基于兩級低通濾波的過壓保護式高精度變速器測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種變速器測試系統(tǒng)，具體是指基于兩級低通濾波的過壓保護式高精度變速器測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]變速器是能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動比的齒輪傳動裝置，可以改變機床、汽車和拖拉機等機器運轉(zhuǎn)速度或牽引力，在工業(yè)各個領(lǐng)域的應用廣泛。變速器的組成中有許多直徑大小不同的齒輪，而且作為一個關(guān)鍵的傳動裝置，尤其是其機械性能是必須經(jīng)過嚴格試驗后才能出廠的。
[0003]變速器測試系統(tǒng)就是針對變速器的機械性能進行檢測的一套試驗設備，變速器的齒輪之間的結(jié)合度以及長期工作下的變形程度是主要的考察點，主要采集和檢測變速器的輸入/輸出扭矩值和傳動系數(shù)。
[0004]現(xiàn)在，傳統(tǒng)的變速器試驗設備一般采用水力測功機或者發(fā)電機組與能耗電阻相結(jié)合的方式，其中扭矩測量采用相位式扭矩傳感器，其缺點是長時間運行將造成大量能量消費、運行成本很高；并且扭矩測量采用的相位式扭矩傳感器測量精度不夠，且經(jīng)常需要較零，維護成本高。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服傳統(tǒng)的變速器測試系統(tǒng)能耗高、測量精度不夠的缺陷，提供基于兩級低通濾波的過壓保護式高精度變速器測試系統(tǒng)。
[0006]本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):基于兩級低通濾波的過壓保護式高精度變速器測試系統(tǒng)，其包括驅(qū)動變頻電源，饋電變頻電源，電源進線柜與電源進線柜相連接的隔離變壓器，與隔離變壓器相連接的過壓保護單元，與過壓保護單元相連接的整流單元，與驅(qū)動變頻電源相連接的拖動電機，通過第一聯(lián)軸器與拖動電機相連接的被測變速器，通過第二聯(lián)軸器與被測變速器相連接的加載電機，設置在拖動電機和被測變速器之間的扭矩傳感器，與扭矩傳感器相連接的扭矩信號處理單元，與扭矩信號處理單元相連接的監(jiān)控平臺，以及串接在整流單元的輸出端和驅(qū)動變頻電源以及饋電變頻電源的輸入端之間的兩級低通濾波單元。
[0007]進一步的，所述兩級低通濾波單元由放大器P3，放大器P4，三極管VT6，一端與放大器P3的正極相連接、另一端則經(jīng)電阻Rll后形成該兩級低通濾波單元的輸入端的電阻R12，正極與電阻Rll和電阻R12的連接點相連接、負極則與放大器P3的輸出端相連接的電容C4，串接在放大器P4的正極和輸出端之間的電阻R13，串接在放大器P3的負極和輸出端之間的電容C5和電阻R14，以及一端與放大器P3的負極相連接、另一端則與三極管VT6的基極相連接的同時接地的電阻R15組成；所述放大器P4的正極與放大器P3的輸出端相連接、其負極則與三極管VT6的基極相連接、其輸出端與三極管VT6的集電極相連接；所述三極管VT6的發(fā)射極接地、其集電極則形成該兩級低通濾波單元的輸出端。
[0008]所述過壓保護單元由三極管VT4，三極管VT5，場效應管MOS，N極經(jīng)電阻R8后與場效應管MOS的源極相連接、P極接地的穩(wěn)壓二極管D4，一端與穩(wěn)壓二極管D4的N極相連接、另一端則與三極管VT4的基極相連接的電阻R9，N極與場效應管MOS的源極相連接、P極則與三極管VT4的基極相連接的穩(wěn)壓二極管D5，串接在場效應管MOS的源極和三極管VT5的集電極之間的電容C2，以及P極與三極管VT5的發(fā)射極相連接、N極則接地的二極管D6，正極經(jīng)電阻RlO后與場效應管MOS的柵極相連接、負極則與二極管D6的N極相連接的電容C3組成；所述三極管VT4的發(fā)射極與三極管VT5的基極相連接、其集電極則與場效應管MOS的源極相連接；所述場效應管MOS的源極和其漏極則分別形成該過壓保護單元的輸入端和輸出端。
[0009]所述的監(jiān)控平臺由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀，與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀相連接的計算機，以及與計算機相連接的打印機組成；所述的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀則與扭矩信號處理單元相連接。
[0010]所述的扭矩信號處理單元由放大器Pl，放大器P2，三極管VTl，三極管VT2，三極管VT3，N極與三極管VTl的發(fā)射極相連接、P極接地的穩(wěn)壓二極管D1，P極經(jīng)電阻Rl后與三極管VTl的發(fā)射極相連接、N極則經(jīng)穩(wěn)壓二極管D3后接地的二極管D2，串接在二極管D2的N極和三極管VT2的基極之間的電阻R2，串接在二極管D2的N極和三極管VT2的集電極之間的電阻R3，一端與三極管VTl的集電極相連接、另一端則與放大器Pl的負極相連接的同時接地的電阻R4，串接在三極管VT2的基極和三極管VT3的集電極之間的電阻R5，串接在三極管VT2的基極和發(fā)射極之間的電容Cl，一端與三極管VT2的發(fā)射極相連接、另一端接地的電阻R6，以及串接在三極管VT2的發(fā)射極和放大器P2的正極之間的電阻R7組成；所述三極管VTl的發(fā)射極作為該扭矩信號處理單元的輸入端，其集電極則與放大器Pl的正極相連接，其基極則與三極管VT2的基極相連接；所述三極管VT3的基極與放大器Pl的輸出端相連接，其發(fā)射極則與放大器P2的負極相連接的同時接地；所述放大器P2的輸出端則作為該扭矩信號處理單元的輸出端。
[0011]為了達到更好的實施效果，所述的扭矩傳感器優(yōu)選為電磁式扭矩傳感器，而所述的放大器P3和放大器P4均優(yōu)先采用0PA603型高速電流反饋運算放大器來實現(xiàn)。
[0012]本實用新型較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0013](I)本實用新型能耗低，運行成本低，更加節(jié)能環(huán)保。
[0014](2)本實用新采用隔離變壓器，其可以隔離變速器測試系統(tǒng)對電網(wǎng)的諧波干擾，從而保護系統(tǒng)外部其它用電設備不被損傷。
[0015](3)本實用新型采用電磁式扭矩傳感器采集被測變速器的扭矩信號，其可提高扭矩測量精度。
[0016](4)本實用新型在輸入的工作電壓過高時，通過過壓保護單元可以對系統(tǒng)進行保護，避免系統(tǒng)受到過電壓的損壞。
[0017](5)本實用新型對電網(wǎng)交流電的濾波處理更加徹底，其工作電流更加平順，從而使本實用新型運行更加順暢。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實用新型的扭矩信號處理單元電路結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖3為本實用新型的過壓保護單元電路結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖4為本實用新型的兩級低通濾波單元電路結(jié)構(gòu)圖。
[0022]以上附圖的附圖標記名稱為:1、電源進線柜2、隔離變壓器3、整流單元4、驅(qū)動變頻電源5、饋電變頻電源6、拖動電機7、第一聯(lián)軸器8、扭矩傳感器9、被測變速器10、第二聯(lián)軸器11、加載電機12、扭矩信號處理單元13、監(jiān)控平臺131、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀132、計算機133、打印機14、過壓保護單元、15、兩級低通濾波單元。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0024]實施例
[0025]如圖1所示，本實用新型由電源進線柜I與電源進線柜I相連接的隔離變壓器2，與隔離變壓器2相連接的過壓保護單元14，與過壓保護單元14相連接的整流單元3，與整流單元3相連接的兩級低通濾波單元15，與兩級低通濾波單元15相連接的驅(qū)動變頻電源4和饋電變頻電源5，與驅(qū)動變頻電源4相連接的拖動電機6，通過第一聯(lián)軸器7與拖動電機6相連接的被測變速器9，通過第二聯(lián)軸器10與被測變速器9相連接的加載電機11，設置在拖動電機6和被測變速器9之間的扭矩傳感器8，與扭矩傳感器8相連接的扭矩信號處理單元12，以及與扭矩信號處理單元12相連接的監(jiān)控平臺13組成。
[0026]該電源進線柜I與電網(wǎng)的電源線相連接，其用于對整個變速器測試系統(tǒng)的工作電壓進行控制。隔離變壓器2則用于將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檎鲉卧璧碾妷?，并且隔離變速器試驗系統(tǒng)對電網(wǎng)的諧波干擾。整流單元3用于將隔離變壓器2輸出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電供系統(tǒng)使用。驅(qū)動變頻電源4則用于把直流電轉(zhuǎn)換為交流電供拖動電機6使用；而饋電變頻電源5則用于把直流電轉(zhuǎn)換為交流電供加載電機11使用。拖動電機6用于帶動被測變速器9轉(zhuǎn)動；而加載電機11則用于給被測變速器9加載扭矩。
[0027]扭矩傳感器8用于采集被測變速器9的扭矩信號，其優(yōu)先采用電磁式扭矩傳感器。扭矩信號處理單元12則用于對采集到的扭矩信號進行處理。監(jiān)控平臺13用于對試驗數(shù)值進行監(jiān)控并分析。過壓保護單元14可以對變速器測試系統(tǒng)進行保護，使其不受過電壓損壞。
[0028]所述的監(jiān)控平臺13由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀131，與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀131相連接的計算機132，以及與計算機132相連接的打印機133組成。所述的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀131則與扭矩信號處理單元12相連接。其中整流單元3、驅(qū)動變頻電源4以及饋電變頻電源5均為現(xiàn)有技術(shù)，有此不做過多贅述。
[0029]該扭矩信號處理單元12結(jié)構(gòu)如圖2所示，其由放大器P1，放大器P2，三極管VT1，三極管VT2，三極管VT3，電阻Rl，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電阻R5，電阻R6，電阻R7，電容Cl，穩(wěn)壓二極管Dl，二極管D2以及穩(wěn)壓二極管D3組成。
[0030]其中，該穩(wěn)壓二極管Dl的N極與三極管VTl的發(fā)射極相連接、其P極接地，二極管D2的P極經(jīng)電阻Rl后與三極管VTl的發(fā)射極相連接、其N極則經(jīng)穩(wěn)壓二極管D3后接地。該穩(wěn)壓二極管Dl和穩(wěn)壓二極管D2在電路中