CN104458232A - Trt危急遮断器试验装置 - Google Patents

Abstract

TRT危急遮断器试验装置，包括电机、转轴、支座、编码器、红外光发生器、红外光接收器、计算机、智能转速控制器、电枢电压控制器、分频器、信号调理器、计数器、第一数据采集器、逻辑开关和第二数据采集器，所述编码器、红外光发生器、红外光接收器、计算机、智能转速控制器、电枢电压控制器、分频器、信号调理器、计数器、第一数据采集器、逻辑开关和第二数据采集器组成检测与控制系统；试验时，转轴的一端通过联轴器与电机的动力输出轴连接，转轴的另一端与安装在支座上的轴承连接，被测TRT危急遮断器和TRT转子安装在转轴上，编码器安装在电机的动力输出轴上，红外光发生器安装在转轴的一侧，红外光接收器安装在转轴的另一侧。

Description

TRT危急遮断器试验装置

技术领域

本发明属于试验设备，特别涉及防止高炉煤气余压透平发电装置(简称TRT)中的转子超转的危急遮断器的试验装置。

背景技术

高炉煤气余压透平发电装置(TRT)是将高炉冶炼的副产品——高炉炉顶煤气具有的压力能及热能转化为机械能，驱动发电机发电，进行能量回收的节能装置，广泛用于钢铁厂，是国家鼓励并大力扶持的节能、环保项目。TRT需要每天24小时运行，其转子则每天24小时不间断高速旋转。由于转子质量大，运行速度高(最高超过3000/分钟)，一旦出现超转故障，会对设备乃至人身造成重大伤害，因此为保证设备、人身安全，需要安装一套安全机构——危急遮断器，当转速超过预设值时，危急遮断器立即运作，使转子急速停止转动，防止事故的发生。

由于TRT危急遮断器是一种安全机构，其性能非常重要，当TRT转子超转时应能及时发生动作，保证转子急速停止转动，因此，使用前必须进行检验，确保其工作的可靠性，研制出能满足检验要求的试验装置具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种TRT危急遮断器试验装置，以便能精确控制被测TRT危急遮断器的转速，在被测TRT危急遮断器发生动作时使电机迅速停止转动，并准确测量出被测TRT危急遮断器动作瞬间的转速，为被测TRT危急遮断器的质量与调校提供保障。

本发明所述TRT危急遮断器试验装置，包括电机、转轴、支座、编码器、红外光发生器、红外光接收器、计算机、智能转速控制器、电枢电压控制器、分频器、信号调理器、计数器、第一数据采集器、逻辑开关和第二数据采集器，所述编码器、红外光发生器、红外光接收器、计算机、智能转速控制器、电枢电压控制器、分频器、信号调理器、计数器、第一数据采集器、逻辑开关和第二数据采集器组成检测与控制系统；试验时，转轴的一端通过联轴器与电机的动力输出轴连接，转轴的另一端与安装在支座上的轴承连接，被测TRT危急遮断器和TRT转子安装在转轴上，编码器安装在电机的动力输出轴上，红外光发生器安装在转轴的一侧，且其发出的红外光光路对准被测TRT危急遮断器动作后其飞锤的行程位置，红外光接收器安装在转轴的另一侧，且位于红外光发生器产生的红外光光路上；计算机与智能转速控制器的输入端连接，将被测TRT危急遮断器需要的转速指令发送给智能转速控制器，智能转速控制器的输出端与电枢电压控制器的输入端连接，根据来自计算机的转速指令调制出相应的脉冲信号，并将所述脉冲信号传送给电枢电压控制器，电枢电压控制器的输出端与电机连接，根据来自智能转速控制器的脉冲信号为电机提供相应的工作电压，使电机带动转轴及安装在转轴上的被测TRT危急遮断器和TRT转子按照给定的转速旋转；编码器的输出端分别与分频器、信号调理器的输入端连接，根据电机的转速向分频器发送相应的高频脉冲，将电机的转速信号转换成电压信号传送给信号调理器；分频器的输出端与智能转速控制器的输入端连接，将来自编码器的高频脉冲转换为智能转速控制器能够识别的电机转速实测信号传送给智能转速控制器，智能转速控制器将来自分频器的电机转速实测信号与来自计算机的转速指令信号进行对比，若比较结果是两者不一致，则调整输出电压，使电机的实际转速与计算机转速指令保持一致；信号调理器的输出端与计数器的输入端连接，将来自编码器的的电压信号进行处理形成脉冲信号，并将所述脉冲信号传送给计数器，计数器的输出端与第一数据采集器的输入端连接，将来自信号调理器的脉冲信号进行缓冲、放大和计数后传送给第一数据采集器，第一数据采集器的输出端与计算机的输入接口连接，将来自计数器的信号传送给计算机；红外光发生器用于发射红外光，红外光接收器的输出端与逻辑开关的输入端连接，当被测TRT危急遮断器正常转动时，红外光接收器接收到红外光信号，则输出正脉冲向逻辑开关传送，当被测TRT危急遮断器发生动作其飞锤弹出时，红外光接收器接收不到红外光信号，则输出为零，逻辑开关的输出端与第二数据采集器的输入端连接，将来自红外光接收器的不同输出信号转换成不同的开关信号传送给第二数据采集器，第二数据采集器的输出端与计算机的输入接口连接，将接收到的开关信号传送给计算机；当来自第二数据采集器的开关信号为红外光接收器接收到红外光信号对应的开关信号时，计算机将来自第一数据采集器的被测TRT危急遮断器的转速信号予以处理并显示转速；当来自第二数据采集器的开关信号为红外光接收器接收不到红外光信号对应的开关信号时，计算机向智能转速控制器发出立即停止电机转动的指令，使电机迅速停止转动，并记录被测TRT危急遮断器发生动作时对应的转速。

本发明所述TRT危急遮断器试验装置，其信号调理器由整形电路、钳位电路、分频电路和驱动电路组成，整形电路用于将被测TRT危急遮断器的转速信号的波形转变为方波信号，钳位电路用于将整形电路输出的方波信号的电压进行钳位，使所述方波信号的电压完全一致，分频电路用于将钳位电路输出的方波信号进行分频，拾取需要频率段的方波信号，驱动电路用于提高分频电路输出方波信号的功率。

本发明所述TRT危急遮断器试验装置，电机既可以是交流电机，也可以是直流电机，但优选直流电机。

本发明具有以下有益效果：

1、由于本发明所述TRT危急遮断器试验装置通过计算机、智能转速控制器控制电机的转速，并设置有编码器和分频器将电机的实测转速反馈给智能转速控制器，智能转速控制器将电机转速实测信号与来自计算机的转速指令信号进行对比，若比较结果是两者不一致，则调整输出，使电机的实际转速与计算机转速指令保持一致，因而能精确控制被测TRT危急遮断器的转速。

2、由于本发明所述TRT危急遮断器试验装置设置有红外光发生器和红外光接收器，并通过逻辑开关、第二数据采集器向计算机传送红外光接收器是否能接收到红外光的信息，由于通过编码器、信号调理器、计数器、第一数据采集器向计算机传送电机的实测转速信号，因而当被测TRT危急遮断器发生动时，计算机能控制电机迅速停止转动，并准确测量出被测TRT危急遮断器动作瞬间的转速。

3、使用本发明所述装置，能高质量的完成TRT危急遮断器的检测，为被测TRT危急遮断器的质量与调校提供保障。

附图说明

图1是本发明所述TRT危急遮断器试验装置中部分构件和器件的组合示意图及试验时被测TRT危急遮断器和TRT转子的安装方式示意图；

图2是本发明所述TRT危急遮断器试验装置中检测与控制系统的结构框图；

图3是信号调理器的结构框图。

图中，1—电机、2—TRT转子、3—被测TRT危急遮断器、4—支座、5—编码器、6—联轴器、7—转轴、8—红外光发生器、9—红外光接收器、10—计算机、11—智能转速控制器、12—电枢电压控制器、13—分频器、14—信号调理器、15—计数器、16—第一数据采集器、17—逻辑开关、18第二数据采集器。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明所述TRT危急遮断器试验装置作进一步说明。

本实施例中，TRT危急遮断器试验装置包括电机1、转轴7、支座4、编码器5、红外光发生器8、红外光接收器9、计算机10、智能转速控制器11、电枢电压控制器12、分频器13、信号调理器14、计数器15、第一数据采集器16、逻辑开关17和第二数据采集器18；电机1选用功率7.5kW的直流电机，编码器5的型号为EB58B10-H4PR-1024(瑞士宜科工业自动化股份公司公司生产)，红外光发生器8为市售普通红外发光二极管，红外光接收器9为市售产品，计算机10选用工业控制计算机，智能转速控制器11的型号为6RA70-125A(德国西门子公司生产)，分频器13集成在智能转速控制器11中，电枢电压控制器12的型号为TBS7024-4-3010(中国北京天博公司生产)，计数器15和第一数据采集器16选用集成为一体的PCI数据采集卡，逻辑开关17和第二数据采集器18选用集成为一体的PCI数据采集卡；信号调理器14如图3所示，由整形电路(HL556芯片)、钳位电路(HL556芯片)、分频电路(74LS93芯片)、驱动电路(74LS14芯片)组成，整形电路用于将被测TRT危急遮断器的转速信号的波形转变为方波信号，钳位电路用于将整形电路输出的方波信号的电压进行钳位，使所述方波信号的电压完全一致，分频电路用于将钳位电路输出的方波信号进行分频，拾取需要频率段的方波信号，驱动电路用于提高分频电路输出方波信号的功率。

试验时，电机1、转轴7、支座4、编码器5、红外光发生器8、红外光接收器9的组装方式如图1所示，转轴7的一端通过联轴器6与电机1的动力输出轴连接，转轴的另一端与安装在支座4上的轴承连接，编码器5与直流电机柔性连接，红外光发生器8安装在转轴的一侧，且其发出的红外光光路对准被试验TRT危急遮断器动作后其飞锤的行程位置，红外光接收器9安装在转轴的另一侧，且位于红外光发生器8产生的红外光光路上；被测TRT危急遮断器3和TRT转子2安装在转轴上(见图1)。

编码器5、红外光接收器9、计算机10、智能转速控制器11、电枢电压控制器12、分频器13、信号调理器14、计数器15、第一数据采集器16、逻辑开关17和第二数据采集器18的连接方式如图2所示。计算机10与智能转速控制器11的输入端连接，智能转速控制器11的输出端与电枢电压控制器12的输入端连接，电枢电压控制器12的输出端与电机1连接；编码器5的输出端分别与信号调理器14的输入端、分频器13的输入端连接；信号调理器14的输出端与计数器15的输入端连接，计数器的输出端与第一数据采集器16的输入端连接，第一数据采集器16的输出端与计算机的输入接口连接；分频器13的输出端与智能转速控制器11的输入端连接；红外光接收器9的输出端与逻辑开关17的输入端连接，逻辑开关17的输出端与第二数据采集器18的输入端连接，第二数据采集器18的输出端与计算机的输入接口连接，将接收到的开关信号传送给计算机。

当装置中的构件和器件及被测TRT危急遮断器3、TRT转子2安装完毕后，开始试验。

计算机10将被测TRT危急遮断器3需要的转速指令发送给智能转速控制器，智能转速控制器11根据来自计算机的转速指令调制出相应的脉冲信号，并将所述脉冲信号传送给电枢电压控制器，电枢电压控制器12根据来自智能转速控制器的脉冲信号为电机提供相应的工作电压，使电机带动转轴7及安装在转轴上的被测TRT危急遮断器和TRT转子按照给定的转速旋转，此过程中，控制电机的转速呈线性平稳上升；编码器5将电机的转速信号转换成电压信号传送给信号调理器，根据电机的转速向分频器发送相应的高频脉冲；分频器13将来自编码器的高频脉冲转换为智能转速控制器能够识别的电机转速实测信号传送给智能转速控制器，智能转速控制器11将来自分频器的电机转速实测信号与来自计算机的转速指令信号进行对比，若比较结果是两者不一致，则调整输出，使电机的实际转速与计算机转速指令保持一致；信号调理器14的将来自编码器的的电压信号进行处理形成脉冲信号，并将所述脉冲信号传送给计数器，计数器将来自信号调理器的脉冲信号进行缓冲、放大和计数后传送给第一数据采集器，第一数据采集器将来自计数器的信号传送给计算机10；红外光发生器8发射出红外光，当被测TRT危急遮断器正常转动时，红外光接收器接收到红外光信号，则输出正脉冲向逻辑开关传送，此时逻辑开关17输送出的开关信号为0，当被测TRT危急遮断器发生动作其飞锤弹出时，红外光接收器接收不到红外光信号，则输出为零，此时逻辑开关17输送出的开关信号为1，第二数据采集器18将接收到的开关信号传送给计算机；当来自第二数据采集器18的开关信号0时，计算机将来自第一数据采集器16的被测TRT危急遮断器的转速信号予以处理并显示转速；当来自第二数据采集器18的开关信号为1时，计算机向智能转速控制器11发出立即停止电机转动的指令，使电机迅速停止转动，并记录被测TRT危急遮断器发生动作时对应的转速。至此，完成一次试验。如果被测TRT危急遮断器发生动作时对应的转速不符合设计要求，可根据测得的转速计算出差值，并根据计算结果调整危急遮断器，再重新进行试验，最终调试出合格的危急遮断器。

Claims (3)

1.一种TRT危急遮断器试验装置，其特征在于包括电机(1)、转轴(7)、支座(4)、编码器(5)、红外光发生器(8)、红外光接收器(9)、计算机(10)、智能转速控制器(11)、电枢电压控制器(12)、分频器(13)、信号调理器(14)、计数器(15)、第一数据采集器(16)、逻辑开关(17)和第二数据采集器(18)；

试验时，转轴(7)的一端通过联轴器(6)与电机(1)的动力输出轴连接，转轴的另一端与安装在支座(4)上的轴承连接，被测TRT危急遮断器(3)和TRT转子(2)安装在转轴上，编码器(5)安装在电机的动力输出轴上，红外光发生器(8)安装在转轴的一侧，且其发出的红外光光路对准被试验TRT危急遮断器动作后其飞锤的行程位置，红外光接收器(9)安装在转轴的另一侧，且位于红外光发生器(8)产生的红外光光路上；

计算机(10)与智能转速控制器(11)的输入端连接，将被测TRT危急遮断器(3)需要的转速指令发送给智能转速控制器，智能转速控制器(11)的输出端与电枢电压控制器(12)的输入端连接，根据来自计算机的转速指令调制出相应的脉冲信号，并将所述脉冲信号传送给电枢电压控制器，电枢电压控制器(12)的输出端与电机(1)连接，根据来自智能转速控制器的脉冲信号为电机提供相应的工作电压，使电机带动转轴(7)及安装在转轴上的被测TRT危急遮断器和TRT转子按照给定的转速旋转；

编码器(5)的输出端分别与分频器(13)、信号调理器(14)的输入端连接，根据电机的转速向分频器发送相应的高频脉冲，将电机的转速信号转换成电压信号传送给信号调理器；

分频器(13)的输出端与智能转速控制器(11)的输入端连接，将来自编码器的高频脉冲转换为智能转速控制器能够识别的电机转速实测信号传送给智能转速控制器，智能转速控制器(11)将来自分频器的电机转速实测信号与来自计算机的转速指令信号进行对比，若比较结果是两者不一致，则调整输出电压，使电机的实际转速与计算机转速指令保持一致；

信号调理器(14)的输出端与计数器(15)的输入端连接，将来自编码器的的电压信号进行处理形成脉冲信号，并将所述脉冲信号传送给计数器，计数器的输出端与第一数据采集器(16)的输入端连接，将来自信号调理器的脉冲信号进行缓冲、放大和计数后传送给第一数据采集器，第一数据采集器(16)的输出端与计算机的输入接口连接，将来自计数器的信号传送给计算机；

红外光发生器(8)用于发射红外光，红外光接收器(9)的输出端与逻辑开关(17)的输入端连接，当被测TRT危急遮断器正常转动时，红外光接收器接收到红外光信号，则输出正脉冲向逻辑开关传送，当被测TRT危急遮断器发生动作其飞锤弹出时，红外光接收器接收不到红外光信号，则输出为零，逻辑开关(17)的输出端与第二数据采集器(18)的输入端连接，将来自红外光接收器的不同输出信号转换成不同的开关信号传送给第二数据采集器(18)，第二数据采集器(18)的输出端与计算机的输入接口连接，将接收到的开关信号传送给计算机；

当来自第二数据采集器(18)的开关信号为红外光接收器接收到红外光信号对应的开关信号时，计算机将来自第一数据采集器(16)的被测TRT危急遮断器的转速信号予以处理并显示转速；当来自第二数据采集器(18)的开关信号为红外光接收器接收不到红外光信号对应的开关信号时，计算机向智能转速控制器(11)发出立即停止电机转动的指令，使电机迅速停止转动，并记录被测TRT危急遮断器发生动作时对应的转速。

2.根据权利要求1所述TRT危急遮断器试验装置，其特征在于信号调理器(14)由整形电路、钳位电路、分频电路和驱动电路组成，整形电路用于将被测TRT危急遮断器的转速信号的波形转变为方波信号，钳位电路用于将整形电路输出的方波信号的电压进行钳位，使所述方波信号的电压完全一致，分频电路用于将钳位电路输出的方波信号进行分频，拾取需要频率段的方波信号，驱动电路用于提高分频电路输出方波信号的功率。

3.根据权利要求1或2所述TRT危急遮断器试验装置，其特征在于电机(1)为直流电机。