基于電磁感應(yīng)及直流變壓的制動(dòng)器試驗(yàn)慣量補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車制動(dòng)器試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新的制動(dòng)器測(cè)量反饋方法，特別 是一種基于電磁感應(yīng)及直流變壓的制動(dòng)器試驗(yàn)慣量補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在說(shuō)明書(shū)附圖中，圖1所示為一臺(tái)最簡(jiǎn)單的直流發(fā)電機(jī)模型，如圖所示，N和S是一 對(duì)固定的磁極，可以是永久磁鐵，也可以是電磁鐵。磁極之間有一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵質(zhì)圓柱 體，稱為電樞鐵心。鐵心表面固定一個(gè)用絕緣導(dǎo)體構(gòu)成的電樞線圈abed，線圈的兩端分別接 到相互絕緣的兩個(gè)弧形銅片上，弧形銅片稱為換向片。它們的組合體稱為換向器，在換向器 上放置固定不動(dòng)而與換向片滑動(dòng)接觸的電刷A和B，線圈abed通過(guò)換向器和電刷接通外電 路。電樞鐵心、電樞線圈和換向器構(gòu)成的整體稱為電樞。電樞在原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，把機(jī)械 能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┙o接在兩電刷間的電負(fù)載。
[0003] 在圖1 (a)中，電樞逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈兩邊ab與cd切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，方 向如圖1 (a)所示，由d-c-b-a，電刷A為正極，電刷B為負(fù)極。外電路上的電流方向是由正 極A流出，經(jīng)負(fù)載流向負(fù)極B，可根據(jù)右手定則判斷。當(dāng)電樞轉(zhuǎn)過(guò)180°之后，如圖1(b)所示，此 時(shí)線圈的電動(dòng)勢(shì)方向改變了，變成了由a-b-c-d，電刷A原來(lái)與換向片1接觸，變?yōu)榕c換向 片2接觸，電刷B原來(lái)與換向片2接觸，變?yōu)榕c換向片1接觸，這樣電刷A仍為正極，電刷B仍為 負(fù)極。
[0004] 以上分析表明，一個(gè)線圈邊從一個(gè)磁極范圍轉(zhuǎn)到相鄰異性磁極范圍時(shí)，其電動(dòng)勢(shì) 方向就改變一次，但對(duì)外電路而言，兩電刷間電動(dòng)勢(shì)的方向是不變的，只是大小在零與最大 值之間變化。這種單線圈直流發(fā)電機(jī)，雖然可以獲得恒定方向的電動(dòng)勢(shì)和電流，但其大小是 脈動(dòng)的。這就是直流發(fā)電機(jī)的基本工作原理。
[0005] 關(guān)于直流發(fā)電機(jī)恒定電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生:上述的發(fā)電機(jī)，電動(dòng)勢(shì)方向雖然不變，但大小 是脈動(dòng)的，而且波動(dòng)很大，這樣的電動(dòng)勢(shì)是不符合實(shí)際要求的。要減小電動(dòng)勢(shì)的波動(dòng)程度， 可以考慮在電樞上適當(dāng)增加線圈數(shù)和換向片數(shù)，例如，在電樞上繞兩個(gè)線圈，即每隔90°就 有一個(gè)線圈邊，這樣換向后半波電動(dòng)勢(shì)將相差90°波動(dòng)程度已顯著減小。實(shí)際應(yīng)用的直流發(fā) 電機(jī)中線圈數(shù)總是較多的，磁極對(duì)數(shù)也不只是一對(duì)，故電動(dòng)勢(shì)的波動(dòng)程度很小(實(shí)驗(yàn)和分析 都表明，當(dāng)每個(gè)磁極范圍內(nèi)的導(dǎo)體數(shù)目大于8時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的波動(dòng)程度就小于1 % )，可以認(rèn)為 是恒定的直流電動(dòng)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于電磁感應(yīng)及直流變壓的制動(dòng)器試驗(yàn)慣 量補(bǔ)償方法，該方法基于電磁感應(yīng)及直流變壓的電流控制模型，利用電磁感應(yīng)的原理，巧妙 地將離散的數(shù)據(jù)連續(xù)化，從而減小因?qū)﹄x散數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量而產(chǎn)生的誤差，最大限度地提高 了制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行制動(dòng)試驗(yàn)的精確度。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0008] 一種基于電磁感應(yīng)及直流變壓的制動(dòng)器試驗(yàn)慣量補(bǔ)償方法，在該方法中，以汽車 制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)為基礎(chǔ)，基于電磁感應(yīng)及直流變壓原理設(shè)計(jì)電路，構(gòu)造對(duì)制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)飛輪 速度的實(shí)時(shí)反饋系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器試驗(yàn)慣量補(bǔ)償。
[0009] 進(jìn)一步，具體包括以下步驟：
[0010] S1:以汽車制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)為基礎(chǔ)，在飛輪組主軸上固定連接一臺(tái)小型直流發(fā)電機(jī)， 發(fā)電機(jī)中線圈的轉(zhuǎn)速同主軸的轉(zhuǎn)速相同，這樣在主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，直流發(fā)電機(jī)就會(huì)通過(guò)電磁感 應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；
[0011] S2:將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)引入電路1中，通過(guò)電流的變化，使電路中的電感產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)，并通過(guò)變壓器式電感，使電路2中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流；
[0012] S3:在電路2中加入直流變壓器，并連接電源以提供額外的能量輸出，通過(guò)調(diào)節(jié)電 壓的放大倍數(shù)，使放大后的電壓通過(guò)電路3加在制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)的動(dòng)力系統(tǒng)兩端;該電壓提供 的能量等于電動(dòng)機(jī)因發(fā)熱而消耗的能量加上主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)所需的能量
[0013] 本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明針對(duì)制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)電動(dòng)機(jī)在提供控制電流時(shí)，其 電流的大小利用測(cè)量瞬時(shí)數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行確定的不足，提出基于電磁感應(yīng)及直流變壓的電 流控制模型，利用電磁感應(yīng)的原理，巧妙地將離散的數(shù)據(jù)連續(xù)化，從而減小因?qū)﹄x散數(shù)據(jù)進(jìn) 行測(cè)量而產(chǎn)生的誤差，最大限度地提高了制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行制動(dòng)試驗(yàn)的精確度。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行 說(shuō)明：
[0015] 圖1為簡(jiǎn)單的直流發(fā)電機(jī)模型；
[0016] 圖2為本發(fā)明中使用的直流發(fā)電機(jī)；
[0017] 圖3為本發(fā)明的主要構(gòu)造及電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0019] 圖3為本發(fā)明的主要構(gòu)造及電路圖，本發(fā)明將電磁感應(yīng)及直流變壓引入到制動(dòng)器 試驗(yàn)臺(tái)中來(lái)，采用的技術(shù)方案如下：
[0020] 在主軸上連接固定一小型直流發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)中線圈的轉(zhuǎn)速同主軸的轉(zhuǎn)速相同， 這樣，在主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，直流發(fā)電機(jī)就會(huì)通過(guò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)引入電 路1中，通過(guò)電流Ιι的變化，使電路1中的電感L產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并通過(guò)變壓器式電感L，使 電路2中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流;在電路2中加入直流變壓器，并連接電源以提供額外 的能量輸出，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓的放大倍數(shù)，使放大后的電壓加在動(dòng)力系統(tǒng)（電動(dòng)機(jī))兩端。該電 壓提供的能量等于電動(dòng)機(jī)因發(fā)熱而消耗的能量加上主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)所需的能量。這樣，就可以 將原系統(tǒng)中離散的數(shù)據(jù)連續(xù)化，減小了因離散而產(chǎn)生的隨機(jī)誤差。圖2所示為本發(fā)明中使用 的直流發(fā)電機(jī)。
[0021] 具體來(lái)說(shuō):在圖2中，直流發(fā)電機(jī)中線圈處等效磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等效線圈匝數(shù)為n， 線圈磁通面積為S，線圈旋轉(zhuǎn)的角速度為ω同主軸的轉(zhuǎn)速一致。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律， 直流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：
[0022]
[0023] 將直流發(fā)電機(jī)在線圈旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的電流引入電路1中，其中電感的自感系數(shù)為L(zhǎng)， 電路閉合回