專(zhuān)利名稱(chēng)：一種直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流電機(jī)試驗(yàn)領(lǐng)域，特別是涉及一種直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置。
技術(shù)背景在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，除了對(duì)外做功之外，還有一部分能量以熱量的形式消 耗在電機(jī)自身的定子、轉(zhuǎn)子繞組及其它結(jié)構(gòu)中，引起電機(jī)溫度升高。電機(jī)溫度 的升高對(duì)電機(jī)的壽命有著直接的影響。如果電機(jī)運(yùn)行時(shí)，其溫度超出電機(jī)的溫 升范圍，將使電機(jī)的壽命急劇減小。因此，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)溫 升試驗(yàn)是非常重要的。傳統(tǒng)的直流電機(jī)溫升試驗(yàn)是在額定功率或銘牌電流、電壓和額定轉(zhuǎn)速下用 直接負(fù)載法進(jìn)行，通常釆用回饋法。參見(jiàn)圖l所示，為現(xiàn)有技術(shù)中直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置圖。所述直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置包括第一直流電機(jī)101、第二直流電機(jī)102、 同軸連接器103以及線3各電源104。第一直流電機(jī)101和第二直流電機(jī)102并4關(guān)在線路電源104的兩端。第一直流電機(jī)101與第二直流電機(jī)102通過(guò)同軸連接器103進(jìn)行同軸連 接，由此實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)直流電機(jī)機(jī)械上和電氣上的相互連接。將第一直流電機(jī)101作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，由第一直流電機(jī)101通過(guò)同軸連4矣 器103帶動(dòng)第二直流電機(jī)102旋轉(zhuǎn)，使第二直流電機(jī)102工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)。 第二直流電機(jī)102發(fā)出的電回饋至兩臺(tái)直流電機(jī)共同連接的母線上，用以帶動(dòng) 第一直流電機(jī)101工作。將被試電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速值都調(diào)至其額定值，便可進(jìn)行溫升試驗(yàn)。這種實(shí) 驗(yàn)裝置在理想情況下，第二直流電機(jī)102發(fā)出的電能和第一直流電機(jī)101消耗 的電能相等，但實(shí)際中，直流電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)有損耗，溫升試驗(yàn)時(shí)需要對(duì)這 部分損耗進(jìn)行補(bǔ)償，在圖1所示的直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置中，電能補(bǔ)償是由線 路電源101或升壓機(jī)(圖中未示出)完成的?，F(xiàn)有技術(shù)中的直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置，在對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行溫升試驗(yàn)時(shí)，需 要有一臺(tái)與被試直流電機(jī)規(guī)格相匹配的直流電機(jī)作為陪試電機(jī)。但是，在對(duì)小 批量生產(chǎn)的大型電機(jī)進(jìn)行溫升試驗(yàn)時(shí)，很難有合適的電機(jī)作為陪試電機(jī)，致使電機(jī)溫升試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)較困難。本申請(qǐng)人在先申請(qǐng)的，申請(qǐng)?zhí)枮?00610136844. 4的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)，公開(kāi) 了 一種直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置，該裝置將產(chǎn)生的脈流電壓直接加在被試直流電 機(jī)上，雖然可以克服上述兩臺(tái)電機(jī)實(shí)現(xiàn)溫升試驗(yàn)的缺陷，但是，采用這種直流 電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置在對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行溫升試驗(yàn)時(shí)，被試直流電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)比 較慢。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置，能夠更迅 速地實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的溫升試驗(yàn)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置，該裝置 包括脈流電壓發(fā)生單元和被試直流電機(jī)；所述脈流電壓發(fā)生單元的輸出端與所 述被試直流電機(jī)勵(lì)磁繞組相連，所述脈流電壓發(fā)生單元為所述被試直流電機(jī)提 供一個(gè)由可調(diào)直流電壓分量和可調(diào)正弦交流電壓分量疊加而成的脈流電壓。其中，所述脈流電壓發(fā)生單元包括整流器、斬波器和控制信號(hào)發(fā)生單元； 所述整流器，用于將交流電整流為直流電，輸出至所述斬波器；所述控制信號(hào) 發(fā)生單元，用于生成一個(gè)由可調(diào)直流分量和可調(diào)正弦交流分量疊加而成的控制 脈沖信號(hào)，并將所述控制脈沖信號(hào)輸出至所述斬波器；所述斬波器，用于將所 述控制脈沖信號(hào)和所述直流電調(diào)制為脈流電壓，并將所述脈流電壓輸出至所述 凈皮試直流電機(jī)勵(lì)-磁繞組。其中，所述控制信號(hào)發(fā)生單元包括正弦波發(fā)生器、直流電壓發(fā)生器、三角 波發(fā)生器、加法器、減法器及脈沖信號(hào)發(fā)生器；所述正弦波發(fā)生器與所述直流 電壓發(fā)生器分別接所述加法器的兩個(gè)輸入端；所述加法器的輸出端接在所述減 法器的正輸入端；所述三角波發(fā)生器接在所述減法器的負(fù)輸入端，所述減法器 的輸出端接所述脈沖信號(hào)發(fā)生器的輸入端，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器的輸出端接所 述斬波器；所述加法器，用于將所述正弦波發(fā)生器生成的正弦信號(hào)與所述直流 電壓發(fā)生器生成的直流信號(hào)疊加為正弦疊加信號(hào)；所述減法器，用于對(duì)所述正 弦疊加信號(hào)和所述三角波發(fā)生器生成的三角波信號(hào)進(jìn)行相減，生成調(diào)制信號(hào)； 所述脈沖信號(hào)發(fā)生器，用于將所述調(diào)制信號(hào)變化為所述控制脈沖信號(hào)，輸出至 所述斬波器。其中，所述脈流電壓發(fā)生單元進(jìn)一步包括第一濾波器，所述第一濾波器串 聯(lián)在所述整流器與所述斬波器之間，所述整流器輸出的直流電經(jīng)過(guò)所述第一濾 波器，輸入到所述斬波器。其中，所述脈流電壓發(fā)生單元進(jìn)一步包括第二濾波器，所述第二濾波器串 聯(lián)在所述斬波器與所述被試直流電機(jī)勵(lì)》茲繞組之間。其中，所述斬波器包括第一半導(dǎo)體功率器件和第二半導(dǎo)體功率器件；所述 第一半導(dǎo)體功率器件的集電極接所述整流器的正輸出端，所述第二半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極接所述整流器的負(fù)輸出端；所述第一半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和 所述第二半導(dǎo)體功率器件的集電極相連，二者的公共端為所述斬波器的輸出 端；所述第一半導(dǎo)體功率器件的基極和所述第二半導(dǎo)體功率器件的基極接所述 控制信號(hào)發(fā)生單元的輸出端。其中，所述第二濾波器包括第一電感和第一電容，其中，所述第一電感接 在所述斬波器的輸出端與所述被試直流電機(jī)勵(lì)一磁繞組的正輸入端之間；所述第 一電容并聯(lián)在所述被試直流電機(jī)勵(lì)磁繞組的兩端。其中，所述斬波器包括第三半導(dǎo)體功率器件、第四半導(dǎo)體功率器件、第五 半導(dǎo)體功率器件、第六半導(dǎo)體功率器件；所述第三半導(dǎo)體功率器件的集電極和 所述第五半導(dǎo)體功率器件的集電極接所述整流器的正輸出端，所述第四半導(dǎo)體 功率器件的發(fā)射極和所述第六半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極接所述整流器的負(fù)輸 出端；所述第三半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和所述第四半導(dǎo)體功率器件的集電極 相連，二者的公共端為所述斬波器的第一輸出端；所述第五半導(dǎo)體功率器件的 發(fā)射極和所述第六半導(dǎo)體功率器件的集電極相連，二者的公共端為所述斬波器 的第二輸出端；所述第三半導(dǎo)體功率器件的基極、所述第四半導(dǎo)體功率器件的 基極、所述第五半導(dǎo)體功率器件的基極和所述第六半導(dǎo)體功率器件的基極接所 述控制信號(hào)發(fā)生單元的輸出端。其中，所述第二濾波器包括第二電感、第三電感和第二電容；所述第二電 感接在所述斬波器的第 一輸出端與所述被試直流電機(jī)勵(lì)磁繞組的正輸入端之 間；所述第三電感接在所述斬波器的第二輸出端與所述被試直流電機(jī)勵(lì)》茲繞組 的正輸入端之間；所述第二電容并聯(lián)在所述^:試直流電才幾勵(lì),茲繞組的兩端。其中，所述斬波器包括第七半導(dǎo)體功率器件、第八半導(dǎo)體功率器件、第九半導(dǎo)體功率器件、第十半導(dǎo)體功率器件、第十一半導(dǎo)體功率器件和第十二半導(dǎo)體功率器件；所述第七半導(dǎo)體功率器件的集電極、所述第九半導(dǎo)體功率器件的 集電極和所述第十一半導(dǎo)體功率器件的集電極接所述整流器的正輸出端，所述 第八半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極、所述第十半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和所述第十二半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極接所述整流器的負(fù)輸出端；所述第七半導(dǎo)體功率器 件的發(fā)射極和所述第八半導(dǎo)體功率器件的集電極相連，二者的公共端為所述斬 波器的第一輸出端；所述第九半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和所述第十半導(dǎo)體功率 器件的集電極相連，二者的公共端為所述斬波器的第二輸出端；所述第十一半 導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和所述第十二半導(dǎo)體功率器件的集電極相連，二者的公共端為所述斬波器的第三輸出端；所述第七半導(dǎo)體功率器件的基極、所述第八 半導(dǎo)體功率器件的基極、所述第九半導(dǎo)體功率器件的基4及、所述第十半導(dǎo)體功 率器件的基極、所述第十一半導(dǎo)體功率器件的基極和所述第十二半導(dǎo)體功率器 件的基極接所述控制信號(hào)發(fā)生單元的輸出端。其中，所述第二濾波器包括第四電感、第五電感、第六電感和第三電容； 所述第四電感接在所述斬波器的第 一輸出端與所述被試直流電機(jī)勵(lì)磁繞組的 正輸入端之間；所述第五電感接在所述斬波器的第二輸出端與所述被試直流電 機(jī)勵(lì)磁繞組的正輸入端之間；所述第六電感接在所述斬波器的第三輸出端與所 述被試直流電機(jī)勵(lì)^磁繞組的正輸入端之間；所述第三電容并聯(lián)在所述被試直流 電機(jī)勵(lì)磁繞組的兩端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供的直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置，包括脈流電壓發(fā)生單元和被試直流 電機(jī)；所述脈流電壓發(fā)生單元的輸出端與所述被試直流電機(jī)勵(lì)磁繞組相連，所 述脈流電壓發(fā)生單元為所述被試直流電機(jī)提供一個(gè)由可調(diào)直流電壓分量和可 調(diào)正弦交流電壓分量疊加而成的脈流電壓。由于所述脈流電壓直流電壓分量的平均值、正弦交流電壓分量的幅值和頻 率均為可調(diào)，因此得到所述脈流電壓是可調(diào)的。當(dāng)加在被試直流電機(jī)勵(lì)^f茲繞組 兩端的脈流電壓正弦交流電壓分量的幅值改變時(shí)，^皮試直流電4幾反電勢(shì)波動(dòng)的 大小也將隨之改變。根據(jù)電機(jī)學(xué)原理可知，電機(jī)反電勢(shì)增大時(shí)，電流相應(yīng)減??； 電機(jī)反電勢(shì)減小時(shí)，電流相應(yīng)增大。因此，通過(guò)調(diào)節(jié)脈流電壓發(fā)生單元輸出脈流電壓正弦交流電壓分量的幅值，調(diào)節(jié)被試直流電機(jī)勵(lì)磁繞組兩端的脈流勵(lì)磁 電壓的大小，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)^皮試直流電才幾負(fù)載電流的調(diào)節(jié)。沖艮據(jù)電機(jī)學(xué)中功率平衡原理可知，直流電機(jī)的損耗由不變損耗和可變損耗 組成?？勺儞p耗為電機(jī)的銅耗，其大小與電機(jī)負(fù)載電流相關(guān)。根據(jù)有效值的定 義，采用本發(fā)明所提供的裝置，只需在整個(gè)操作過(guò)程中，調(diào)節(jié)脈流電壓正弦交 流電壓分量的幅值，使流向纟皮試直流電機(jī)的交流電有效值與電機(jī)的額定直流電 流值相等，就可以使被試直流電機(jī)的總損耗與額定電流工況時(shí)的損耗等效，在 此等效交流電流下對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行溫升試驗(yàn)，可取得與背景技術(shù)中所述現(xiàn)有直 流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置相同的效果。在現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明提供的直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程 中，無(wú)需規(guī)格匹配的陪試電機(jī)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、便捷，能夠更迅速地實(shí)現(xiàn)直流電機(jī) 的溫升試驗(yàn)。同時(shí)，本發(fā)明提供的直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置，將脈流電壓發(fā)生單元產(chǎn)生的 可調(diào)脈流電壓直接加在所述被試直流電機(jī)勵(lì)》茲繞組兩端。采用這種裝置對(duì)^皮試 直流電機(jī)進(jìn)行溫升試驗(yàn)，不但可以^艮方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)脈流電壓各分量地調(diào)節(jié)，而 且可以提高被試直流電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述脈流電壓發(fā)生單元結(jié)構(gòu)圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的所述PWM控制信號(hào)發(fā)生單元結(jié)構(gòu)圖； 圖5為本發(fā)明所述PWM斬波器第一實(shí)施例電路圖； 圖6為本發(fā)明所述PWM斬波器第二實(shí)施例電路圖； 圖7為本發(fā)明所述PWM斬波器第三實(shí)施例電5^圖。
具體實(shí)施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合具體附圖 和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。參見(jiàn)圖2,為本發(fā)明實(shí)施例所述直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明實(shí)施例所述直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置，包括脈流電壓發(fā)生單元l和祐:試直流電4幾2。所述脈流電壓發(fā)生單元1的輸出端接在所述被試直流電機(jī)2勵(lì)磁繞組3 的兩端。所述脈流電壓發(fā)生單元1為被試直流電機(jī)2提供脈流電壓。所述脈流 電壓由所述脈流電壓發(fā)生單元1對(duì)一個(gè)直流電壓分量和一個(gè)正弦交流電壓分 量疊加而成。所述直流電壓分量的平均值、正弦交流電壓分量的幅值和頻率均 為可調(diào)。本發(fā)明實(shí)施例所述直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置進(jìn)行直流電機(jī)溫升試驗(yàn)的過(guò)程為脈流電壓發(fā)生單元1在被試直流電機(jī)2的勵(lì)磁繞組3上作用 一個(gè)由直流電 壓分量和正弦交流電壓分量疊加而成的脈流電壓。根據(jù)電機(jī)學(xué)原理可知，被試直流電機(jī)2的反電勢(shì)主要受勵(lì)磁電壓影響，因 此，電機(jī)的反電勢(shì)將隨著電機(jī)的勵(lì)》茲繞組上所施加的脈流電壓的脈動(dòng)而變化。保持被試直流電機(jī)2的電樞電壓值不變，當(dāng)被試直流電機(jī)2的反電勢(shì)小于 電機(jī)的電樞電壓時(shí)，核j式直流電機(jī)2工作在電動(dòng)機(jī)工況。當(dāng)被試直流電機(jī)2 的反電勢(shì)大于電才幾的電樞電壓時(shí)，被試直流電才幾2工作在發(fā)電才幾工況。由此，被試直流電機(jī)2在電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)兩種工況之間來(lái)回轉(zhuǎn)換。當(dāng)3皮試直流電才幾2處于電動(dòng)才幾工況時(shí)，電流流入被試直流電才幾2;當(dāng)凈皮試 直流電機(jī)2處于發(fā)電機(jī)工況時(shí)，電流從被試直流電機(jī)2流出回饋到中間直流環(huán) 節(jié)。當(dāng)加在^皮試直流電才幾2勵(lì)》茲繞組3兩端的"永流電壓正弦交流電壓分量的幅 值改變時(shí)，相應(yīng)的，被試直流電機(jī)2反電勢(shì)波動(dòng)的大小也將隨之改變。根據(jù)電 機(jī)學(xué)公式Ia= (Ua-E) /Ra可知，電才幾反電勢(shì)E增大時(shí)，電流Ia相應(yīng)減小；電才幾反電勢(shì)E減小時(shí)， 電流Ia相應(yīng)增大。因此，通過(guò)調(diào)節(jié)脈流電壓發(fā)生單元1輸出脈流電壓正弦交 流電壓分量的幅值，調(diào)節(jié)被試直流電機(jī)2勵(lì)磁繞組3兩端的脈流電壓的大小， 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)纟皮試直流電機(jī)2電流的調(diào)節(jié)。根據(jù)電機(jī)學(xué)中功率平衡原理可知，直流電機(jī)的損耗由不變損耗和可變損耗 組成。其中，不變損耗數(shù)值基本保持不變，可變損耗為電機(jī)的銅耗(I2R),其大小與電^/L負(fù)載電流相關(guān)。根據(jù)有效值的定義，在整個(gè)操作過(guò)程中，只要調(diào)節(jié)脈流電壓正弦交流電壓 分量的幅值，使流向被試直流電機(jī)2的交流電有效值與電機(jī)的額定直流電流值相等，就可以使被試直流電機(jī)2的總損耗與額定電流工況時(shí)的損耗等效，在此 等效交流電流下對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行溫升試驗(yàn)，可取得與背景技術(shù)中所述傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 裝置相同的效果。當(dāng)加在被試直流電機(jī)2勵(lì)磁繞組3兩端的脈流電壓正弦交流電壓分量的頻 率改變時(shí)，相應(yīng)的，被試直流電機(jī)2的電流頻率也將隨之改變。當(dāng)加在被試直流電機(jī)2勵(lì)磁繞組3兩端的脈流電壓直流電壓分量平均值大 小改變時(shí)，相應(yīng)的，被試直流電機(jī)2反電勢(shì)平均值的大小也將隨之改變。根據(jù) 電機(jī)學(xué)原理可知，當(dāng)直流電機(jī)電樞電壓保持不變時(shí)，直流電機(jī)反電勢(shì)大小與電 機(jī)的轉(zhuǎn)速成反比。由此，通過(guò)調(diào)節(jié)脈流電壓發(fā)生單元1輸出的脈流電壓直流電 壓分量的平均值，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被試直流電機(jī)2的轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。 參見(jiàn)圖3,為本發(fā)明實(shí)施例所述脈流電壓發(fā)生單元結(jié)構(gòu)圖。所述脈流電壓發(fā)生單元1包括整流器11、 PWM斬波器12及PWM控制 信號(hào)發(fā)生單元13。所述整流器11,用于將輸入的交流電整流為PWM斬波器12所需的直流 電，輸出至所述PWM斬波器12。所述PWM控制信號(hào)發(fā)生單元13,用于生成一個(gè)由可調(diào)直流分量和可調(diào) 正弦交流分量疊加而成的PWM控制脈沖信號(hào)，并將所述PWM控制脈沖信號(hào) 輸出至所述PWM斬波器12。所述PWM斬波器12與所述被試直流電機(jī)2的勵(lì)》茲繞組3相連接，用于 將所述PWM控制信號(hào)發(fā)生單元13生成的PWM控制脈沖信號(hào)和所述整流器 11生成的直流電調(diào)制為脈流電壓，并將所述月永流電壓llT出至凈皮試直流電才幾2 的勵(lì)/磁繞組3。所述脈流電壓通過(guò)所述PWM斬波器12將一個(gè)直流電壓分量和一個(gè)正弦 交流電壓分量疊加而成。所述直流電壓分量的平均值、正弦交流電壓分量的幅 值和頻率均為可調(diào)。該脈流電壓發(fā)生單元1進(jìn)一步包括第一濾波器14和第二濾波器15。所述第一濾波器14為濾波電容。所述濾波電容并聯(lián)在所述整流器正、負(fù) 輸出端之間，所述整流器輸出的直流電經(jīng)過(guò)所述濾波電容，輸入到所述斬波器。所述第二濾波器15串聯(lián)在所述PWM斬波器12與所述被試直流電機(jī)2的 勵(lì)》茲繞組3之間，用于對(duì)PWM斬波器12輸出的脈流電壓進(jìn)行濾波。參見(jiàn)圖4,為本發(fā)明實(shí)施例提供的所述PWM控制信號(hào)發(fā)生單元結(jié)構(gòu)圖。所述PWM控制信號(hào)發(fā)生單元13包括正弦波發(fā)生器131、直流電壓發(fā)生 器132、三角波發(fā)生器133、加法器134、減法器135及PWM信號(hào)發(fā)生器136。所述正弦波發(fā)生器131與所述直流電壓發(fā)生器132分別接在所述加法器 134的兩個(gè)正輸入端。所述加法器134的輸出端接在所述減法器135的正輸入 端，所述三角波發(fā)生器133接在所述減法器135的負(fù)輸入端，所述減法器135 的輸出端接所述PWM信號(hào)發(fā)生器136的輸入端，所述PWM信號(hào)發(fā)生器136 的輸出端接所述PWM斬波器12。所述正弦波發(fā)生器131，用于生成可調(diào)的正弦信號(hào)。所述正弦信號(hào)與所述 直流電壓發(fā)生器132生成的直流電壓輸入到加法器134,經(jīng)過(guò)加法器134進(jìn)行 信號(hào)疊加，生成正弦疊加信號(hào)。所述三角波發(fā)生器133，用于生成三角波。所述三角波與加法器134生成 的正弦疊加信號(hào)輸入到減法器135。所述正弦疊加信號(hào)輸入到所述減法器的正 輸入端，所述三角波輸入到所述減法器的負(fù)輸入端。經(jīng)過(guò)所述減法器135進(jìn)行 信號(hào)相減，生成調(diào)制信號(hào)。將所述調(diào)制信號(hào)輸入到所述PWM信號(hào)發(fā)生器136，生成PWM控制脈沖 信號(hào)，發(fā)送到所述PWM斬波器12。通過(guò)調(diào)節(jié)所述正弦波發(fā)生器131的頻率輸入端，調(diào)節(jié)生成的正弦信號(hào)的頻 率，進(jìn)而調(diào)節(jié)PWM控制脈沖信號(hào)正弦交流分量的頻率，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加在被試 直流電機(jī)2勵(lì)磁繞組3上的脈流電壓正弦交流電壓分量頻率的調(diào)節(jié)。通過(guò)調(diào)節(jié)所述正弦波發(fā)生器131的幅值輸入端，調(diào)節(jié)生成的正弦信號(hào)的幅 值，進(jìn)而調(diào)節(jié)PWM控制脈沖信號(hào)正弦交流分量的幅值，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加在被試 直流電沖幾2勵(lì)i茲繞組3上的脈流電壓正弦交流電壓分量幅值的調(diào)節(jié)。通過(guò)調(diào)節(jié)所述直流電壓發(fā)生器132的電壓值輸入端，調(diào)節(jié)生成的直流電壓 的平均值，進(jìn)而調(diào)節(jié)PWM控制脈沖信號(hào)直流分量的平均值，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加在被試直流電機(jī)2勵(lì)磁繞組3上的脈流電壓直流電壓分量平均值的調(diào)節(jié)?？芍?，所述PWM控制脈沖信號(hào)是由所述PWM控制信號(hào)發(fā)生單元13將 一個(gè)可調(diào)直流分量和一個(gè)可調(diào)正弦交流分量疊加生成的。將所述PWM控制脈 沖信號(hào)輸入到所述PWM斬波器12。通過(guò)PWM斬波器12將所述PWM控制 脈沖信號(hào)和所述直流電進(jìn)行疊加，生成由可調(diào)直流電壓分量和可調(diào)交流正弦電 壓分量疊加而成的脈流電壓，輸入到被試直流電機(jī)2的勵(lì)磁繞組3上，就可以 實(shí)現(xiàn)對(duì)凈皮試直流電機(jī)2的溫升試馬全。在本發(fā)明實(shí)施例中，提供了三種不同的PWM斬波電路，針對(duì)每種斬波電 路，相應(yīng)的，對(duì)斬波后輸出的脈流電壓進(jìn)行濾波的濾波電路也有所不同。下面 分別介紹三種PWM斬波電路及相應(yīng)的濾波電路。參見(jiàn)圖5,為本發(fā)明所述PWM斬波器第一實(shí)施例電路圖。 所述PWM斬波器12包括第一半導(dǎo)體功率器件IGBT1和第二半導(dǎo)體功率 器件IGBT2。所述第一半導(dǎo)體功率器件IGBTl的集電才及^接所述整流器11的正輸出端， 所述第一半導(dǎo)體功率器件IGBTl的發(fā)射極和所述第二半導(dǎo)體功率器件IGBT2 的集電極相連，所述第二半導(dǎo)體功率器件IGBT2的發(fā)射極接所述整流器11的 負(fù)輸出端。所述第一半導(dǎo)體功率器件IGBT1的基極和所述第二半導(dǎo)體功率器件IGBT2的基極接所述控制信號(hào)發(fā)生單元13的輸出端。所述第一半導(dǎo)體功率器件IGBT1發(fā)射極和所述第二半導(dǎo)體功率器件IGBT2集電極相連的公共端為PWM斬波器12的輸出端。 相應(yīng)的，所述濾波器包括第一電感L1和第一電容C1。 所述第一電感L1接在所述PWM斬波器12的輸出端與所述^L試直流電^L2勵(lì)磁繞組3的正輸入端之間；所述第一電容Cl并聯(lián)在所述被試直流電機(jī)2勵(lì)^磁繞組3的兩端。參見(jiàn)圖6，為本發(fā)明所述PWM斬波器第二實(shí)施例電路圖。所述PWM斬波器12包括第三半導(dǎo)體功率器件IGBT3、第四半導(dǎo)體功率器件IGBT4、第五半導(dǎo)體功率器件IGBT5和第六半導(dǎo)體功率器件IGBT6。 其中，所述第三半導(dǎo)體功率器件IGBT3和第四半導(dǎo)體功率器件IGBT4為一組，第五半導(dǎo)體功率器件IGBT5和第六半導(dǎo)體功率器件IGBT6為一組。所述第三半導(dǎo)體功率器件IGBT3的集電極和第五半導(dǎo)體功率器件IGBT5 的集電極接所述整流器11的正輸出端，所述第四半導(dǎo)體功率器件IGBT4的發(fā) 射極和所述第六半導(dǎo)體功率器件IGBT4的發(fā)射極接所述整流器11的負(fù)輸出 端。所述第三半導(dǎo)體功率器件IGBT3的發(fā)射極和所述第四半導(dǎo)體功率器件 IGBT4的集電極相連，二者的公共端為所述PWM斬波器12的第一輸出端。所述第五半導(dǎo)體功率器件IGBT5的發(fā)射極和所述第六半導(dǎo)體功率器件 IGBT6的集電極相連，二者的公共端為所述PWM斬波器12的第二輸出端。所述第三半導(dǎo)體功率器件IGBT3的基極、所述第四半導(dǎo)體功率器件IGBT4 的基極、所述第五半導(dǎo)體功率器件IGBT5的基極和所述第六半導(dǎo)體功率器件 IGBT6的基極接所述PWM控制信號(hào)發(fā)生單元13的輸出端。相應(yīng)的，所述濾波器15包括第二電感L2、第三電感L3和第二電容C2。所述第二電感L2接在所述PWM斬波器12的第一輸出端與所述被試直流 電機(jī)2勵(lì)磁繞組3的正輸入端之間。所述第三電感L3接在所述PWM斬波器12的第二輸出端與所述被試直流 電機(jī)2勵(lì)磁繞組3的正輸入端之間。所述第二電容C2并聯(lián)在所述被試直流電機(jī)2勵(lì)磁繞組3的兩端。參見(jiàn)圖7，為本發(fā)明所述PWM斬波器第三實(shí)施例電路圖。所述P麗斬波器12包括第七半導(dǎo)體功率器件IGBT7、第八半導(dǎo)體功率器 件IGBT8、第九半導(dǎo)體功率器件IGBT9、第十半導(dǎo)體功率器件IGBTIO、第十 一半導(dǎo)體功率器件IGBT11和第十二半導(dǎo)體功率器件IGBT12。所述第七半導(dǎo)體功率器件IGBT7的集電極、所述第九半導(dǎo)體功率器件 IGBT9的集電極和所述第十一半導(dǎo)體功率器件IGBT11的集電極接所述整流器 ll的正輸出端，所述第八半導(dǎo)體功率器件IGBT8的發(fā)射極、所述第十半導(dǎo)體 功率器件IGBT10的發(fā)射極和所述第十二半導(dǎo)體功率器件IGBT12的發(fā)射極接 所述整流器11的負(fù)輸出端。所述第七半導(dǎo)體功率器件IGBT7的發(fā)射極和所述第八半導(dǎo)體功率器件 IGBT8的集電極相連，二者的公共端為所述PWM斬波器12的第一輸出端。所述第九半導(dǎo)體功率器件IGBT9的發(fā)射極和所述第十半導(dǎo)體功率器件 IGBTIO的集電極相連，二者的公共端為所述PWM斬波器12的第二輸出端。所述第十 一半導(dǎo)體功率器件IGBT11的發(fā)射^ l和所述第十二半導(dǎo)體功率器 件IGBT12的集電極相連，二者的公共端為所述PWM斬波器12的第三輸出端。所述第七半導(dǎo)體功率器件IGBT7的基極、所述第八半導(dǎo)體功率器件IGBT8 的基極、所述第九半導(dǎo)體功率器件IGBT9的基極、所述第十半導(dǎo)體功率器件 IGBT10的基極、所述第十一半導(dǎo)體功率器件IGBTll的基極和所述第十二半 導(dǎo)體功率器件IGBT12的基極接所述PWM控制信號(hào)發(fā)生單元13的輸出端。相應(yīng)的，所述濾波器15包括第四電感L4、第五電感L5、第六電感L6和 第三電容C3。所述第四電感L4接在所述PWM斬波器12的第 一輸出端與所述被試直流 電機(jī)2勵(lì)磁繞組3的正輸入端之間。所述第五電感L5接在所述PWM斬波器12的第二輸出端與所述祐:試直流 電機(jī)2勵(lì)磁繞組3的正輸入端之間。所述第六電感L6接在所述PWM斬波器12的第三輸出端與所述被試直流 電機(jī)2勵(lì)磁繞組3的正輸入端之間；所述第三電容C3并聯(lián)在所述被試直流電機(jī)2勵(lì)磁繞組3的兩端。所述斬波器電路中還可以根據(jù)具體需要包括8個(gè)或者10個(gè)等多數(shù)個(gè)半導(dǎo) 體功率器件。所述濾波器電路中相對(duì)應(yīng)的可以包括4個(gè)或者5個(gè)等多數(shù)個(gè)電感。以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一船:技術(shù) 人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜 上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1. 一種直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置，其特征在于，該裝置包括脈流電壓發(fā)生單元和被試直流電機(jī)；所述脈流電壓發(fā)生單元的輸出端與所述被試直流電機(jī)勵(lì)磁繞組相連，所述脈流電壓發(fā)生單元為所述被試直流電機(jī)提供一個(gè)由可調(diào)直流電壓分量和可調(diào)正弦交流電壓分量疊加而成的脈流電壓。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述脈流電壓發(fā)生單元包 括整流器、斬波器和控制信號(hào)發(fā)生單元；所述整流器，用于將交流電整流為直流電，輸出至所述斬波器； 所述控制信號(hào)發(fā)生單元，用于生成一個(gè)由可調(diào)直流分量和可調(diào)正弦交流分量疊加而成的控制脈沖信號(hào)，并將所述控制脈沖信號(hào)輸出至所述斬波器； 所述斬波器，用于將所述控制脈沖信號(hào)和所述直流電調(diào)制為脈流電壓，并將所述脈流電壓輸出至所述被試直流電機(jī)勵(lì)》茲繞組。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述控制信號(hào)發(fā)生單元包 括正弦波發(fā)生器、直流電壓發(fā)生器、三角波發(fā)生器、加法器、減法器及脈沖信 號(hào)發(fā)生器；所述正弦波發(fā)生器與所述直流電壓發(fā)生器分別接所述加法器的兩個(gè)輸入端；所述加法器的輸出端接在所述減法器的正輸入端；所述三角波發(fā)生器接在所述減法器的負(fù)輸入端，所述減法器的輸出端接所 述脈沖信號(hào)發(fā)生器的輸入端，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器的輸出端接所述斬波器；所述加法器，用于將所述正弦波發(fā)生器生成的正弦信號(hào)與所述直流電壓發(fā) 生器生成的直流信號(hào)疊加為正弦疊加信號(hào)；所述減法器，用于對(duì)所述正弦疊加信號(hào)和所述三角波發(fā)生器生成的三角波 信號(hào)進(jìn)行相減，生成調(diào)制信號(hào)；所述脈沖信號(hào)發(fā)生器，用于將所述調(diào)制信號(hào)變化為所述控制脈沖信號(hào)，輸 出至所述斬波器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述脈流電壓發(fā)生單元進(jìn) 一步包括第一濾波器，所述第一濾波器串聯(lián)在所述整流器與所述斬波器之間，所述整流器輸出的直流電經(jīng)過(guò)所述第 一濾波器，輸入到所述斬波器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述脈流電壓發(fā)生單元進(jìn) 一步包括第二濾波器，所述第二濾波器串聯(lián)在所述斬波器與所述被試直流電機(jī) 勵(lì)^茲繞組之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述斬波器包括第一半導(dǎo)體功率器件和第二半導(dǎo)體功率器件；所述第一半導(dǎo)體功率器件的集電極接所述整流器的正輸出端，所述第二半 導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極接所述整流器的負(fù)輸出端；所述第一半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和所述第二半導(dǎo)體功率器件的集電極 相連，二者的公共端為所述斬波器的輸出端；所述第一半導(dǎo)體功率器件的基極和所述第二半導(dǎo)體功率器件的基極接所 述控制信號(hào)發(fā)生單元的輸出端。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第二濾波器包括第一 電感和第一電容，其中，所述第一電感接在所述斬波器的輸出端與所述被試直流電機(jī)勵(lì)磁繞組的正車(chē)lr入端之間；所述第一電容并聯(lián)在所述被試直流電機(jī)勵(lì)》茲繞組的兩端。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述斬波器包括第三半導(dǎo) 體功率器件、第四半導(dǎo)體功率器件、第五半導(dǎo)體功率器件、第六半導(dǎo)體功率器 件；所述第三半導(dǎo)體功率器件的集電極和所述第五半導(dǎo)體功率器件的集電極 接所述整流器的正輸出端，所述第四半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和所述第六半導(dǎo) 體功率器件的發(fā)射極接所述整流器的負(fù)輸出端；所述第三半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和所述第四半導(dǎo)體功率器件的集電極 相連，二者的公共端為所述斬波器的第一輸出端；所述第五半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和所述第六半導(dǎo)體功率器件的集電極 相連，二者的/>共端為所述斬波器的第二輸出端；所述第三半導(dǎo)體功率器件的基極、所述第四半導(dǎo)體功率器件的基極、所述 第五半導(dǎo)體功率器件的基極和所述第六半導(dǎo)體功率器件的基極接所述控制信號(hào)發(fā)生單元的輸出端。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第二濾波器包括第二 電感、第三電感和第二電容；所述第二電感接在所述斬波器的第 一輸出端與所述被試直流電機(jī)勵(lì)磁繞組的正ilr入端之間；所述第三電感接在所述斬波器的第二輸出端與所述被試直流電機(jī)勵(lì)磁繞組的正，lr入端之間；所述第二電容并聯(lián)在所述被試直流電機(jī)勵(lì)-茲繞組的兩端。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述斬波器包括第七半導(dǎo) 體功率器件、第八半導(dǎo)體功率器件、第九半導(dǎo)體功率器件、第十半導(dǎo)體功率器 件、第十一半導(dǎo)體功率器件和第十二半導(dǎo)體功率器件；所述第七半導(dǎo)體功率器件的集電極、所述第九半導(dǎo)體功率器件的集電極和 所述第十一半導(dǎo)體功率器件的集電極接所述整流器的正輸出端，所述第八半導(dǎo) 體功率器件的發(fā)射極、所述第十半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和所述第十二半導(dǎo)體 功率器件的發(fā)射極接所述整流器的負(fù)輸出端；所述第七半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和所述第八半導(dǎo)體功率器件的集電極 相連，二者的^^共端為所述斬波器的第一輸出端；所述第九半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和所述第十半導(dǎo)體功率器件的集電極 相連，二者的公共端為所述斬波器的第二輸出端；所述第十一半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和所述第十二半導(dǎo)體功率器件的集 電極相連，二者的^^共端為所述斬波器的第三輸出端；所述第七半導(dǎo)體功率器件的基極、所述第八半導(dǎo)體功率器件的基極、所述第九半導(dǎo)體功率器件的基極、所述第十半導(dǎo)體功率器件的基極、所述第十一半 導(dǎo)體功率器件的基極和所述第十二半導(dǎo)體功率器件的基極接所述控制信號(hào)發(fā)生單元的輸出端。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述第二濾波器包括第 四電感、第五電感、第六電感和第三電容；所述第四電感接在所述斬波器的第 一輸出端與所迷被試直流電機(jī)勵(lì)磁繞組的正，lr入端之間；所述第五電感接在所述斬波器的第二輸出端與所述被試直流電機(jī)勵(lì)磁繞組的正llr入端之間；所述第六電感接在所述斬波器的第三輸出端與所述被試直流電機(jī)勵(lì)磁繞組的正輸入端之間；所述第三電容并聯(lián)在所述被試直流電機(jī)勵(lì)一磁繞組的兩端。
全文摘要
本發(fā)明涉及直流電機(jī)試驗(yàn)領(lǐng)域，并具體公開(kāi)了一種直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置，該裝置包括脈流電壓發(fā)生單元和被試直流電機(jī)；所述脈流電壓發(fā)生單元的輸出端與所述被試直流電機(jī)勵(lì)磁繞組相連，所述脈流電壓發(fā)生單元為所述被試直流電機(jī)提供一個(gè)由可調(diào)直流電壓分量和可調(diào)正弦交流電壓分量疊加而成的脈流電壓。采用本發(fā)明提供的直流電機(jī)溫升試驗(yàn)裝置，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，無(wú)需規(guī)格匹配的陪試電機(jī)，能夠更加快速的實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的溫升試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01R31/34GK101281236SQ20081011101
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月29日
發(fā)明者敬 尚, 楊大成, 梅文慶 申請(qǐng)人:株洲南車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司