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本文基于某研究所的“冷却风扇、液压泵-马达传动试验台系统”项目,对该试验台的电气传动系统和测控系统进行研究和设计。由冷却风扇、液压泵、液压马达等组成的液压驱动风扇冷却系统在工程机械上有着广泛的应用,其性能的好坏对系统的运行情况有重大的影响。该试验台系统依据某型号车辆上的温控液压驱动风扇冷却系统的原理进行设计,既能进行冷却系统性能测试,又可以进行液压部件测试。
动力驱动系统和加载系统是实现试验台功能的关键部分。文中首先对电气传动系统设计中采用异步电机交流变频调速拖动的方案以及内部电封闭技术的原因进行分析,然后对其在简化系统结构、提高系统的控制性能以及节能方面的效果进行了论述,最后对系统中配置的ACS800 多传动模块的应用方案进行设计。试验过程中,驱动电机按电动机工况运行,作为试验台的动力源,而加载电机按发电机工况运行,用于试验台加载。整个系统采用公用直流母线的方式运行,驱动系统和加载系统组成电功率闭环,加载电机将产生的电能回馈到直流母线实现电能的循环利用,大大地减少了系统运行中的能量消耗。
本文在分析了试验台的使用需求和特点的基础上,设计了一个以工控机为核心的测控系统,实现了数据采集、处理和设备的协调控制的实时性。测控系统中配置了具有网络通讯功能的数据采集设备和合适的传感器实现了网络化数据采集和传输。PLC 作为现场控制器,用于状态量的检测和现场设备控制。文中着重分析了其软件设计和硬件设计。油温控制是测控系统的一个重要功能,文中介绍了其电气控制线路的设计。良好的人机交互界面有利于减轻工作人员的劳动强度和提高操控的准确性,文中结合人机工程学的原则,讨论了控制台的设计。
测控系统采用UPS 作为供电电源,保证了电源的稳定和具有了掉电保护的功能。文中还详细分析了试验台存在的电磁干扰,并提出了相应的抗干扰措施。通过采取以上两个方面的措施,为系统的安全、可靠运行提供了保障。
系统调试使用结果表明,本文所做工作达到设计的要求,为试验项目的开展创造了良好的硬件条件。