一种电驱动两级离心空压机试验性能测试装置转让专利
申请号 : CN202011322630.2
文献号 : CN112444419B
文献日 : 2022-02-01
发明人 : 张虹 , 石佳辉 , 祁明旭
申请人 : 北京理工大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种电驱动两级离心空压机试验性能测试装置,其特征在于,包括:压气机测试机构,所述压气机测试机构包括第一级压气机(22)、第二级压气机(10)、进气管道(27)、中间连接管道(12)以及排气管道;所述进气管道(27)上设置有第一级进口压力传感器、第一级进口温度传感器(24)、进口流量计(26);所述中间连接管道(12)上设置有第一级出口压力传感器、第一级出口温度传感器(13)、第一级出口流量计(17);所述排气管道上设置有第二级出口压力传感器、第二级出口温度传感器(8)、第二级出口流量计(5);所述进气管道(27)与所述第一级压气机(22)的进口相连通,所述中间连接管道(12)两端分别与所述第一级压气机(22)的出口和所述第二级压气机(10)的进口相连通,所述排气管道与所述第二级压气机(10)的出口相连通;所述进气管道(27)、所述中间连接管道(12)、所述排气管道与所述第一级压气机(22)、所述第二级压气机(10)之间均为可拆卸连接;所述进气管道(27)通过第一法兰盘(23)与所述第一级压气机(22)的进口相连通;所述中间连接管道(12)两端分别通过第二法兰盘(21)、第三法兰盘(11)与所述第一级压气机(22)的出口和所述第二级压气机(10)的进口相连通;所述排气管道通过第四法兰盘(9)与所述第二级压气机(10)的出口相连通;所述第一法兰盘(23)、所述第二法兰盘(21)、所述第三法兰盘(11)、所述第四法兰盘(9)的规格尺寸均相同;
电驱动机构,所述电驱动机构包括电机(19)以及与所述电机(19)电连接的电机控制系统,所述电机(19)与所述第一级压气机(22)、所述第二级压气机(10)传动连接;
冷却机构,所述冷却机构与所述电机(19)的冷却管路相连通;
流量调节机构,所述流量调节机构设置在所述排气管道上;
上位机,所述上位机中的控制软件采用模块化设计,所述上位机与所述电机(19)、所述电机控制系统、所述冷却机构、所述流量调节机构、所述第一级压气机(22)、所述第二级压气机(10)以及所述压气机测试机构中的所有传感器、流量计均电连接。
2.根据权利要求1所述的一种电驱动两级离心空压机试验性能测试装置,其特征在于,所述第一级进口压力传感器包括第一级进口静压力传感器(28)和第一级进口总压力传感器(25);所述第一级出口压力传感器包括第一级出口静压力传感器(15)和第一级出口总压力传感器(14);所述第二级出口压力传感器包括第二级出口静压力传感器(6)和第二级出口总压力传感器(7)。
3.根据权利要求1所述的一种电驱动两级离心空压机试验性能测试装置,其特征在于,所述电机控制系统包括车载蓄电池(37)、电源(34)、电机控制器(32)、二次仪表(30),其中,所述车载蓄电池(37)、所述电源(34)、所述电机控制器(32)、所述二次仪表(30)、所述电机(19)依次串联。
4.根据权利要求3所述的一种电驱动两级离心空压机试验性能测试装置,其特征在于,所述电驱动机构还包括与所述上位机电连接的转速传感器(29)和电机转子温度传感器(18),所述转速传感器(29)设置于所述电机(19)的输出轴上,所述电机转子温度传感器(18)设置于所述电机(19)的转子上。
5.根据权利要求3或4所述的一种电驱动两级离心空压机试验性能测试装置,其特征在于,所述电机(19)的绕组上设置有与所述上位机电连接的电机绕组前端绕组温度传感器(16)和电机绕组后端绕组温度传感器(20)。
6.根据权利要求1所述的一种电驱动两级离心空压机试验性能测试装置,其特征在于,所述冷却机 构包括冷却水箱(39)、滤清器(40)和冷却风扇(31),所述电机(19)的冷却管路进口连通进水管,冷却管路出口连通出水管;所述冷却水箱(39)的进水端与所述出水管连通,出水端与所述进水管连通;所述滤清器(40)和所述冷却风扇(31)按照冷却水的流动方向依次串联安装在所述进水管上,所述冷却风扇(31)与所述上位机电连接。
7.根据权利要求6所述的一种电驱动两级离心空压机试验性能测试装置,其特征在于,所述冷却机 构还包括与所述上位机电连接的进水温度传感器(41)、进水压力传感器(42)、出水压力传感器(35)、出水温度传感器(36)和出水流量计(33),所述进水温度传感器(41)和所述进水压力传感器(42)安装在所述冷却风扇(31)与所述电机(19)冷却管路之间的所述进水管上,所述出水压力传感器(35)、所述出水温度传感器(36)和所述出水流量计(33)安装在所述出水管上。
8.根据权利要求7所述的一种电驱动两级离心空压机试验性能测试装置,其特征在于,所述出水管上还安装有与所述上位机电连接的冷却水阀门(38)。
9.根据权利要求1所述的一种电驱动两级离心空压机试验性能测试装置,其特征在于,所述排气管道包括主排气管道(1)和副排气管道(2),所述流量调节机构包括气动球阀(3)和旁通阀(4),所述气动球阀(3)安装在所述主排气管道(1)上,所述旁通阀(4)安装在所述副排气管道(2)上,所述副排气管道(2)和所述主排气管道(1)均与所述第二级压气机(10)的出口相连通,所述气动球阀(3)、所述旁通阀(4)均与所述上位机电连接。
说明书 :
一种电驱动两级离心空压机试验性能测试装置
技术领域
背景技术
量输出,需要为燃料电池电堆提供无油、低流量、高压比的空气,目前燃料电池汽车主要采
用两级离心式压气机和罗茨式压气机,因为采用离心式压气机的供气系统相对体积及运行
噪音小于罗茨式压气机,故未来两级式离心式增压系统有很好的发展前景。
通常包括压气机系统、电机系统、电机控制器等部分。两级电驱动增压器测试装置需要满
足:电机驱动、电机冷却、两级压气机总体性能测试、两级压气机单级性能测试、压气机与电
机的协调控制、测试数据采集、数据处理等功能,而且能够根据测试要求进行电机状态信
号,一级及二级压气机进出口空气温度、压力、流量信号,冷却系统状态等信号的高速采集
和实时操作等工作。而目前市面上有关的测试装置存在体积大、测试步骤复杂、测试效果差
等问题。
验数据采集的电驱动离心压气机测试装置成为本领域人员亟需解决的一个问题。
发明内容
口温度传感器、进口流量计;所述中间连接管道上设置有第一级出口压力传感器、第一级出
口温度传感器、第一级出口流量计;所述排气管道上设置有第二级出口压力传感器、第二级
出口温度传感器、第二级出口流量计;所述进气管道与所述第一级压气机的进口相连通,所
述中间连接管道两端分别与所述第一级压气机的出口和所述第二级压气机的进口相连通,
所述排气管道与所述第二级压气机的出口相连通;所述进气管道、所述中间连接管道、所述
排气管道与所述第一级压气机、所述第二级压气机之间均为可拆卸连接;
流量计均电连接。
广;通过更换管道的连接方式可以对两级增压器的第一级或第二级单独进行测试,试验台
架及其控制上位机软件均采用模块化设计,在切换系统整体性能测试和单级测试时不需要
进行传感器的更换,更换管道连接方式并切换测试软件后即可进行试验,方便、快捷;
本发明试验台架也适用于大部分燃料电池供气系统采用的电驱动离心式压气机测试,通用
性强。
方式配合上位机测试模式切换可以进行单级性能测试,装置满足两级增压系统整体、单级
性能测试,可靠性,电驱动系统加速性能等实验测试需求。
总压力传感器;所述第二级出口压力传感器包括第二级出口静压力传感器和第二级出口总
压力传感器。
第二级压气机的进口相连通;所述排气管道通过第四法兰盘与所述第二级压气机的出口相
连通;所述第一法兰盘、所述第二法兰盘、所述第三法兰盘、所述第四法兰盘的规格尺寸均
相同。
直接连接。
于所述电机的转子上。
水端与所述进水管连通;所述滤清器和所述冷却风扇按照冷却水的流动方向依次串联安装
在所述进水管上,所述冷却风扇与所述上位机电连接。
水压力传感器安装在所述冷却风扇与所述电机冷却管路之间的所述进水管上,所述出水压
力传感器、所述出水温度传感器和所述出水流量计安装在所述出水管上。
气管道上,所述副排气管道和所述主排气管道均与所述第二级压气机的出口相连通,所述
气动球阀、所述旁通阀均与所述上位机电连接。
调节可达到精确调节压气机流量的目的。
附图说明
发明的实施例,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
提供的附图获得其他的附图。
9‑第四法兰盘、10‑第二级压气机、11‑第三法兰盘、12‑中间连接管道、13‑第一级出口温度
传感器、14‑第一级出口总压力传感器、15‑第一级出口静压力传感器、16‑电机绕组前端绕
组温度传感器、17‑第一级出口流量计、18‑电机转子温度传感器、19‑电机、20‑电机绕组后
端绕组温度传感器、21‑第二法兰盘、22‑第一级压气机、23‑第一法兰盘、24‑第一级进口温
度传感器、25‑第一级进口总压力传感器、26‑进口流量计、27‑进气管道、28‑第一级进口静
压力传感器、29‑转速传感器、30‑二次仪表、31‑冷却风扇、32‑电机控制器、33‑出水流量计、
34‑电源、35‑出水压力传感器、36‑出水温度传感器、37‑车载蓄电池、38‑冷却水阀门、39‑冷
却水箱、40‑滤清器、41‑进水温度传感器、42‑进水压力传感器。
具体实施方式
本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
进口温度传感器24、进口流量计26;中间连接管道12上设置有第一级出口压力传感器、第一
级出口温度传感器13、第一级出口流量计17;排气管道上设置有第二级出口压力传感器、第
二级出口温度传感器8、第二级出口流量计5;进气管道27与第一级压气机22的进口相连通,
中间连接管道12两端分别与第一级压气机22的出口和第二级压气机10的进口相连通,排气
管道与第二级压气机10的出口相连通;进气管道27、中间连接管道12、排气管道与第一级压
气机22、第二级压气机10之间均为可拆卸连接;
节两级压气机的转速及精确调节压气机的空气流量。
第一级出口总压力传感器14;第二级出口压力传感器包括第二级出口静压力传感器6和第
二级出口总压力传感器7。
出口和第二级压气机10的进口相连通;排气管道通过第四法兰盘9与第二级压气机10的出
口相连通;第一法兰盘23、第二法兰盘21、第三法兰盘11、第四法兰盘9的规格尺寸均相同。
联。
置于电机19的转子上。
连通,出水端与进水管连通;滤清器40和冷却风扇31按照冷却水的流动方向依次串联安装
在进水管上,冷却风扇31与上位机电连接。
器41和进水压力传感器42安装在冷却风扇31与电机19冷却管路之间的进水管上,出水压力
传感器35、出水温度传感器36和出水流量计33安装在出水管上。
2上,副排气管道2和主排气管道1均与第二级压气机10的出口相连通,气动球阀3、旁通阀4
均与上位机电连接。
控制压气机转速在0到额定最高转速之间变化,控制气动球阀3和旁通阀4来控制压气机流
量、背压,并控制冷却机构的温度压力。
机19在预定转速恒转速运行,记录过程中瞬态电压电流功率、各传感器上瞬态温度、瞬态压
力和流量;使电机19在最高转速降速到停机状态,记录过程中瞬态电压电流功率、各传感器
上瞬态温度、瞬态压力、瞬态转速和流量。
流量;
无漏气现象,重复性能测试试验对第一级压气机22进行性能测试;
漏气现象,重复性能测试试验对第二级压气机10进行性能测试。
而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说
明即可。
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明
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。