CN104062586A - 一种利用试验台对驱动电机进行检验的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用试验台对驱动电机进行检验的方法，包括安装电机固定工装、扭矩仪固定工装固定在试验平台上，并保证被试电机和陪试电机的同轴度，根据检验要求连接个设备，对被试电机的转矩特性进行测试，对被试电机满转矩情况下速度扫描测试，对被试电机升温的测试，对对冷却系统的测试。本发明的检验方法，能快速、准确的测试出驱动电机的各性能，通过测试单个驱动电机的特性计算得到整车的牵引、制动特性曲线，通过测试的数据来判断是否达到使用标准，因此，能提高出厂后驱动电机的使用寿命，安全性能，降低维修成本。
Description
技术领域
本发明涉及利用试验台对驱动电机进行检验的方法，特别是利用试验台对矿用自卸车的驱动电机进行检验的方法。
背景技术
对于电动轮矿用自卸车来说，驱动电机是非常重要的，因此，当电动轮矿用自卸车在出厂前，驱动电机一定要达到其性能的要求，否则不仅会影响电动轮矿用自卸车的使用寿命，而且维修成本也高，目前，还未发现有专门用来测试电动轮矿用自卸车驱动电机的方法。
发明内容
为了能精确的测试驱动电机的性能，保证出厂前驱动电机能达到使用要求，本发明提供了一种利用试验台对驱动电机进行检验的方法。
为达到上述目的，一种利用试验台对驱动电机进行检验的方法，包括如下步骤：
（1）将电机固定工装、扭矩仪固定工装固定在试验平台上；
（2）把被试电机、陪试电机放置到电机固定工装上，将扭矩仪放置到扭矩仪固定工装上；通过联轴器将被试电机、扭矩仪和陪试电机依次连接起来；调节被试电机和陪试电机的位置保证两者的同轴度小于0.1mm，然后，固定被试电机、扭矩仪和陪试电机；
（3）连接被试电机、陪试电机的电缆和冷却水管；
（4）连接被试电机、陪试电机的温度传感器和速度传感器；
（5）在被试电机、变流器冷却系统进出水口金属接头处贴铂电阻，通过屏蔽线将铂电阻与温度巡检仪连接起来，被试电机定子绕组温度通过其自带温度传感器读取；
（6）通过网线使被试电机、陪试电机对应的变流器DCU模块与两台电脑连接；将扭矩仪信号线接入其中一台电脑；
（7）对被试电机的转矩特性进行测试，其包括对被试电机牵引特性的测试和对被试电机制动特性的测试；其中，被试电机牵引特性的测试步骤包括：
a.启动柴油机并控制柴油机转速处于一稳定值；
b.闭合励磁开关，启动变流器；被试电机运行在牵引工况下，通过电脑调节被试电机工作在需要测试的转速点下，然后操作另一台电脑增大被试电机的负载，被试电机采用转速闭环控制转速保持恒定，功率随着负载的增大而增大，当被试电机的功率达到额定功率时停止增加负载，记录此时扭矩仪输出的转速、转矩的读数；
c.减小被试电机负载，通过电脑调节被试电机在下一个转速点下，重复上述步骤b；
d.多次重复上述步骤c，记录不同转速点下的转速、转矩，绘制被试电机牵引特性曲线；
被试电机制动特性的测试步骤包括：
ⅰ.启动柴油机并控制柴油机转速处于一稳定值；
ⅱ. 闭合励磁开关，启动变流器；被试电机运行在制动工况下，通过电脑调节被试电机工作在需要测试的转速点下，然后操作另一台电脑增大被试电机的负载，陪试电机采用转速闭环控制转速恒定，功率随着负载的增大而增大，当被试电机的功率达到额定功率时停止增加负载，记录此时扭矩仪输出的转速、转矩的读数；
ⅲ.减小被试电机负载，通过电脑调节被试电机在下一个转速点下，重复上述步骤ⅱ；
ⅳ.多次重复上述步骤ⅲ，记录不同转速点下的转速、转矩，绘制被试电机制动特性曲线；
（8）被试电机满转矩情况下速度扫描测试，其包括在牵引工况下对满转矩的速度进行扫描测试和在制动工况下对满转矩的速度进行扫描测试；其中，在牵引工况下对满转矩的速度进行扫描测试的方法包括：
Ⅰ.启动柴油机并控制柴油机转速在一稳定值下；
Ⅱ.闭合励磁开关，启动变流器；被试电机运行在牵引工况下，保持被试电机负载不变，通过电脑改变目标转速使被试电机在整个转速范围内扫描；
在制动工况下对满转矩的速度进行扫描测试的方法包括：
1）启动柴油机并控制柴油机转速在一稳定值；
2）闭合励磁开关，启动变流器；被试电机运行在制动工况下，保持被试电机负载不变，通过电脑改变目标转速使被试电机在整个转速范围内扫描；
（9）被试电机升温的测试，其包括：
A.测量并记录被试电机定子初始温度;
B.启动柴油机并控制柴油机转速在一稳定值；
C.调节变流器使被试电机运行在某一功率和电压下，直到被试电机定子绕组已达到稳定温度为止，待被试电机定子绕组温度稳定之后读取被试电机定子绕组温度；
（10）对冷却系统的测试；在温升测试过程中每隔一时间段通过温度巡检仪记录一次被试电机、变流器冷却系统进水出口温度，直到进出水口温度达到稳定为止。
进一步的，所述的实验台包括台体和设置是台体上的T形槽；所述的电机固定工装包括第一底座、设在第一底座上的第一支承架及设在第一支承架上的第一上座，在第一上座上设有U形槽；所述的扭矩仪固定工装包括第二底座、设在第二底座上的第二支承架及设在第二支承架上的第二上座，在第二上座上设有U形槽。
进一步的，在保证被试电机和陪试电机的同轴度时，通过在第一上座上增减垫片来调节被试电机和陪试电机的上下位置，通过移动被试电机相对于第一上座上的U形槽来调节被试电机的前后位置，通过移动陪试电机相对于第一上座上的U形槽来调节陪试电机的前后位置，并利用激光跟踪仪测量被试电机和陪试电机同轴度。
本发明的有益效果是：本发明的检验方法，能快速、准确的测试出驱动电机的各性能，通过测试的数据来判断是否达到使用标准，因此，能提高出厂后驱动电机的使用寿命，安全性能，降低维修成本。
附图说明
图1为试验平台、电机固定工装、扭矩仪固定工装、被试电机、陪试电机及扭矩仪的结构示意图。
图2为电机固定工装的结构示意图。
图3为扭矩仪固定工装的结构示意图。
图4为图3中A-A剖视图。
图5为图3中B-B剖视图。
图6为试验现场布置图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。
一种种利用试验台对驱动电机进行检验的方法，其包括如下步骤。
（1）将电机固定工装200、扭矩仪固定工装300固定在试验平台100上；如图1所示，试验平台100包括台体11和设置是台体11上的T形槽12。如图2所示，所述的电机固定工装200包括第一底座21、设在第一底座21上的第一支承架22及设在第一支承架22上的第一上座23，在第一底座上设有安装孔，在第一上座23上设有U形槽。如图3至图5所示，所述的扭矩仪固定工装300包括第二底座31、设在第二底座31上的第二支承架32及设在第二支承架32上的第二上座33，在第二底座上设有安装孔，在第二上座上设有U形槽331，其中第二支承架由纵向支撑板和横向支撑板组成，并在横向支撑板上设有孔，以减轻扭矩仪固定工装300的重量。
（2）把被试电机400、陪试电机500分别放置到位于扭矩仪固定工装300两侧的电机固定工装上，将扭矩仪600放置到扭矩仪固定工装300上；通过联轴器700将被试电机400、扭矩仪600和陪试电机500依次连接起来，在本实施方式中，联轴器优选弹性注销式联轴器；调节被试电机400和陪试电机500的位置保证两者的同轴度小于0.1mm，其方法是：通过在第一上座上增减垫片来调节被试电机和陪试电机的上下位置，通过移动被试电机相对于第一上座上的U形槽来调节被试电机的前后位置，通过移动陪试电机相对于第一上座上的U形槽来调节陪试电机的前后位置，并利用激光跟踪仪测量被试电机和陪试电机同轴度。然后，固定被试电机400、扭矩仪600和陪试电机500。
（3）如图6所示，连接被试电机400、陪试电机500的电缆1和冷却水管2；该电缆1和冷却水管2直接连接至电动轮矿用自卸车上。
（4）连接被试电机400、陪试电机500的温度传感器3和速度传感器4。温度传感器3和速度传感器4直接连接到电动轮矿用自卸车上。
（5）在被试电机400、变流器800冷却系统进出水口金属接头处贴铂电阻，通过屏蔽线5将铂电阻与温度巡检仪6连接起来，被试电机400定子绕组温度通过其自带温度传感器读取。
（6）通过网线7使被试电机400、陪试电机500对应的变流器DCU模块与两台电脑8连接；将扭矩仪信号线接入其中一台电脑。
（7）对被试电机400的转矩特性进行测试，其包括对被试电机400牵引特性的测试和对被试电机400制动特性的测试；其中，被试电机400牵引特性的测试步骤包括。
a.启动柴油机并控制柴油机转速稳定在1800r/min。
b.闭合励磁开关，启动变流器800；被试电机400运行在牵引工况下，通过电脑调节被试电机400工作在需要测试的转速点下，然后操作另一台电脑增大被试电机400的负载，被试电机400采用转速闭环控制转速保持恒定，功率随着负载的增大而增大，当被试电机400的功率达到额定功率时停止增加负载，记录此时扭矩仪输出的转速、转矩的读数。
c.减小被试电机400负载，通过电脑调节被试电机400在下一个转速点下，重复上述步骤b。
d.多次重复上述步骤c，记录不同转速点下的转速、转矩，绘制被试电机400牵引特性曲线。
被试电机400制动特性的测试步骤包括。
ⅰ. 启动柴油机并控制柴油机转速稳定在1800r/min
ⅱ. 闭合励磁开关，启动变流器；被试电机400运行在制动工况下，通过电脑调节被试电机400工作在需要测试的转速点下，然后操作另一台电脑增大被试电机的负载，陪试电机采用转速闭环控制转速恒定，功率随着负载的增大而增大，当被试电机的功率达到额定功率时停止增加负载，记录此时扭矩仪输出的转速、转矩的读数。
ⅲ.减小被试电机400负载，通过电脑调节被试电机400在下一个转速点下，重复上述步骤ⅱ。
ⅳ.多次重复上述步骤ⅲ，记录不同转速点下的转速、转矩，绘制被试电机400制动特性曲线。
（8）被试电机400满转矩情况下速度扫描测试，其包括在牵引工况下对满转矩的速度进行扫描测试和在制动工况下对满转矩的速度进行扫描测试；其中，在牵引工况下对满转矩的速度进行扫描测试的方法包括。
Ⅰ. 启动柴油机并控制柴油机转速稳定在1800r/min。
Ⅱ.闭合励磁开关，启动变流器800；被试电机400运行在牵引工况下，保持被试电机400负载不变，通过电脑改变目标转速使被试电机400在整个转速范围内扫描。
在制动工况下对满转矩的速度进行扫描测试的方法包括：
1）启动柴油机并控制柴油机转速稳定在1800r/min。
2）闭合励磁开关，启动变流器800；被试电机400运行在制动工况下，保持被试电机400负载不变，通过电脑改变目标转速使被试电机400在整个转速范围内扫描。
（9）被试电机400升温的测试，其包括。
A.测量并记录被试电机400定子初始温度。
B. 启动柴油机并控制柴油机转速稳定在1800r/min。
C.调节变流器使被试电机400运行在某一功率和电压下，该功率优选67kW，电压优选505V，直到被试电机400定子绕组已达到稳定温度为止，待被试电机400定子绕组温度稳定之后读取被试电机400定子绕组温度。在本实施方式中，在试验的最后一小时内定子绕组温度变化小于2K即可认定已达到稳定的温度。
（10）对冷却系统的测试；在温升测试过程中每隔一时间段通过温度巡检仪记录一次被试电机400、变流器冷却系统进水出口温度，直到进出水口温度达到稳定为止。该一段时间优选15min。
在本实施方式中。
（1）被试电机转矩特性标准是：在规定特性上，相应于最大转矩的转速至90%最大转速之间任何点上的典型转矩不应小于所规定值的95%。
（2） 满转矩速度扫描试验的标准是：分别在牵引和制动两种工况下，基准转矩为最大值时，在整个转速范围内升速和降速两个方向进行扫描。要求在试验过程中，没有跳闸、关断系统的现象发生。
（3）温升试验的标准是：数据要求试验后被试电机定子绕组温升不超过180K。
（4）冷却水系统试验的标准是：变流器入口水温：≤50°C、 变流器出口水温：≤56°C；被试电机入口水温：≤45°C 、被试电机出口水温： ≤52°C 。
根据上述测试方法和对应的标准，进行了一组检验，检验的结果如下。
（1）整车牵引/制动特性。
牵引工况、制动工况下，相应于最大转矩的转速至90%最大转速之间所测得的转矩无小于计算值95%的点，满足设计要求。
（2） 满转矩速度扫描试验
在牵引和制动两种工况下，基准转矩为最大值时，在整个转速范围内升速和降速两个方向进行扫描。在试验过程中没有跳闸、关断系统的现象发生。
（3）温升试验。
被试电机温升55K,小于标准要求180K，满足设计要求。
（4）冷却系统试验。
变流器入口水温：44°C≤50°C、 变流器出口水温：46°C≤56°C
牵引电机入口水温：43°C≤45°C 、牵引电机出口水温：45°C ≤52°C
满足设计要求。
本发明的检验方法，能快速、准确的测试出驱动电机的各性能，通过测试的数据来判断是否达到使用标准，因此，能提高出厂后驱动电机的使用寿命，安全性能，降低维修成本。
Claims (3)
1.一种利用试验台对驱动电机进行检验的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将电机固定工装、扭矩仪固定工装固定在试验平台上；
（2）把被试电机、陪试电机放置到电机固定工装上，将扭矩仪放置到扭矩仪固定工装上；通过联轴器将被试电机、扭矩仪和陪试电机依次连接起来；调节被试电机和陪试电机的位置保证两者的同轴度小于0.1mm，然后，固定被试电机、扭矩仪和陪试电机；
（3）连接被试电机、陪试电机的电缆和冷却水管；
（4）连接被试电机、陪试电机的温度传感器和速度传感器；
（5）在被试电机、变流器冷却系统进出水口金属接头处贴铂电阻，通过屏蔽线将铂电阻与温度巡检仪连接起来，被试电机定子绕组温度通过其自带温度传感器读取；
（6）通过网线使被试电机、陪试电机对应的变流器DCU模块与两台电脑连接；将扭矩仪信号线接入其中一台电脑；
（7）对被试电机的转矩特性进行测试，其包括对被试电机牵引特性的测试和对被试电机制动特性的测试；其中，被试电机牵引特性的测试步骤包括：
a.启动柴油机并控制柴油机转速处于一稳定值；
b.闭合励磁开关，启动变流器；被试电机运行在牵引工况下，通过电脑调节被试电机工作在需要测试的转速点下，然后操作另一台电脑增大被试电机的负载，被试电机采用转速闭环控制转速保持恒定，功率随着负载的增大而增大，当被试电机的功率达到额定功率时停止增加负载，记录此时扭矩仪输出的转速、转矩的读数；
c.减小被试电机负载，通过电脑调节被试电机在下一个转速点下，重复上述步骤b；
d.多次重复上述步骤c，记录不同转速点下的转速、转矩，绘制被试电机牵引特性曲线；
被试电机制动特性的测试步骤包括：
ⅰ.启动柴油机并控制柴油机转速处于一稳定值；
ⅱ. 闭合励磁开关，启动变流器；被试电机运行在制动工况下，通过电脑调节被试电机工作在需要测试的转速点下，然后操作另一台电脑增大被试电机的负载，陪试电机采用转速闭环控制转速恒定，功率随着负载的增大而增大，当被试电机的功率达到额定功率时停止增加负载，记录此时扭矩仪输出的转速、转矩的读数；
ⅲ.减小被试电机负载，通过电脑调节被试电机在下一个转速点下，重复上述步骤ⅱ；
ⅳ.多次重复上述步骤ⅲ，记录不同转速点下的转速、转矩，绘制被试电机制动特性曲线；
（8）被试电机满转矩情况下速度扫描测试，其包括在牵引工况下对满转矩的速度进行扫描测试和在制动工况下对满转矩的速度进行扫描测试；其中，在牵引工况下对满转矩的速度进行扫描测试的方法包括：
Ⅰ.启动柴油机并控制柴油机转速在一稳定值下；
Ⅱ.闭合励磁开关，启动变流器；被试电机运行在牵引工况下，保持被试电机负载不变，通过电脑改变目标转速使被试电机在整个转速范围内扫描；
在制动工况下对满转矩的速度进行扫描测试的方法包括：
1）启动柴油机并控制柴油机转速在一稳定值；
2）闭合励磁开关，启动变流器；被试电机运行在制动工况下，保持被试电机负载不变，通过电脑改变目标转速使被试电机在整个转速范围内扫描；
（9）被试电机升温的测试，其包括：
A.测量并记录被试电机定子初始温度;
B.启动柴油机并控制柴油机转速在一稳定值；
C.调节变流器使被试电机运行在某一功率和电压下，直到被试电机定子绕组已达到稳定温度为止，待被试电机定子绕组温度稳定之后读取被试电机定子绕组温度；
（10）对冷却系统的测试；在温升测试过程中每隔一时间段通过温度巡检仪记录一次被试电机、变流器冷却系统进水出口温度，直到进出水口温度达到稳定为止。
2.根据权利要求1所述的利用试验台对驱动电机进行检验的方法，其特征在于：所述的实验台包括台体和设置是台体上的T形槽；所述的电机固定工装包括第一底座、设在第一底座上的第一支承架及设在第一支承架上的第一上座，在第一上座上设有U形槽；所述的扭矩仪固定工装包括第二底座、设在第二底座上的第二支承架及设在第二支承架上的第二上座，在第二上座上设有U形槽。
3.根据权利要求2所述的利用试验台对驱动电机进行检验的方法，其特征在于：在保证被试电机和陪试电机的同轴度时，通过在第一上座上增减垫片来调节被试电机和陪试电机的上下位置，通过移动被试电机相对于第一上座上的U形槽来调节被试电机的前后位置，通过移动陪试电机相对于第一上座上的U形槽来调节陪试电机的前后位置，并利用激光跟踪仪测量被试电机和陪试电机同轴度。
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