一种起重机械电机能效测试系统及方法

技术领域

本发明涉及起重机械测试技术领域，尤其是涉及一种起重机械电机能效测试系统及方法。

背景技术

起重机械金属结构体积庞大、驱动功率大、能耗非常严重，因此，起重机的节能和测试评价势在必行。

对起重机械的电机能效进行测试时，需要模拟起重机械在空载与额定载荷之间的任意不同载荷情况。现有的试验装置主要针对电机在额定载荷条件下的能效测试，无法实现任意载荷的能效测试。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种起重机械电机能效测试系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种起重机械电机能效测试系统，该系统包括用于测量被测电机运行电功率的电功率测量组件、用于模拟被测电机负载的负载模拟组件、用于测量被测电机输出机械功率的机械功率测量组件以及用于控制负载模拟组件模拟的负载大小并进行数据处理获取电机能效的控制处理器，所述的负载模拟组件通过所述的机械功率测量组件连接所述的被测电机的输出轴，所述的电功率测量组件、负载模拟组件和机械功率测量组件均连接至所述的控制处理器。

优选地，所述的电功率测量组件包括电功率传感器。

优选地，所述的负载模拟组件包括减速器和双向液压马达，所述的减速器的低速轴与所述的双向液压马达的输出轴连接，所述的减速器的高速轴通过所述的机械功率测量组件连接所述的被测电机的输出轴，所述的双向液压马达的两个油口分别连接一路液压结构，所述的液压结构分别连接至所述的控制处理器。

优选地，所述的液压结构包括液压泵、液压油箱和溢流阀，所述的液压泵的进油口与所述的液压油箱连接，所述的液压泵的出油口与所述的液压马的油口以及所述的溢流阀的进油口连接，所述的溢流阀的出油口与所述的液压油箱连接，所述的液压泵和溢流阀均连接至所述的控制处理器。

优选地，所述的液压泵包括齿轮泵。

优选地，所述的溢流阀包括电磁比例溢流阀。

优选地，所述的机械功率测量组件包括转矩-转速传感器。

优选地，所述的控制处理器包括单片机、DSP中的一种。

一种起重机械电机能效测试方法，该方法基于所述的起重机械电机能效测试系统进行电机能效测试，该方法包括：

控制负载模拟组件运行，对被测电机逐步加载；

读取机械功率测量组件测量的机械功率的大小，达到设在载荷时控制负载模拟组件保持当前运行状态；

读取被测电机运行电功率，基于被测电机运行电功率以及被测电机输出机械功率计算电机能效。

优选地，所述的电机能效η通过下式计算：

其中，T为被测电机输出转矩，单位为N·m，n为被测电机转速，单位为r/min，P

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明通过负载模拟组件模拟被测电机负载大小，提供了不同负载大小能效测试的方案；

(2)本发明通过双向液压马达两侧压力控制为被测电机提供不同恒定负载转矩，控制可靠，节能高效。

附图说明

图1为本发明一种起重机械电机能效测试系统的结构框图。

图中，1为被测电机，2为电功率传感器，3为转矩-转速传感器，4为减速器，5为双向液压马达，61为第一液压泵，62为第一溢流阀，71为第二液压泵，72为第二溢流阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种起重机械电机能效测试系统，该系统包括用于测量被测电机1运行电功率的电功率测量组件、用于模拟被测电机1负载的负载模拟组件、用于测量被测电机1输出机械功率的机械功率测量组件以及用于控制负载模拟组件模拟的负载大小并进行数据处理获取电机能效的控制处理器，负载模拟组件通过机械功率测量组件连接被测电机1的输出轴，电功率测量组件、负载模拟组件和机械功率测量组件均连接至控制处理器。

其中，电功率测量组件包括电功率传感器2，机械功率测量组件包括转矩-转速传感器3，控制处理器包括单片机、DSP中的一种。

负载模拟组件包括减速器4和双向液压马达5，减速器4的低速轴与双向液压马达5的输出轴连接，减速器4的高速轴通过机械功率测量组件连接被测电机1的输出轴，双向液压马达5的两个油口分别连接一路液压结构，液压结构分别连接至控制处理器。

液压结构包括液压泵、液压油箱和溢流阀，液压泵的进油口与液压油箱连接，液压泵的出油口与液压马的油口以及溢流阀的进油口连接，溢流阀的出油口与液压油箱连接，液压泵和溢流阀均连接至控制处理器，液压泵包括齿轮泵，溢流阀包括电磁比例溢流阀。本实施例中设置第一液压泵61、第一液压油箱和第一溢流阀62，第二液压泵71、第二液压油箱和第二溢流阀72。

基于起重机械电机能效测试系统，本实施例还提供一种起重机械电机能效测试方法，该方法进行电机能效测试，该方法包括：

控制负载模拟组件运行，对被测电机1逐步加载；

读取机械功率测量组件测量的机械功率的大小，达到设在载荷时控制负载模拟组件保持当前运行状态；

读取被测电机1运行电功率，基于被测电机1运行电功率以及被测电机1输出机械功率计算电机能效。

电机能效η通过下式计算：

其中，T为被测电机1输出转矩，单位为N·m，n为被测电机1转速，单位为r/min，P

本实施例假设电机额定转矩为100N·m，以负载转矩为50N·m载荷状态下能耗测试为例具体说明本发明的测试步骤：

(1)将第一溢流阀62和第二溢流阀72调定压力设为0，启动第一液压泵61和第二液压泵71。

(2)同时逐步提高第一溢流阀62和第二溢流阀72压力至0.5MPa，双向液压马达5保持静止。

(3)启动被测电机1，被测电机1通过减速器4带动双向液压马达5旋转，待转矩-转速传感器3的转速转矩稳定。

(4)根据所需负载大小，调整提高第一溢流阀62和第二溢流阀72压力。调整第一溢流阀62压力至12MPa时，转矩/转速传感器的转矩显示为50N·m，转速显示为1500r/min，电功率传感器2的电功率为9.5kW。则负载率＝负载转矩/额定转矩＝50％时，电机能效η＝50*1500/(9550*9.5)＝82.7％。

上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。