液压马达测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及液压技术领域，特别涉及一种液压马达测试装置。

背景技术：

2.现有技术中，在对液压马达进行测功试验时，一般采用磁粉测功机来对被试马达进行加载，磁粉测功机是一种被动型、无源型的加载设备，在较低速度时，负载不太稳定，加载特性不是很好。而且，采用磁粉测功机对被试马达进行加载时，会产生大量的热能，此部分热能不仅无法回收，同时还需要额外的冷却水对其进行冷却，导致系统复杂，能耗较高。
3.此外，现有系统采用调速阀来调节马达转速，驱动泵输出的多余流量经溢流阀溢流，从而系统会产生节流损失和溢流损失，系统温升较快，效率较低。
4.因此，如何对液压马达测试装置进行改造和优化，以优化加载特性、降低系统能耗，是本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种液压马达测试装置，能够优化加载特性、降低系统能耗。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种液压马达测试装置，用于对被试马达进行测试，其特征在于，所述液压马达测试装置包括驱动部分和电力加载部分，其中：
8.所述驱动部分包括液压泵、第一电动机、第一变频器，所述液压泵的出口与所述被试马达的入口通过液压输送管路连接以驱动所述被试马达转动，所述第一电动机的输出轴与所述液压泵的驱动轴传动连接，所述第一变频器与所述第一电动机信号连接，并基于所述被试马达的实际扭矩和/或实际转速控制所述第一电动机的输出功率；
9.所述电力加载部分包括第二电动机和第二变频器，所述第二电动机的输出轴与所述被试马达的输出轴传动连接以对所述被试马达进行加载，所述第二变频器与所述第二电动机信号连接，并基于所述被试马达的实际压力控制所述第二电动机的输出扭矩。
10.可选地，在上述液压马达测试装置中，在所述被试马达的入口管路设置有压力变送器，用于检测所述被试马达的实际压力；
11.所述第二变频器与所述压力变送器信号连接，并采用pid控制，以将所述压力变送器检测到的所述实际压力与目标压力进行比较得到压力差值，并以所述压力差值调节所述电力加载系统的输出扭矩。
12.可选地，在上述液压马达测试装置中，所述液压泵与所述被试马达之间的液压输送管路中设置有换向阀。
13.可选地，在上述液压马达测试装置中，所述换向阀与所述液压泵之间的液压输送管路中设置有单向阀。
14.可选地，在上述液压马达测试装置中，所述单向阀与所述液压泵之间的液压输送
管路中设置有溢流阀。
15.可选地，在上述液压马达测试装置中，所述第二变频器为四象限变频器，在对所述被试马达进行加载时，所述第二变频器工作在二、四象限，所述第二电动机处于发电状态，产生的能量供所述第一电动机使用。
16.可选地，在上述液压马达测试装置中，在所述被试马达的输出轴上，或与所述被试马达的输出轴传动连接的传动轴上设置有用于检测所述被试马达的实际扭矩和/或实际转速的传感器；
17.所述第一变频器与所述传感器信号连接，并采用pid控制，以将所述传感器检测到的所述实际扭矩与目标扭矩进行比较得到第一差值，并基于所述第一差值调节所述驱动系统的输出功率；和/或,将所述传感器检测到的所述实际转速与目标转速进行比较得到第二差值，并基于所述第二差值调节所述驱动系统的输出功率。
18.可选地，在上述液压马达测试装置中，当所述第一差值超出所述目标扭矩的
±
2％，或所述第二差值超出所述目标转速的
±
2％时，所述驱动部分启动pid控制；和/或，
19.当所述压力差值超出所述目标压力的
±
2％时，所述电力加载部分启动pid控制。
20.可见，本实用新型提供的液压马达测试装置中，采用电力加载部分来对被试马达进行加载，具有负载稳定、加载特性好、系统能耗低等优点，尤其低速时，甚至几乎在零转速下，保持比较稳定的扭矩，具有良好的加载特性。而且，该液压马达测试装置中，通过第一变频器来控制第一电动机的输出功率，以控制被试马达的转速，能够实现无极调速。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型实施例提供的液压马达测试装置的原理示意图；
23.图2为本实用新型实施例提供的液压马达测试装置中的转速控制框图；
24.图3为本实用新型实施例提供的液压马达测试装置中的压力控制框图。
25.其中：
26.1-第一变频器，2-第一电动机，3-液压泵，
27.4-溢流阀，5-换向阀，6-被试马达，7-传感器，
28.8-第二电动机，9-第二变频器，10-压力变送器，
29.11-单向阀。
具体实施方式
30.本实用新型公开了一种液压马达测试装置，能够优化加载特性、降低系统能耗。
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.请参阅图1至图3，本实用新型实施例提供的液压马达测试装置，用于对被试马达6进行测试。该液压马达测试装置包括驱动部分和电力加载部分。
33.其中，该驱动部分为泵控马达调速系统，具体包括液压泵3、第一电动机2、第一变频器1。液压泵3的出口与被试马达6的入口通过液压输送管路连接，用于为被试马达6提供压力油，驱动被试马达6转动；第一电动机2的输出轴与液压泵3的驱动轴传动连接，用于为液压泵3提供动力；第一变频器1与第一电动机2信号连接，并基于被试马达6的实际扭矩(和/或实际转速)控制第一电动机2的输出功率，具体可以是控制第一电动机2的转速，以此来控制被试马达6的转速。采用泵控马达调速系统，系统没有了节流损失和溢流损失，能够降低系统温升、降低系统能耗、提高测试效率。
34.此外，该电力加载部分包括第二电动机8和第二变频器9。第二电动机8是可以平滑调速的电机，其输出轴与被试马达6的输出轴传动连接，能够对被试马达6进行加载；第二变频器9与第二电动机8信号连接，并基于被试马达6的实际压力控制第二电动机8的输出扭矩，可以实现对第二电动机8的变频无极调速。从而能够保证负载稳定，具有较好的低速加载特性。
35.可见，本实用新型实施例提供的液压马达测试装置中，采用电力加载部分来对被试马达6进行加载，具有负载稳定、加载特性好、系统能耗低等优点，尤其低速时，甚至几乎在零转速下，保持比较稳定的扭矩，具有良好的加载特性。而且，该液压马达测试装置中，通过第一变频器1来控制第一电动机2的输出功率，以控制被试马达6的转速，能够实现无极调速。
36.具体实施时，在上述液压马达测试装置中，被试马达6的入口管路设置有压力变送器10，用于检测被试马达6的实际压力。需要说明的是，实际测试过程中往往需要对被测马达6的正反转过程均进行检测。假设被测马达6正转时，其一侧管路接口a为入口，另一侧管路接口b为出口；则被测马达6反转时，上述接口a变为出口，上述接口b变为入口，即正转时的出口变为反转时的入口，正转时的入口变为反转时的出口。因此，在具体实施时，在被测马达6的两侧接口分别安装有一个压力变送器10：被测马达6正转时，其接口a为入口，接口b为出口，此时作为入口的接口a处安装的压力变送器10工作，作为出口的接口b直接连接油箱，压力接近于零；被测马达6反转时，其接口b为入口，接口a为出口，此时作为入口的接口b处安装的压力变送器10工作，作为出口的接口a直接连接油箱，压力接近于零。虽然本技术说明书附图1中为了简便，仅画了一个压力变送器10，但是其意在表示被测马达6的入口处设置有压力变送器10。
37.具体实施时，第二变频器9与压力变送器10信号连接，并采用pid(比例积分微分，英文全称proportion integration differentiation)控制，以将压力变送器10检测到的实际压力与目标压力进行比较得到压力差值，并以压力差值调节电力加载系统的输出扭矩。
38.而且，在被试马达6的输出轴上，或与被试马达6的输出轴传动连接的传动轴上，设置有用于检测被试马达6的实际扭矩和/或实际转速的传感器7。第一变频器1与传感器7信号连接，并采用pid控制，以将传感器7检测到的实际扭矩与目标扭矩进行比较得到第一差值，并基于第一差值调节驱动系统的输出功率；和/或,将传感器7检测到的实际转速与目标转速进行比较得到第二差值，并基于第二差值调节驱动系统的输出功率。
39.优选实施例中，当上述第一差值超出目标扭矩的
±
2％，或上述第二差值超出目标转速的
±
2％时，驱动部分启动pid控制；和/或，当上述压力差值超出目标压力的
±
2％时，电力加载部分启动pid控制。
40.可见，该液压马达测试装置中的驱动部分还采用了pid闭环控制，能够提高调速精度和调速刚性。如图1和图2中所示，传感器7可以是扭矩/转速传感器，以其所测得的实际扭矩(和/或实际转速)和目标扭矩(和/或目标转速)做差，差值送入pid控制器处理，pid控制器运算出来的输出量用来控制驱动系统的输出功率，从而控制被试马达6的转速，使其接近目标转速。pid闭环控制能有效的提高测试装置的精度和调速刚性，同时能有效减小系统的稳态误差，提高试验精度。
41.而且，该液压马达测试装置中的电力加载部分也采用了pid闭环控制，能够提高寿命试验精度。如图1和图3中所示，以压力变送器10所测得的实际压力和目标压力做差，差值送入pid控制器处理，pid运算出来的输出量用来控制电力加载部分，最终控制电力加载系统的的输出扭矩，以此来控制液压马达6的压力，使其接近目标压力。pid闭环控制能有效的减小系统的稳态误差，提高试验精度。
42.具体实施时，在上述液压马达测试装置中，液压泵3与被试马达6之间的液压输送管路中设置有换向阀5，进一步地，换向阀5与液压泵3之间的液压输送管路中设置有单向阀11，单向阀11与液压泵3之间的液压输送管路中设置有溢流阀4。从而通过换向阀5能够控制被试马达6的正、反转。如图1中所示，换向阀5优选采用三位四通电磁阀。但是并不局限于此，在其他具体实施例中，也可以采用其他型号或其他类型的阀件或阀组，只要能够实现上述换向功能即可。
43.优选实施例中，第二变频器9为四象限变频器，即采用第二电动机8和四象限变频器来给被试马达6加载，四象限变频器采用直接扭矩控制，几乎可以在零转速下，保持较稳定的扭矩，加载特性好。在对被试马达6进行加载时，第二变频器9工作在二、四象限，第二电动机8处于发电状态，产生的能量供第一电动机2使用。工作过程中，第二电动机8产生的能量回馈给第一电动机2使用，电源仅提供系统损耗的部分能量，尤其在做马达寿命试验时，节能效果显著，有利于降低试验成本。而且，第二电动机8产生的能量回馈给第一电动机2使用，不会产生大量的热能，从而可以节省额外的冷却水系统，有利于节能减排，降低试验成本。
44.综上，本实用新型实施例提供的液压马达测试装置的工作原理如下：
45.第一变频器1可以实现对第一电动机2的变频无极调速，第一电动机2带动液压泵3旋转，液压泵3输出一定流量的压力油，压力油经单向阀11和换向阀5进入被试马达6，驱动被试马达6旋转，被试马达6出油口的低压油经换向阀5流回油箱。
46.其中，被试马达6的正、反转通过换向阀5来控制。被试马达6的输出轴用联轴器和传动轴相连，传动轴上装有传感器7(即扭矩/转速传感器)和第二电动机8(即加载电动机)，扭矩/转速传感器用来检测被试马达6的实际转速和/或实际扭矩，加载电动机用来给被试马达6施加负载。
47.而且，压力变送器10用来检测被试马达6的实际压力。
48.该测试装置中取消了调速阀，通过第一变频器1控制第一电动机2的转速，以此来控制液压泵3的流量，从而控制被试马达6的转速，因为没有调速阀，也就没有了节流损失，
液压泵3输出的液压能全部转换为被试马达6的机械能，溢流阀4也没有了溢流损失，从而降低了系统温升，提高了系统效率。
49.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
50.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
51.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种液压马达测试装置，用于对被试马达(6)进行测试，其特征在于，所述液压马达测试装置包括驱动部分和电力加载部分，其中：所述驱动部分包括液压泵(3)、第一电动机(2)、第一变频器(1)，所述液压泵(3)的出口与所述被试马达(6)的入口通过液压输送管路连接以驱动所述被试马达(6)转动，所述第一电动机(2)的输出轴与所述液压泵(3)的驱动轴传动连接，所述第一变频器(1)与所述第一电动机(2)信号连接，并基于所述被试马达(6)的实际扭矩和/或实际转速控制所述第一电动机(2)的输出功率；所述电力加载部分包括第二电动机(8)和第二变频器(9)，所述第二电动机(8)的输出轴与所述被试马达(6)的输出轴传动连接以对所述被试马达(6)进行加载，所述第二变频器(9)与所述第二电动机(8)信号连接，并基于所述被试马达(6)的实际压力控制所述第二电动机(8)的输出扭矩。2.根据权利要求1所述的液压马达测试装置，其特征在于，在所述被试马达(6)的入口管路设置有压力变送器(10)，用于检测所述被试马达(6)的实际压力；所述第二变频器(9)与所述压力变送器(10)信号连接，并采用pid控制，以将所述压力变送器(10)检测到的所述实际压力与目标压力进行比较得到压力差值，并以所述压力差值调节所述电力加载系统的输出扭矩。3.根据权利要求1所述的液压马达测试装置，其特征在于，所述液压泵(3)与所述被试马达(6)之间的液压输送管路中设置有换向阀(5)。4.根据权利要求3所述的液压马达测试装置，其特征在于，所述换向阀(5)与所述液压泵(3)之间的液压输送管路中设置有单向阀(11)。5.根据权利要求4所述的液压马达测试装置，其特征在于，所述单向阀(11)与所述液压泵(3)之间的液压输送管路中设置有溢流阀(4)。6.根据权利要求1所述的液压马达测试装置，其特征在于，所述第二变频器(9)为四象限变频器，在对所述被试马达(6)进行加载时，所述第二变频器(9)工作在二、四象限，所述第二电动机(8)处于发电状态，产生的能量供所述第一电动机(2)使用。7.根据权利要求1所述的液压马达测试装置，其特征在于，在所述被试马达(6)的输出轴上，或与所述被试马达(6)的输出轴传动连接的传动轴上设置有用于检测所述被试马达(6)的实际扭矩和/或实际转速的传感器(7)；所述第一变频器(1)与所述传感器(7)信号连接，并采用pid控制，以将所述传感器(7)检测到的所述实际扭矩与目标扭矩进行比较得到第一差值，并基于所述第一差值调节所述驱动部分的输出功率；和/或,将所述传感器(7)检测到的所述实际转速与目标转速进行比较得到第二差值，并基于所述第二差值调节所述驱动部分的输出功率。

技术总结

本实用新型提供了一种液压马达测试装置，其包括驱动部分和电力加载部分。驱动部分包括液压泵、第一电动机、第一变频器，液压泵的出口与被试马达的入口通过液压输送管路连接以驱动被试马达转动，第一电动机的输出轴与液压泵的驱动轴传动连接，第一变频器与第一电动机信号连接，并基于被试马达的实际扭矩和/或实际转速控制第一电动机的输出功率；电力加载部分包括第二电动机和第二变频器，第二电动机的输出轴与被试马达的输出轴传动连接以对被试马达进行加载，第二变频器与第二电动机信号连接，并基于被试马达的实际压力控制第二电动机的输出扭矩。该液压马达测试装置能够优化加载特性、降低系统能耗。降低系统能耗。降低系统能耗。