CN103267949A - 电机型式试验测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机型式试验测试系统，包括测量控制柜、控制台、电源控制柜和GC4060电子内回馈变频电源，测量控制柜分别与GC4060电子内回馈变频电源、控制台、被试电机连接；通过运行PLC模块单元预装的PLC程序控制现场设备，测量、采集、监控和处理被试电机数据，上位计算机上的组态软件通过CP5611卡与PLC模块单元通信；实现对被试电机项目的自动选择和控制，并自动生成数据报表；控制台内集成变频电源远程控制单元、GC2464微处理器多功能数字功率计、GC9100微处理器智能电机参数测试仪、GC9300微处理器转矩转速测试仪、计算机和打印机，通过通信接口相互通信连接；本发明的优点：测量精度高，可直接计算出测试项目数据，自动记录、自动生成和打印报表，结构简单，适用范围广。

Description

电机型式试验测试系统

技术领域

     本发明涉及电机检测设备，特别涉及一种电机型式试验测试系统。

背景技术

     电机型式试验设备是用于检测电动机性能试验设备。适用于电机检测机构及大中型电机试验站的中小型电机测试，是中小型电机行业能效测试和认证设备。试验项目包括直流电阻、空载试验、负载试验、堵转试验、温升试验。

   目前，国内外的电机检测机构项目试验通常采用的方式是：利用功能单一的仪器仪表对各个项目进行分项检测，然后将结果数据集中分析，综合提出评价。 这种检测方式，人工参与比例高，工位更换频繁，检测时间长， 试验设施简陋，测试精度低，测量输出人工记录，劳动强度大，整个过程基本上是人工操作完成。，读取液位数值造成的偏差等因素对测量的精度会造成很大的影响，因此现有装置的自动化程度很低，测量精度不高。

发明内容

    本发明的目的就是为克服现有技术的不足，针对现有电机型式试验装置自动化程度不高的现状，提供一种有较高自动化程度的电机型式试验系统的技术方案，使测试系统达到测量精度高、工作稳定性好、试验可重复性好；装置适用范围广；装置工程造价低、自动化程度高的水平。

    本发明是通过这样的技术方案实现的：电机型式试验测试系统，包括测量控制柜、控制台、电源控制柜和GC4060电子内回馈变频电源，其特征在于，所述测量控制柜内包括PLC模块单元和由接触器、热继电器、中间继电器连接构成的电气线路，PLC控制柜上装有转换开关，用于切换手动和自动运行状态；

    PLC模块单元包括CPU模块、电源模块、数字量输入模块、数字量输出模块和模拟量输入模块，测量控制柜分别与GC4060电子内回馈变频电源、控制台、被试电机连接； 

     所述测量控制柜转换开关切换到自动运行状态时：测量控制柜通过运行PLC模块单元预装的PLC程序控制现场设备，实现被试电机数据的测量、采集、监控和处理，运行在上位计算机上的组态软件通过CP 5611卡与PLC模块单元通信；操作上位计算机组态软件控制窗口，实现对被试电机项目的自动选择和控制，并由组态软件自动生成数据报表；

     所述控制台内集成变频电源远程控制单元、GC2464微处理器多功能数字功率计、GC9100微处理器智能电机参数测试仪、GC9300微处理器转矩转速测试仪、计算机和打印机，通过通信接口相互通信连接；

     三相380V交流电接入电源控制柜，电源控制柜的一组三相电源输出端连接GC4060电子内回馈变频电源的三相电源输入端，GC4060电子内回馈变频电源的三相电源输出端分别连接测量控制柜、陪试电机，向其提供三相380V交流电源，测量控制柜的三相电源输出端连接被试电机；

   同时，电源控制柜引出一条相线和零线，通过调压器调压，向测量控制柜提供220V交流电电源，作为测量控制柜的二次线控制电源；

    系统通过变频电源远程控制单元控制GC4060电子内回馈变频电源的三相380V交流电输出频率；

    通过转矩转速传感器采集转矩、转速信号，检测到的信号通过信号隔离器分别传至控制台的GC9300微处理器转矩转速测试仪和PLC模块单元。

   本发明的优点是：电机型式试验测试系统的技术方案，采用专用仪表、计算机和PLC模块单元结合的方式来进行电机型式试验，实现自动控制，其优点是，测量精度高，装置自动化程度高，减少了换算过程，可直接计算出测试项目数据，可自动记录、自动生成和打印报表；测试系统能满足0.15kW- 30kW三相异步电动机的型式试验，效率可通过A法、B法和E1法三种方法确定，试验方法符合GB1032-2005的有关规定。装置结构简单，适用范围广。

附图说明

    图1、电机型式试验系统结构图。

具体实施方式

     为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明： 

     如图1所示，电机型式试验测试系统，包括测量控制柜、控制台、电源控制柜和GC4060电子内回馈变频电源，测量控制柜内包括PLC模块单元和由接触器、热继电器、中间继电器连接构成的电气线路，PLC控制柜上装有转换开关，用于切换手动和自动运行状态；

    PLC模块单元包括CPU模块、电源模块、数字量输入模块、数字量输出模块和模拟量输入模块，测量控制柜分别与GC4060电子内回馈变频电源、控制台、被试电机连接； 

    测量控制柜转换开关切换到自动运行状态时：测量控制柜通过运行PLC模块单元预装的PLC程序控制现场设备，实现被试电机数据的测量、采集、监控和处理，运行在上位计算机上的组态软件通过CP 5611卡与PLC模块单元通信；操作上位计算机组态软件控制窗口，实现对被试电机项目的自动选择和控制，并由组态软件自动生成数据报表；

    控制台内集成变频电源远程控制单元、GC2464微处理器多功能数字功率计、GC9100微处理器智能电机参数测试仪、GC9300微处理器转矩转速测试仪、计算机和打印机，通过通信接口相互通信连接；

     三相380V交流电接入电源控制柜，电源控制柜的一组三相电源输出端连接GC4060电子内回馈变频电源的三相电源输入端，向其提供三相380V交流电源；  

    GC4060电子内回馈变频电源的三相电源输出端分别连接测量控制柜、陪试电机，向其提供三相380V交流电源，测量控制柜的三相电源输出端连接被试电机；

      同时，电源控制柜引出一条相线和零线，通过调压器调压，向测量控制柜提供220V交流电电源，作为二次线控制电源；

     GC4060电子内回馈变频电源的三相电源输出端连接测量控制柜三相电源输入端，测量控制柜的三相电源输出端连接被试电机；

    系统通过变频电源远程控制单元控制GC4060电子内回馈变频电源的三相380V交流电输出频率；

    通过转矩转速传感器采集转矩、转速信号，检测到的信号通过信号隔离器分别传至控制台的GC9300微处理器转矩转速测试仪和PLC模块单元； 

信号隔离器是一种采用线性光耦隔离原理,将输入信号进行转换输出。输入,输出和工作电源三者相互隔离,特别适合与需要电隔离的设备仪表配用。

信号隔离器又名信号转换器、信号调理器,是工业控制系统中重要组成部分。

    本实施例的型式试验测试系统能满足0.15kW- 30kW三相异步电动机的型式试验，效率可通过A法、B法和E1法三种方法确定，试验方法符合GB1032-2005的有关规定。

本实施例的型式试验测试系统中包括：

1、GC2464微处理器多功能数字功率计

2．GC9100微处理器智能电机参数测试仪

3．GC9100传感器（含转矩、转速）

4．GC9300微处理器转矩转速测试仪

5．计算机

6．彩色喷墨打印机

7．JC系列传感器

8．绝缘电阻仪

9．GC9200耐压仪（3000V）

10．GC2011-05自动判断匝间仪

11．变频电源远程控制单元

     利用本实施例的型式试验测试系统可进行的测试项目包括：

    直流电阻：电机在环境温度下，用四端法测量其直流电阻，可换算出基准温度下的电阻值。

    空载试验： 让电机在额定电压、额定频率下空载运行，一直到机械损耗达到稳定，然后从1.1～1.3倍额定电压开始，逐步降低电压，直到电机电流开始回升为止，其间测取7～9点数据，记录电压、电流及输入功率值，最后绘制空载特性曲线，分析计算铜耗、铁耗、机械耗。

    负载试验： 当电机的温度接近热稳定时，给电机加额定电压，通过改变电机负载，在1.25～0.25倍额定负载范围内均匀测取6～8点数据，记录每点的电压、电流、输入功率、输出功率、转速及转矩，可通过输入输出法或负载杂散损耗采用推荐值的损耗分析法确定效率，并绘制特性曲线。

     堵转试验：在电机接近冷状态下进行，试验时设备可通过外力将电机转子堵住，从额定电压的1.1倍开始，降低电压到接近电机额定电流时为止，其间测取6～8点，读取电压、电流、功率及转矩，并绘制转矩特性曲线。当采用电阻法测堵转时，只读取电压、电流、功率的数值，每侧完一点，测取定子绕组的电阻值，籍此计算对应的转矩值。最后可绘制电机的堵转特性曲线。

    温升试验： 本设备采用电阻法做温升试验，电机运行热稳定以后，断电测取某一绕组的电阻值降落曲线，可以反推到断电瞬间的电阻值，并以此电阻值和冷态数据求取绕组温升。试验过程中，可自动稳定负载，温升稳定后，提示用户断电停机，以进行下面的试验项目。

1、根据直流机负载能力提供部分电机的M-s曲线测试功能

     通过给电机调节负载方法，使被试电机在额定电压下从空载到堵转，再从堵转到空载，此过程中记录当时的转矩转速以及对应点的电压值，可在屏幕上绘制其M-s曲线，并从升速曲线上寻找最小转矩点，从降速曲线上寻找最大转矩点，寻找结果最后用电压进行修正。以上两条曲线可由计算机自动完成。

性能指标：

直流电阻：0.02～200Ω，0.2%

交流电压：0～600V，0.2%

交流电流：0～5A，0.2%

电流互感器：0.2%

有功功率：0.5%

温度：-20～200℃，

     本实施例的型式试验测试系统选用电子内回馈变频电源。该电源集被试电机正弦波电源（失真度<3%〉和陪试电机电源于一身。该技术开创了电机试验电源领域的新纪元，是电机试验电源的一次革命。该电源最大的特点是电功率回馈的方式是在电源内部进行的，并不回馈电网，也不采用负载消耗，因此可以节能70%以上。该电源的基本工作原理是：把市电整流为直流电，再经过逆变单元，变为正弦波，经过滤波，变压器隔离产生纯正的正弦波（失真度<3%），频率范围47-63HZ。回馈单元为一个智能控制同步整流，当陪试电机工作在第四象限时（发电状态），经DSP采用特殊算法控制该单元把交流电整流为直流电，回馈到直流母线（因为是直流回馈，对电网无污染）。使用时只需要两台相同型号的异步电机对拖即可。 该电源的优点： 1．节能70%以上； 2．占地小，无噪音； 3．频率可调，解决了出口电机（60HZ）的测试电源问题； 4．用小容量的电力变压器（变电所）即可以扩大4倍做大电机的型式试验； 5．使用方便，负载可以锁定，没有漂移； 6．安装调试简单。

    根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。

Claims (1)

1.电机型式试验测试系统，包括测量控制柜、控制台、电源控制柜和GC4060电子内回馈变频电源，其特征在于，所述测量控制柜内包括PLC模块单元和由接触器、热继电器、中间继电器连接构成的电气线路，PLC控制柜上装有转换开关，用于切换手动和自动运行状态；

    PLC模块单元包括CPU模块、电源模块、数字量输入模块、数字量输出模块和模拟量输入模块，测量控制柜分别与GC4060电子内回馈变频电源、控制台、被试电机连接； 

     所述测量控制柜转换开关切换到自动运行状态时：测量控制柜通过运行PLC模块单元预装的PLC程序控制现场设备，实现被试电机数据的测量、采集、监控和处理，运行在上位计算机上的组态软件通过CP 5611卡与PLC模块单元通信；操作上位计算机组态软件控制窗口，实现对被试电机项目的自动选择和控制，并由组态软件自动生成数据报表；

     所述控制台内集成变频电源远程控制单元、GC2464微处理器多功能数字功率计、GC9100微处理器智能电机参数测试仪、GC9300微处理器转矩转速测试仪、计算机和打印机，通过通信接口相互通信连接；

     三相380V交流电接入电源控制柜，电源控制柜的一组三相电源输出端连接GC4060电子内回馈变频电源的三相电源输入端，GC4060电子内回馈变频电源的三相电源输出端分别连接测量控制柜、陪试电机，向其提供三相380V交流电源，测量控制柜的三相电源输出端连接被试电机；

   同时，电源控制柜引出一条相线和零线，通过调压器调压，向测量控制柜提供220V交流电电源，作为测量控制柜的二次线控制电源；

    系统通过变频电源远程控制单元控制GC4060电子内回馈变频电源的三相380V交流电输出频率；

    通过转矩转速传感器采集转矩、转速信号，检测到的信号通过信号隔离器分别传至控制台的GC9300微处理器转矩转速测试仪和PLC模块单元。