一种用于碟簧液压机构的储能传动系统的测试方法

摘要

本发明涉及一种用于碟簧液压机构的储能传动系统的测试方法，通过利用电机模拟油泵、碟簧液压机构与断路器所形成的负载，替代了在测试过程中采用实际的油泵、碟簧液压机构、断路器等构成的负载，减少了测试前期的准备周期，并且避免了在测试完成后将碟簧液压机构和断路器报废处理的情况，从而解决了现有储能传动系统改进测试需装配整台碟簧液压机构和断路器导致测试周期较长且测试成本较高的问题。另外，由于测试中没有设置油泵与断路器等实际负载，从而节省了空间，缩小了测试设备的占地面积。

权利要求

1.一种用于碟簧液压机构的储能传动系统的测试方法，其特征在于，步骤如下：

1)在待测储能传动系统的输出端连接一个电机，电机用于模拟油泵、碟簧液压机构与断路器所形成的负载；

2)使待测储能传动系统在分闸、合闸、重合闸操作后进行打压，根据所要求的系统压力变化得到所需的输出扭矩曲线，并根据所述输出扭矩曲线控制所述电机产生相应的负载扭矩；

所述待测储能传动系统执行的至少一次的第一循环操作，所述第一循环操作包括：分闸后打压和合闸后打压；分闸后打压时间内，储能传动系统操作，带动油泵，使碟簧液压机构的压力在打压时间内从第一设定压力值上升至第一终止压力值，相应地控制所述电机的扭矩从第一初始扭矩升至第一终止扭矩，合闸后打压时间内，储能传动系统操作，带动油泵，使碟簧液压机构的压力在打压时间内从第二设定压力值上升至第一终止压力值，相应地控制所述电机的扭矩从第二初始扭矩升至第一终止扭矩；

所述待测储能传动系统执行的至少一次的第二循环操作，所述第二循环操作包括：重合闸后打压和合闸后打压；重合闸后打压时间内，储能传动系统操作，带动油泵，使碟簧液压机构的压力在打压时间内从第三设定压力值上升至第二终止压力值，相应地控制所述电机的扭矩从第三初始扭矩升至第二终止扭矩，合闸后打压时间内，储能传动系统操作，带动油泵，使碟簧液压机构的压力在打压时间内从第四设定压力值上升至第二终止压力值，相应地控制所述电机的扭矩从第四初始扭矩升至第二终止扭矩。

2.根据权利要求1所述的用于碟簧液压机构的储能传动系统的测试方法，其特征在于，通过联轴器连接所述电机与待测储能传动系统。

3.根据权利要求2所述的用于碟簧液压机构的储能传动系统的测试方法，其特征在于，所述联轴器的一端连接电机的转轴，所述联轴器的另一端用于连接待测储能传动系统的偏心轴。

4.根据权利要求2所述的用于碟簧液压机构的储能传动系统的测试方法，其特征在于，所述电机为伺服电机。

说明书

一种用于碟簧液压机构的储能传动系统的测试方法

技术领域

[0001] 本发明涉及碟簧液压机构试验装置技术领域，具体涉及一种用于碟簧液压机构的储能传动系统的测试方法。

背景技术

[0002] 碟簧液压机构有结构紧凑，模块化、系列化程度高的特点，可作用于断路器，执行断路器的分合闸控制。碟簧液压机构包括储能传动系统，储能传动系统由储能传动系统本
身的电机输入，经一对锥齿轮减速传动，带动偏心轴转动，从而带动油泵打压操作，油泵的
打压操作，使系统压力上升到要求压力。在储能传动系统进行改进后，需要对其进行试验、
测试，原有的测试需装配整台碟簧液压机构，并配置断路器进行1万次机械寿命试验，传统
的储能传动系统的测试方法具体为：储能传动系统配碟簧液压机构、断路器，然后进行“分
闸操作——停90s——合闸操作——停90s——分闸操作”，循环操作7500次；“重合闸操
作——停180s——合闸操作——停180s——重合闸操作”，循环操作1250次。机构分合闸操
作后，系统压力值下降，储能传动系统启动进行打压，到额定压力、高油压或者低油压后，储
能传动系统停止。测试完成后，碟簧液压机构和断路器报废处理，测试成本高，占用场地大；
碟簧液压机构和断路器准备周期长，导致测试周期长。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种用于碟簧液压机构的储能传动系统的测试方法，用于解决现有储能传动系统改进测试需装配整台碟簧液压机构和断路器导致测试周期较长且
测试成本较高的问题。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

[0005] 本发明提供了一种用于碟簧液压机构的储能传动系统的测试方法，步骤如下：

[0006] 1)在待测试储能传动系统的输出端连接一个电机，电机用于模拟油泵、碟簧液压机构与断路器所形成的负载；

[0007] 2)使待测储能传动系统在分闸、合闸、重合闸操作后进行打压，根据所要求的系统压力变化得到所需的输出扭矩曲线，并根据所述输出扭矩曲线控制所述电机产生相应的负
载扭矩。

[0008] 本发明的有益效果：

[0009] 通过利用电机模拟油泵、碟簧液压机构与断路器所形成的负载，替代了在测试过程中采用实际的油泵、碟簧液压机构、断路器等构成的负载，减少了测试前期的准备周期，
并且避免了在测试完成后将碟簧液压机构和断路器报废处理的情况，从而解决了现有储能
传动系统改进测试需装配整台碟簧液压机构和断路器导致测试周期较长且测试成本较高
的问题。另外，由于测试中没有设置油泵、碟簧液压机构与断路器等实际负载，从而节省了
空间，缩小了测试设备的占地面积。

[0010] 进一步的，所述待测储能传动系统执行的至少一次的第一循环操作，所述第一循环操作包括：分闸后打压和合闸后打压；分闸后打压时间内，控制所述电机的扭矩从第一初
始扭矩升至第一终止扭矩，合闸后打压时间内，控制所述电机的扭矩从第二初始扭矩升至
第一终止扭矩。

[0011] 进一步的，所述待测储能传动系统执行的至少一次的第二循环操作，所述第二循环操作包括：重合闸后打压和合闸后打压；重合闸后打压时间内，控制所述电机的扭矩从第
三初始扭矩升至第二终止扭矩，合闸后打压时间内，控制所述电机的扭矩从第四初始扭矩
升至第二终止扭矩。

[0012] 进一步的，通过联轴器连接所述电机与待测储能传动系统。

[0013] 进一步的，所述联轴器的一端连接电机的转轴，所述联轴器的另一端用于连接待测储能传动系统的偏心轴。

[0014] 进一步的，所述电机为伺服电机。

附图说明

[0015] 图1是本发明的储能传动系统与试验模拟装置示意图；

[0016] 附图标记：1‑电气控制柜，2‑伺服电机，3‑联轴器，4‑储能传动系统，5‑底架。

具体实施方式

[0017] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明。

[0018] 装置实施例：

[0019] 本发明提供一种用于碟簧液压机构的储能传动系统的测试装置，如图1所示，包括电气控制柜1和伺服电机2，伺服电机2与待测的储能传动系统4通过联轴器3连接在一起，联
轴器3的一端连接伺服电机2的转轴，联轴器3的另一端用于连接待测的储能传动系统4的偏
心轴。

[0020] 电气控制柜1、伺服电机2、储能传动系统4均固定在底架5上。其中电气控制柜1包括PLC、触摸屏以及电源模块。PLC用于控制伺服电机2的运行方式，即对储能传动系统4进行
控制；触摸屏用于选择控制方式，控制实验启停以及调整参数。电气控制柜1中还设置有熔
断器，当储能传动系统4不能满足实验要求，例如电机烧损时，自动切断电源，停止实验，有
利于防止事故发生。

[0021] 伺服电机2用于模拟油泵、碟簧液压机构与断路器所形成的负载，使待测的储能传动系统4进行分闸、合闸、重合闸操作后进行打压时，根据所要求的系统压力得到相应的输
出扭矩曲线，并根据该输出扭矩曲线控制伺服电机2产生相应的负载扭矩。其中伺服电机2
的扭矩控制过程在下面方法实施例中详细描述。

[0022] 方法实施例一：

[0023] 本发明提供了一种用于碟簧液压机构的储能传动系统的测试方法，原理在于通过利用电机模拟油泵、碟簧液压机构与断路器所形成的负载，使待测储能传动系统进行分闸、
合闸、重合闸操作后进行打压时，根据所要求的系统压力控制所述电机产生相应的扭矩。

[0024] 具体实施测试方法时，首先设计实验模拟装置；实现本方法的装置即装置实施例中的用于碟簧液压机构的储能传动系统的测试装置。

[0025] 根据机构型号，计算或检测碟簧液压机构分闸、合闸、重合闸操作后，系统压力变化值以及储能传动系统打压时间。测试过程中，待测的储能传动系统4至少进行一次测试，
即分合闸测试(第一循环操作)。

[0026] 待测的储能传动系统4执行的分合闸测试包括：分闸后打压、停止、合闸后打压和停止；分闸后打压时间内，PLC控制伺服电机2的负载扭矩从第一初始扭矩升至第一终止扭
矩，合闸后打压时间内，PLC控制伺服电机2的负载扭矩从第二初始扭矩升至第一终止扭矩。

[0027] 具体的，碟簧液压机构进行分闸操作后，储能传动系统操作，带动油泵，使碟簧液压机构的压力在打压时间内从第一设定压力值上升至第一终止压力值，相应的模拟储能传
动系统负载的伺服电机2输出负载扭矩从第一设定扭矩值(第一初始扭矩)上升至第一终止
扭矩值，上升过程中每一个压力值对应一个扭矩值，如第一设定压力值对应第一设定扭矩
值。打压完成后，储能传动系统、伺服电机停止操作。

[0028] 碟簧液压机构进行合闸操作后，储能传动系统操作，带动油泵，使碟簧液压机构的压力在打压时间内从第二设定压力值上升至第一终止压力值，相应的模拟储能传动系统负
载的伺服电机2输出负载扭矩从第二设定扭矩值(第二初始扭矩)上升至第一终止扭矩值，
上升过程中每一个压力值对应一个扭矩值，如第二设定压力值对应第二设定扭矩值。打压
完成后，储能传动系统、伺服电机停止操作。

[0029] “分闸操作—停止90s—合闸操作—停止90s—分闸操作”运行时，储能传动系统4带动油泵打压，可模拟为储能传动系统4带动伺服电机2运动，伺服电机2按照表1参数提供
运动阻力。

[0030] 如表1所示，为某一型号碟簧液压机构的操作参数：

[0031] 表1

[0032]

[0033] 分闸操作完成后，储能传动系统4打压，需在20s内，克服伺服电机2的由12.76N.M上升到13.5N.M的负载力矩，以完成液压系统压力从50.21MPa上升到53.1MPa。分闸操作和
合闸操作的间隔时间为90s，储能时间为20s，剩下70s，储能传动系统4停止运动。

[0034] 合闸操作完成后，储能传动系统4打压，需在10s内，克服伺服电机2的由13.31N.M上升到13.5N.M的负载力矩，以完成液压系统压力从52.37MPa上升到53.1MPa。分闸操作和
合闸操作的间隔时间为90s，储能时间为10s，剩下80s，储能传动系统4停止运动。

[0035] 其中，第一终止扭矩、第一初始扭矩、第二初始扭矩分别对应13.5N.M、12.76N.M、13.31N.M。第一设定时间为20s、第二设定时间为70s、第三设定时间为10s、第四设定时间为
80s。

[0036] 储能传动系统分闸、合闸后打压时间，停止时间，具体根据待测储能传动系统的型号即相关参数决定。

[0037] 方法实施例二：

[0038] 具体实施测试方法时，首先设计实验模拟装置；实现本方法的装置即装置实施例中的用于碟簧液压机构的储能传动系统的测试装置。

[0039] 根据机构型号，计算或检测碟簧液压机构分闸、合闸、重合闸操作后，系统压力变化值以及储能传动系统打压时间。测试过程中，储能传动系统4至少进行一次测试，即重合
闸测试(第二循环操作)。

[0040] 待测的储能传动系统4执行的重合闸包括：重合闸后打压、停止、合闸后打压和停止；重合闸后打压时间内，PLC控制伺服电机2的扭矩从第三初始扭矩升至第二终止扭矩，合
闸后打压时间内，PLC控制伺服电机2的扭矩从第四初始扭矩升至第二终止扭矩。

[0041] 具体的，碟簧液压机构进行重合闸操作后，储能传动系统操作，带动油泵，使碟簧液压机构的压力在打压时间内从第三设定压力值上升至第二终止压力值，相应的模拟储能
传动系统负载的伺服电机2输出负载扭矩从第三设定扭矩值(第三初始扭矩)上升至第二终
止扭矩值，上升过程中每一个压力值对应一个扭矩值，如第三设定压力值对应第三设定扭
矩值。打压完成后，储能传动系统、伺服电机停止操作。

[0042] 碟簧液压机构进行合闸操作后，储能传动系统操作，带动油泵，使碟簧液压机构的压力在打压时间内从第四设定压力值上升至第二终止压力值，相应的模拟储能传动系统负
载的伺服电机2输出负载扭矩从第四设定扭矩值(第四初始扭矩)上升至第二终止扭矩值，
上升过程中每一个压力值对应一个扭矩值，如第四设定压力值对应第四设定扭矩值。打压
完成后，储能传动系统、伺服电机停止操作。

[0043] “重合闸操作——停180s——合闸操作——停180s——重合闸操作”运行时，储能传动系统4打压，可模拟为储能传动系统4带动伺服电机2运动，伺服电机2按照表2参数提供
运动阻力。

[0044] 如表2所示，为某一型号碟簧液压机构的操作参数：

[0045] 表2

[0046] 重合闸操作完成后，储能传动系统4打压，需在55s内，克服伺服电机2的由10.43N.M上升到13.5N.M的负载力矩，以完成液压系统压力从41.05MPa上升到53.1MPa。重
合闸操作和合闸操作的间隔时间为180s，储能时间为55s，剩下125s，储能传动系统4停止运
动。

[0047] 合闸操作完成后，储能传动系统4打压，需在10s内，克服伺服电机2的由13.31N.M上升到13.5N.M的负载力矩，以完成液压系统压力从52.37MPa上升到53.1MPa。合闸操作和
重合闸操作的间隔时间为180s，储能时间为10s，剩下170s，储能传动系统4停止运动。

[0048] 其中，第二终止扭矩、第三初始扭矩、第四初始扭矩分别对应13.5N.M、10.43N.M、13.31N.M。第五设定时间为55s、第六设定时间为125s、第七设定时间为10s、第八设定时间
为170s。

[0049] 储能传动系统重合闸、合闸后打压时间，停止时间，具体根据待测储能传动系统的型号即相关参数决定。

[0050] 本发明提供的方法可以降低试验成本，缩短试验周期，提高试验安全性；避免了在测试完成后将碟簧液压机构和断路器报废处理的情况，从而解决了现有储能传动系统改进
测试需装配整台碟簧液压机构和断路器导致测试周期较长且测试成本较高的问题。另外，
由于测试中没有设置油泵与断路器等实际负载，从而节省了空间，缩小了测试设备的占地
面积。