基于LabVIEW的節(jié)能型車輛牽引系統(tǒng)綜合測(cè)試平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于LabVIEW的節(jié)能型車輛牽引系統(tǒng)綜合測(cè)試平臺(tái)，對(duì)被測(cè)牽引系統(tǒng)進(jìn)行綜合性能測(cè)試，所述的被測(cè)牽引系統(tǒng)包括被測(cè)逆變器、被測(cè)電機(jī)和被測(cè)制動(dòng)電阻，所述的綜合測(cè)試平臺(tái)包括電網(wǎng)、整流單元、陪測(cè)逆變器、陪測(cè)電機(jī)、斬波器、DC/DC變流器、蓄能元件、LabVIEW測(cè)控主機(jī)、多片式飛輪組件和n/T傳感器，所述的整流單元的輸入端與電網(wǎng)連接，輸出端分別連接被測(cè)逆變器、斬波器、DC/DC變流器和陪測(cè)逆變器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型方便地模擬城市軌道車輛的牽引和負(fù)載特性要求，可對(duì)牽引系統(tǒng)整體以及各子設(shè)備進(jìn)行整體或分立式測(cè)試，同時(shí)采用蓄能元件額外儲(chǔ)能的方式，增加了系統(tǒng)安全性，節(jié)省了電能。
【專利說(shuō)明】基于LabVIEW的節(jié)能型車輛牽引系統(tǒng)綜合測(cè)試平臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種牽引系統(tǒng)綜合測(cè)試裝置，尤其是涉及一種基于LabVIEW的節(jié)能型車輛牽引系統(tǒng)綜合測(cè)試平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]城市軌道交通列車運(yùn)行過(guò)程中，牽引系統(tǒng)的性能優(yōu)劣直接影響列車運(yùn)行的效率及安全性。在牽引系統(tǒng)裝車前需要在專門(mén)的臺(tái)架上進(jìn)行全面的測(cè)試，主要包括牽引主逆變器測(cè)試、牽引電機(jī)測(cè)試及制動(dòng)電阻測(cè)試。通常的做法是進(jìn)行各設(shè)備的單獨(dú)測(cè)試，然后再組裝后進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，各分立設(shè)備測(cè)試臺(tái)架的總體投資大，且不能夠在牽引系統(tǒng)之間進(jìn)行有效的互換性測(cè)試。另外，在測(cè)試過(guò)程中牽引電機(jī)會(huì)產(chǎn)生大量的再生制動(dòng)能量，針對(duì)再生制動(dòng)能量的做法通常有兩種:一是直接在牽引系統(tǒng)自帶的制動(dòng)電阻上瀉放，這樣可保證直流母線不過(guò)壓，確保系統(tǒng)的安全性，同時(shí)也用于針對(duì)制動(dòng)電阻溫升、變形量等參數(shù)的測(cè)試。二是回饋交流城市電網(wǎng)，形成能量的再利用。但第一種做法在僅針對(duì)逆變器或牽引電機(jī)測(cè)試的過(guò)程中形成了大量的電能浪費(fèi)，并且增加了制動(dòng)電阻的維修量，另外，制動(dòng)電阻膜片的溫升、變形也對(duì)系統(tǒng)形成一定的安全隱患。第二種做法節(jié)能了能源，但將能量回饋交流電網(wǎng)的方式形成了較大諧波，對(duì)電網(wǎng)造成了污染，需要增加諧波抑制器則增加了相應(yīng)費(fèi)用，并且逆變過(guò)程往往有上百個(gè)毫秒的延時(shí)，容易造成直流母線電壓的過(guò)高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種功能齊全、節(jié)約電能的基于LabVIEW的節(jié)能型車輛牽弓I系統(tǒng)綜合測(cè)試平臺(tái)，能夠進(jìn)行牽弓I系統(tǒng)整體及各子設(shè)備如牽引主逆變器、牽引電機(jī)、制動(dòng)電阻的性能測(cè)試。
[0004]本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0005]一種基于LabVIEW的節(jié)能型車輛牽引系統(tǒng)綜合測(cè)試平臺(tái)，對(duì)被測(cè)牽引系統(tǒng)進(jìn)行綜合性能測(cè)試，所述的被測(cè)牽引系統(tǒng)包括被測(cè)逆變器、被測(cè)電機(jī)和被測(cè)制動(dòng)電阻，所述的綜合測(cè)試平臺(tái)包括電網(wǎng)、整流單元、陪測(cè)逆變器、陪測(cè)電機(jī)、斬波器、DC/DC變流器、蓄能元件、LabVIEW測(cè)控主機(jī)、多片式飛輪組件和n/T傳感器，所述的整流單元的輸入端與電網(wǎng)連接，輸出端分別連接被測(cè)逆變器、斬波器、DC/DC變流器和陪測(cè)逆變器，所述的LabVIEW測(cè)控主機(jī)分別連接被測(cè)逆變器、被測(cè)電機(jī)、被測(cè)制動(dòng)電阻、陪測(cè)逆變器、陪測(cè)電機(jī)、斬波器、DC/DC變流器、蓄能元件、多片式飛輪組件和n/T傳感器，所述的被測(cè)逆變器、被測(cè)電機(jī)、n/T傳感器、多片式飛輪組件、陪測(cè)電機(jī)、陪測(cè)逆變器依次連接，所述的被測(cè)制動(dòng)電阻與斬波器串聯(lián)，所述的蓄能元件與DC/DC變流器串聯(lián)。
[0006]所述的被測(cè)逆變器、被測(cè)電機(jī)和被測(cè)制動(dòng)電阻之間采用分立式結(jié)構(gòu)。
[0007]所述的整流單元的輸出端通過(guò)直流母線分別連接被測(cè)逆變器、斬波器、DC/DC變流器和陪測(cè)逆變器。
[0008]所述的多片式飛輪組件包括多片飛輪片和軸承支撐柱，所述的多片飛輪片設(shè)在軸承支撐柱上，各飛輪片之間通過(guò)電磁離合器連接。
[0009]所述的電磁離合器為牙嵌式電磁離合器或摩擦式電磁離合器。
[0010]所述的多片式飛輪組件的多片飛輪片中，位于中間的飛輪片的直徑大于位于兩端的飛輪片的直徑。
[0011]所述的多片式飛輪組件通過(guò)聯(lián)軸節(jié)連接陪測(cè)電機(jī)。
[0012]所述的n/T傳感器通過(guò)聯(lián)軸節(jié)連接被測(cè)電機(jī)。
[0013]所述的蓄能元件包括超級(jí)電容或鎳氫電池。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]I)本實(shí)用新型功能齊全，能方便地模擬城市軌道車輛的牽引和負(fù)載特性要求，可對(duì)牽引系統(tǒng)整體以及各子設(shè)備進(jìn)行整體或分立式測(cè)試；
[0016]2)本實(shí)用新型將測(cè)試過(guò)程中產(chǎn)生的電能回饋直流母線，同時(shí)采用蓄能元件額外儲(chǔ)能的方式，增加了系統(tǒng)安全性，也大大節(jié)省了電能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖1中:“C=>”表示測(cè)試信號(hào)，“…?”表示控制信號(hào)；
[0019]圖2為本實(shí)用新型多片式飛輪組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
`[0020]圖3為本實(shí)用新型進(jìn)行測(cè)試時(shí)的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0022]如圖1所示，一種基于LabVIEW的節(jié)能型車輛牽引系統(tǒng)綜合測(cè)試平臺(tái)，對(duì)被測(cè)牽引系統(tǒng)進(jìn)行綜合性能測(cè)試，被測(cè)牽引系統(tǒng)包括被測(cè)逆變器1、被測(cè)電機(jī)2和被測(cè)制動(dòng)電阻3，綜合測(cè)試平臺(tái)包括電網(wǎng)4、整流單元5、陪測(cè)逆變器6、陪測(cè)電機(jī)7、斬波器8、DC/DC變流器9、蓄能元件10、LabVIEW測(cè)控主機(jī)11、多片式飛輪組件12和n/T傳感器13，整流單元5的輸入端與電網(wǎng)4連接，輸出端分別連接被測(cè)逆變器1、斬波器8、DC/DC變流器9和陪測(cè)逆變器6，LabVIEW測(cè)控主機(jī)11分別連接被測(cè)逆變器1、被測(cè)電機(jī)2、被測(cè)制動(dòng)電阻3、陪測(cè)逆變器6、陪測(cè)電機(jī)7、斬波器8、DC/DC變流器9、蓄能元件10、多片式飛輪組件12和n/T傳感器13，被測(cè)逆變器1、被測(cè)電機(jī)2、n/T傳感器13、多片式飛輪組件12、陪測(cè)電機(jī)7、陪測(cè)逆變器6依次連接，被測(cè)制動(dòng)電阻3與斬波器8串聯(lián)，蓄能元件10與DC/DC變流器串9聯(lián)，多片式飛輪組件12通過(guò)聯(lián)軸節(jié)14連接陪測(cè)電機(jī)7，n/T傳感器13通過(guò)聯(lián)軸節(jié)14連接被測(cè)電機(jī)2。
[0023]整流單元5的輸出端通過(guò)直流母線分別連接被測(cè)逆變器、斬波器、DC/DC變流器和陪測(cè)逆變器，將電網(wǎng)的三相交流電流整流為直流電輸出。
[0024]被測(cè)逆變器1、被測(cè)電機(jī)2和被測(cè)制動(dòng)電阻3之間采用分立式結(jié)構(gòu)，可進(jìn)行獨(dú)立測(cè)試也可作為車輛牽引主系統(tǒng)整體進(jìn)行測(cè)試。
[0025]如圖2所示，多片式飛輪組件12包括多片飛輪片15和軸承支撐柱16，所述的多片飛輪片15設(shè)在軸承支撐柱16上，各飛輪片15之間通過(guò)牙嵌式或摩擦式電磁離合器17連接?？紤]到動(dòng)平衡因素，多片式飛輪組件的多片飛輪片中，位于中間的飛輪片的直徑大于位于兩端的飛輪片的直徑。多片式飛輪組件根據(jù)LabVIEW測(cè)控主機(jī)發(fā)出的指令控制多片飛輪片間的組合方式，在每次測(cè)試之前根據(jù)需要，在LabVIEW測(cè)控主機(jī)面板上進(jìn)行設(shè)定。
[0026]DC/DC變流器9與蓄能元件10能夠快速轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)測(cè)試過(guò)程電制動(dòng)產(chǎn)生的再生電能，為下一次牽引時(shí)供能使用。蓄能元件10可采用超級(jí)電容或鎳氫電池。
[0027]LabVIEW測(cè)控主機(jī)的功能包括:
[0028]A:采用用戶界面導(dǎo)入運(yùn)行曲線的方式，給被測(cè)逆變器發(fā)出指令，使被測(cè)牽引主系統(tǒng)模擬車輛牽引和制動(dòng)指令曲線運(yùn)行。采用用戶界面導(dǎo)入線路縱斷面曲線及風(fēng)阻公式的方式，給陪測(cè)逆變器發(fā)出指令，使陪測(cè)逆變器和陪測(cè)電機(jī)模擬車輛運(yùn)行的負(fù)載阻力。
[0029]B:根據(jù)用戶測(cè)試需求進(jìn)行斬波器和DC/DC變流器的啟停控制，同時(shí)采集蓄能元件電壓值和直流母線網(wǎng)壓值與設(shè)定值進(jìn)行比較，自動(dòng)進(jìn)行斬波器和DC/DC變流器的切換啟?？刂?。
[0030]C:采集被測(cè)牽引系統(tǒng)及子設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)，如牽引電流、牽引電壓、直流母線電壓、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、制動(dòng)電流、制動(dòng)電阻溫升等參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析。
[0031 ] 如圖3所示，LabVIEff測(cè)控主機(jī)對(duì)被測(cè)牽弓I系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試具體為:
[0032]a)參數(shù)設(shè)置:LabVIEW測(cè)控主機(jī)根據(jù)設(shè)定的車輛自重和載客量向多片式飛輪組件發(fā)送控制信號(hào)控制多片式飛輪組件的組合方式；
[0033]b)根據(jù)測(cè)試需求向斬波器和DC/DC變流器發(fā)送控制指令:進(jìn)行制動(dòng)電阻性能測(cè)試時(shí)控制斬波器啟動(dòng)、DC/DC變流器停止，將能量在被測(cè)制動(dòng)電阻上泄放；進(jìn)行逆變器和電機(jī)性能測(cè)試時(shí)，控制斬波器停止、DC/DC變流器啟動(dòng)，使再生能量存入蓄能元件；
[0034]c)進(jìn)行逆變器和電機(jī)性能測(cè)試時(shí)，根據(jù)設(shè)定的牽引系統(tǒng)運(yùn)行曲線向被測(cè)逆變器發(fā)送控制指令，使被測(cè)牽引系統(tǒng)模擬車輛牽引和制動(dòng)指令曲線運(yùn)行，同時(shí)根據(jù)設(shè)定的線路縱斷面曲線及風(fēng)阻公式向陪測(cè)逆變器發(fā)送控制指令，使陪測(cè)逆變器和陪測(cè)電機(jī)模擬車輛運(yùn)行的負(fù)載阻力；
[0035]d) LabVIEW測(cè)控主機(jī)采集被測(cè)牽引系統(tǒng)的各項(xiàng)測(cè)試參數(shù)并保存，并判斷被測(cè)牽引系統(tǒng)運(yùn)行是否正常；
[0036]e) LabVIEW測(cè)控主機(jī)采集蓄能元件的電壓值，當(dāng)蓄能元件的電壓值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制DC/DC變流器停止、斬波器啟動(dòng)，將能量在被測(cè)制動(dòng)電阻上泄放；
[0037]f)當(dāng)LabVIEW測(cè)控主機(jī)檢測(cè)到直流母線電壓下降到設(shè)定值以下時(shí)，LabVIEW測(cè)控主機(jī)控制DC/DC變流器啟動(dòng)，使蓄能元件中電能輸出到直流母線；
[0038]g)測(cè)試結(jié)束后，保存并分析數(shù)據(jù)，輸出測(cè)試結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種基于LabVIEW的節(jié)能型車輛牽引系統(tǒng)綜合測(cè)試平臺(tái)，對(duì)被測(cè)牽引系統(tǒng)進(jìn)行綜合性能測(cè)試，所述的被測(cè)牽引系統(tǒng)包括被測(cè)逆變器、被測(cè)電機(jī)和被測(cè)制動(dòng)電阻，其特征在于，所述的綜合測(cè)試平臺(tái)包括電網(wǎng)、整流單元、陪測(cè)逆變器、陪測(cè)電機(jī)、斬波器、DC/DC變流器、蓄能元件、LabVIEW測(cè)控主機(jī)、多片式飛輪組件和n/T傳感器，所述的整流單元的輸入端與電網(wǎng)連接，輸出端分別連接被測(cè)逆變器、斬波器、DC/DC變流器和陪測(cè)逆變器，所述的LabVIEW測(cè)控主機(jī)分別連接被測(cè)逆變器、被測(cè)電機(jī)、被測(cè)制動(dòng)電阻、陪測(cè)逆變器、陪測(cè)電機(jī)、斬波器、DC/DC變流器、蓄能元件、多片式飛輪組件和n/T傳感器，所述的被測(cè)逆變器、被測(cè)電機(jī)、n/T傳感器、多片式飛輪組件、陪測(cè)電機(jī)、陪測(cè)逆變器依次連接，所述的被測(cè)制動(dòng)電阻與斬波器串聯(lián)，所述的蓄能元件與DC/DC變流器串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LabVIEW的節(jié)能型車輛牽引系統(tǒng)綜合測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述的被測(cè)逆變器、被測(cè)電機(jī)和被測(cè)制動(dòng)電阻之間采用分立式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LabVIEW的節(jié)能型車輛牽引系統(tǒng)綜合測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述的整流單元的輸出端通過(guò)直流母線分別連接被測(cè)逆變器、斬波器、DC/DC變流器和陪測(cè)逆變器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LabVIEW的節(jié)能型車輛牽引系統(tǒng)綜合測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述的多片式飛輪組件包括多片飛輪片和軸承支撐柱，所述的多片飛輪片設(shè)在軸承支撐柱上，各飛輪片之間通過(guò)電磁離合器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于LabVIEW的節(jié)能型車輛牽引系統(tǒng)綜合測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述的電磁離合器為牙嵌式電磁離合器或摩擦式電磁離合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于LabVIEW的節(jié)能型車輛牽引系統(tǒng)綜合測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述的多片式飛輪組件的多片飛輪片中，位于中間的飛輪片的直徑大于位于兩端的飛輪片的直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LabVIEW的節(jié)能型車輛牽引系統(tǒng)綜合測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述的多片式飛輪組件通過(guò)聯(lián)軸節(jié)連接陪測(cè)電機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LabVIEW的節(jié)能型車輛牽引系統(tǒng)綜合測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述的n/T傳感器通過(guò)聯(lián)軸節(jié)連接被測(cè)電機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LabVIEW的節(jié)能型車輛牽引系統(tǒng)綜合測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述的蓄能元件包括超級(jí)電容或鎳氫電池。
【文檔編號(hào)】G01R31/34GK203422230SQ201320400079
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月5日
【發(fā)明者】楊儉, 宋瑞剛, 李聯(lián)軍 申請(qǐng)人:深圳市富臨特科技有限公司