柜7内部有三相隔离开关和三相断路器，用于控制整流变压器和电网连接的通断，并对整流变压器进行短路保护。直流调速柜5包括万能式断路器11、三相电抗器12、直流调速器13，励磁回路分流器14、电枢回路分流器15、励磁回路直流熔断器16、电枢回路直流熔断器17、励磁回路电压传感器18和电枢回路电压传感器19组成。万能式断路器11的输入端与整流变压器6的输出端连接，万能式断路器11的输出端与三相电抗器12的输入端连接，三相电抗器12的输出端与直流调速器13的输入端连接。直流调速器13的励磁输出回路接有励磁回路分流器14和励磁回路直流熔断器16，励磁回路分流器14用于测量励磁回路的电流，励磁回路直流熔断器16用来保护直流调速器励磁回路的整流器，励磁回路设置励磁回路直流电压传感器18对励磁电压进行监测。直流调速器13的电枢回路也接有电枢回路分流器15和电枢回路直流熔断器17，电枢回路分流器15用于测量电枢回路的电流，电枢回路直流熔断器17用来保护直流调速器5电枢回路的晶闸管，电枢回路设置直流电压传感器19对电枢压进行监测，以上电压和电流信号分别输入到直流调速柜的电压表和电流表进行显示。直流调速器5采用2个全控的6脉冲桥的反并联电路，适用于四象限运行，可以满足防爆柴油机I的各种运行状态。三相电抗器12不仅可以对经过直流调速器5逆变出来的三相交流电流进行滤波还可以限制线路电压突变和操作过电压引起的电流冲击，保护直流调速器和改善其功率因数。PLC控制柜9输出端与直流调速柜13的控制接线端子连接，对直流调速柜13的合闸/分闸、恒速/恒扭、启动/停止状态进行控制，PLC控制柜9的通讯接口和工控机8的通讯口连接，可以在PLC柜9触摸屏上控制，也可以在工控机8上进行远程控制。PLC控制柜、直流调速柜和扭矩测量仪都与工控机通过测控线连接进行通讯，工控机可以对以上连接设备参数进行监测和控制。扭矩传感器2通过联轴器连接在防爆柴油机I和直流电机3的中间，扭矩传感器2通过屏蔽双绞线和扭矩测量仪10连接，将扭矩和转速信号输入到扭矩测量仪10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防爆柴油机性能试验用的直流电力测功系统，其特征在于包括直流电机（3）、光电编码器（4）、扭矩传感器（2）、扭矩测量仪（10）、直流调速柜（5）、整流变压器（6）、电源柜（7）、PLC控制柜（9）和工控机（8），直流电机（3）通过联轴器与防爆柴油机（1）相连接，防爆柴油机（1）与直流电机（3）中间安装有扭矩传感器（2），直流电机（3）轴端上安装有光电编码器（4），直流电机（3）与直流电调速柜（5）通过强电缆相连，直流调速柜（5）与电源柜（7）通过强电缆连接，PLC控制柜（9）、直流调速柜（5）和工控机（8）之间通过测控线互相连接，扭矩传感器（2）与扭矩测量仪（10）通过测控线连接，扭矩测量仪（10）与工控机（8）通过测控线连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文杰，刘建平，毛国正，阎志伟，梁万吉，张梦奇，张建广，白雷，
申请(专利权)人：中国煤炭科工集团太原研究院，山西天地煤机装备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：