[发明专利]通风盘式制动器试验台及其电惯量模拟控制方法

说明书

技术领域

本发明属于机电一体化系统，涉及机械回转惯性系统的电气传动模拟、复合制动的电气传动模拟以及通风盘式制动器组合制动力矩和机械摩擦制动力矩的测定，特别是具有通风盘式制动器试验台及其电惯量模拟控制方法。

背景技术

在通风盘式制动器的台架试验中，需要测试不同条件下制动器的制动性能，其本质是制动器消耗在特定工况下设定的能量。因此，制动试验台应具备提供在不同工况下特定能量的功能。

载荷的机械模拟是通过飞轮实现的，由于飞轮或飞轮组的转动惯量是固定的或固定分级的，因而无法始终准确的模拟载荷，通过电惯量模拟可以很好地解决该问题。

鉴于通风盘式制动器的制动力矩是由机械摩擦和通风盘风阻组合而成，因此本试验台提供了测量组合制动力矩的扭矩传感器，同时提供机械摩擦制动扭矩测量装置专门测量机械摩擦产生的制动力矩。

试验台机械飞轮系统在运行时由于机械摩擦和风阻的影响，会产生系统固有阻力矩，影响试验精度。因此在控制过程中应排除试验台系统固有阻力矩的干扰。

无论是列车还是汽车，实际制动均是制动器和风阻、车辆回转系机械摩擦等（高铁动车组有电气制动、磁轨制动等）共同作用的结果，高精度的试验应考虑到除制动器外其他阻力的作用，可模拟制动器的实际使用工况。

发明内容

本发明的目的是提供一种通风盘式制动器试验台及其电惯量模拟控制方法，以实现转动惯量的精确匹配，提高试验精度。同时可对试验台的主要机电参数进行优化配置。测量通风盘式制动器的组合制动力矩和机械摩擦制动力矩，实现对制动器制动效能的分析。消除试验台系统固有阻力矩的干扰。试验过程中考虑除受试制动器外的其他阻力（或制动器）的影响，可实现受试制动器的仿真运行试验。

本发明的目的是这样实现的，通风盘式制动器试验台，其特征是：至少包括机械摩擦制动扭矩测量装置、组合制动扭矩传感器、飞轮或飞轮组、电机输出扭矩传感器、拖动电机、测速传感器、电惯量模拟控制单元和电气传动控制单元；拖动电机和飞轮或飞轮组之间安装有电机输出扭矩传感器，轴端安装有测速传感器，受试制动器和飞轮或飞轮组之间安装有组合制动扭矩传感器，受试制动器上安装有机械摩擦制动扭矩测量装置，测速传感器、电机输出扭矩传感器分别与电惯量模拟控制单元电连接，由电气传动控制单元驱动拖动电机拖动飞轮或飞轮组运行到设定转速，开始制动过程；由电惯量模拟控制单元获取电机输出扭矩传感器和测速传感器同步采集的飞轮转速、电动机输出扭矩，电惯量模拟控制单元依据数学模型计算出电机的扭矩输出值，使得试验台在逼近理想飞轮且没有系统固有阻力的状态下运行；同时配置机械摩擦制动扭矩测量装置和组合制动扭矩传感器，可测量通风盘式制动器的机械摩擦制动力矩和组合制动力矩，实现对制动器制动效能的分析。

所述的依据数学模型计算出电机扭矩输出值T_mn是依据数学模型公式：

在制动过程的任一时刻t_n

t_n＝n·Δt  n＝0，1，2，…

当n＝1，2，…时：