CN106226186A - 一种用于测量充油式电机油摩损耗的实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于测量充油式电机油摩损耗的实验装置，该实验装置的转子通过联轴器与变频电机相连接，转子在变频电机的带动下可以在定子中旋转，通过变频电机改变转子的转速，定子内腔与上油箱和下油箱相连通，上油箱盖上设置有用于安装加热棒的加热孔，下油箱的侧壁上设置有注油口，润滑油可通过注油口依次充满下油箱、定子内腔、上油箱，并且可以通过在加热孔中设置加热棒调节润滑油的温度，本发明的实验装置，可以准确得出不同润滑油温度、不同转速下油摩损耗，从而为充油式电机的发热研究提供实验依据。

Description

一种用于测量充油式电机油摩损耗的实验装置

技术领域

本发明涉及充油式电机发热问题研究领域，尤其涉及一种用于测量充油式电机油摩损耗的实验装置。

背景技术

转子表面的油摩损耗在电机总损耗中占很大比重，国内外研究结果表明，电机转子旋转时所引起的转子油摩损耗占电机总损耗的30～40％。

充油式电机与普通地面三相异步电动机结构不同，不能在电磁设计程序手册中查到相应的油摩损耗计算公式，无法准确获得充油式电机的实际损耗值。在实际运用过程中，通常对油摩损耗的近似值进行估算，这样一是电机数据不准确，二是估算没有理论根据。

通常，充油式电机的油摩损耗与润滑油的温度有着密切的关系，大量的仿真实验发现，润滑油的温度越高，充油式电机的油摩损耗越小，但是，缺少实验对其准确性进行验证。同时，虽然众多的学者推导出了充油式电机的油摩损耗计算公式，但是，大多数的油摩损耗计算公式只适用于在气隙内润滑油的流动状态为层流时计算充油式电机的油摩损耗，而当气隙内润滑油的流动状态为紊流时，并没有理论计算公式可以计算充油式电机的油摩损耗，只能通过大量的仿真模拟来得出。不同的流动状态对应不同的雷诺数，而雷诺数的计算与转子转速有着直接联系，综合上述两方面考虑，有必要设计一种用于测量充油式电机油摩损耗的实验装置，以验证不同润滑油温度、不同转速下油摩损耗理论结果的准确性。

发明内容

本发明提供一种用于测量充油式电机油摩损耗的实验装置，准确验证不同润滑油温度、不同转速下油摩损耗理论结果。

本发明提供一种用于测量充油式电机油摩损耗的实验装置，所述实验装置包括定子、上油箱、下油箱、上油箱盖、下油箱盖、转子、变频式电机、联轴器和机械密封，所述定子包括定子内腔、定子上连接法兰和定子下连接法兰，所述定子上连接法兰处设置有上油箱，所述定子下连接法兰处设置有下油箱，所述上油箱包括上油箱底部、上油箱顶部和上油箱内腔，所述上油箱顶部设置有上油箱盖，所述下油箱包括下油箱底部、下油箱侧壁和下油箱顶部，所述下油箱顶部设置有下油箱盖；所述上油箱盖、所述上油箱和所述定子上连接法兰相互连接固定，所述下油箱盖、所述下油箱和所述定子下连接法兰相互连接固定；所述上油箱盖上设置有第一通孔，所述下油箱盖上设置有第二通孔，所述上油箱、所述下油箱和所述定子内腔相互连通；所述转子安装在所述第一通孔、所述上油箱内腔、所述下油箱内腔、所述定子内腔和所述第二通孔共同形成的内腔中；所述转子通过所述联轴器与所述变频式电机相连接，所述上油箱盖上设置有用于安装加热棒的加热孔，所述下油箱侧壁上设置有注油口。

可选的，所述上油箱与所述定子上连接法兰间设置有O型密封圈，所述上油箱与所述上油箱盖间设置有O型密封圈，所述下油箱和所述定子下连接法兰间设置有O型密封圈。

可选的，所述实验装置还包括加热棒和注油嘴，所述加热棒设置在所述加热孔内，所述加热棒的长度大于所述上油箱的内腔长度的一半，所述注油嘴安装在所述注油口内，所述注油嘴内设置有单向阀。

可选的，所述转子包括转子工作段、第一过渡段、第一轴承安装段、连接段、第二过渡段和第二轴承安装段，其中，所述转子工作段位于所述定子内腔中，所述第一过渡段位于所述上油箱内，所述第一过渡段与所述上油箱内腔间设置有机械密封，所述第一轴承安装段位于所述第一通孔中，所述第一轴承安装段与所述第一通孔间设置有轴承，所述连接段通过所述联轴器与所述变频式电机的转子相连接，所述第二过渡段位于所述下油箱内，所述第二过渡段与所述下油箱内腔间设置有所述机械密封，所述第二轴承安装段位于所述第二通孔内，所述第二轴承安装段与所述第二通孔间设置有所述轴承。

可选的，所述实验装置还包括用于密封所述第一通孔的上端盖和用于密封所述第二通孔的下端盖，所述上端盖设置在所述上油箱盖处，所述下端盖设置在所述下油箱盖处。

可选的，所述上端盖上设置有第三通孔，所述第三通孔与所述连接段相互配合，所述上油箱盖和所述上端盖相互固定，所述下端盖和所述下油箱盖相互固定。

可选的，所述实验装置还包括用于支撑所述变频式电机的电机支架、竖直支架、底盘，所述变频式电机安装在所述电机支架上，所述电机支架固定在所述竖直支架上，所述竖直支架固定在所述底盘上。

可选的，所述实验装置还包括第一连接板、第二连接板和第三连接板，所述第一连接板焊接在所述底盘的上表面，所述连接板通过螺栓与所述竖直支架相固定；所述第二连接板焊接在所述定子下连接法兰的下表面，所述第二连接板通过螺栓与所述竖直支架相固定；所述第三连接板焊接在所述定子上连接法兰的上表面，所述第三连接板通过螺栓与所述竖直支架相固定。

可选的，所述竖直支架与所述电机支架通过焊接相互固定。

可选的，所述定子上连接法兰和所述定子下连接法兰上均设置有4个用于安装所述竖直支架的第一安装孔和第二安装孔。

本发明实施例的用于测量充油式电机油摩损耗的实验装置，该实验装置包括定子、上油箱、下油箱、上油箱盖、下油箱盖、转子、变频式电机、联轴器和机械密封，其中，转子通过联轴器与变频式电机相连接，转子在变频式电机的带动下可以在定子中旋转，定子内腔与上油箱和下油箱相连通，上油箱盖上设置有用于安装加热棒的加热孔，下油箱的侧壁上设置有注油口，可以通过注油口向上油箱、下油箱和定子内腔中注入润滑油，并且可以通过在加热孔中设置加热棒调节润滑油的温度，进而，本发明的实验装置，可以在根据变频式电机在空气和润滑油两种介质下的输出扭矩之差获得充油式变频式电机的油摩损耗；更进一步的，本发明实施例的实验装置，可以通过调节变频式电机的转速获得不同转速下，充油式电机的油摩损耗；再进一步的，可以通过位于加热孔中的加热棒调节润滑油的温度，获得不同润滑油温度下充油式电机的油摩损耗。因此，本发明实施例的实验装置，可以准确验证不同润滑油温度、不同转速下充油式电机的油摩损耗结果，为充油式电机的设计和解决充油式电机的发热问题提供实际依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的用于测量充油式电机油摩损耗的实验装置的剖面结构图；

图2为本发明实施例提供的实验装置的整体结构图；

图3为图1中A处的局部放大图；

图4为图1中B处的局部放大图；

图5为本发明实施例提供的实验装置的底盘的结构图；

图6A为本发明实施例提供的实验装置的定子整体结构图；

图6B为本发明实施例提供的实验装置的定子的俯视结构图；

图7为本发明实施例提供的实验装置的上油箱的结构图；

图8为本发明实施例提供的实验装置的下油箱的结构图；

图9为本发明实施例提供的实验装置的上油箱盖的结构图；

图10为本发明实施例提供的实验装置的下油箱盖的结构图；

图11为本发明实施例提供的实验装置的转子的结构图；

图12为本发明实施例提供的实验装置的上油箱盖的结构图；

图13为本发明实施例提供的实验装置的下油箱盖的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”和“第八”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例的实验装置，用于测量充油式电机的油摩损耗，其中，该充油式电机是密封的电机，其转子内腔中充满绝缘的变压器油。该实验装置包括定子、上油箱、下油箱、上油箱盖、下油箱盖、转子、变频式电机、联轴器和机械密封，其中，转子通过联轴器与变频式电机相连接，转子在变频式电机的带动下可以在定子中旋转，定子内腔与上油箱和下油箱相连通，上油箱盖上设置有用于安装加热棒的加热孔，下油箱的侧壁上设置有注油口，可以通过注油口向上油箱、下油箱和定子内腔中注入润滑油，并且可以通过在加热孔中设置加热棒调节润滑油的温度，进而，本发明的实验装置，可以在根据变频式电机在空气和润滑油两种介质下的输出扭矩之差获得充油式变频式电机的油摩损耗；更进一步的，本发明实施例的实验装置，可以通过调节变频式电机的转速获得不同转速下，充油式电机的油摩损耗；再进一步的，可以通过位于加热孔中的加热棒调节润滑油的温度，获得不同润滑油温度下充油式电机的油摩损耗。因此，本发明实施例的实验装置，可以准确验证不同润滑油温度、不同转速下充油式电机的油摩损耗，为充油式电机的设计和解决充油式电机的发热问题提供实际依据。

下面以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

图1为本发明实施例提供的用于测量充油式电机油摩损耗的实验装置的剖面结构示意图。参考图1所示，该实验装置包括定子10、上油箱8、下油箱11、上油箱盖7、下油箱盖13、转子5、变频式电机1、联轴器3和机械密封9。

具体的，参考图6A和图6B所示，定子10包括定子内腔1001、定子上连接法兰1002和定子下连接法兰1003，为提高定子整体的结构强度，定子内腔1001、定子上连接法兰1002和定子下连接法兰1003一体成型。当然，定子上连接法兰1002和定子下连接法兰1003与定子内腔1001也可以通过焊接固定，本发明实施例对此不做限定。定子上连接法兰1002上设置有用于安装竖直支架的第一安装孔10021，定子下连接法兰1003上设置有用于安装竖直支架的第二安装孔10031，其中第一安装孔10021和第二安装孔10031同心设置，优选的，定子上连接法兰1002上设置有4个第一安装孔10021，定子下连接法兰1003上设置有4个第二安装孔10031，本发明实施例对于第一安装孔10021和第二安装孔10031的数量不做具体限定。

参考图6B所示，定子上连接法兰1002设置有4个用于安装连接螺栓的第一螺栓孔10022，定子下连接法兰1003设置有4个用于安装连接螺栓的第二螺栓孔10032。参考图6A所示，为提高定子上连接法兰1002、定子下连接法兰1003和定子内腔1001的壳体之间的连接强度，定子上连接法兰1002和定子内腔1001之间设置有加强筋1004；定子下连接法兰1003和定子内腔1001之间设置有加强筋1004，对于加强筋1004的数量，本发明实施例不做限定。

参考图1和图2所示，定子上连接法兰1002处设置有上油箱8，定子下连接法兰1003处设置有下油箱11。

参考图7所示，上油箱8包括上油箱底部801、上油箱顶部802和上油箱内腔803，上油箱底部801和上油箱顶部802上均设置有O型密封圈安装槽804，上油箱底部801上有4个用于安装连接螺栓的第三螺栓孔805。

参考图8所示，下油箱11包括下油箱底部1101、下油箱侧壁1102和下油箱顶部1103，其中下油箱底部1101、下油箱侧壁1102和下油箱顶部1103一体成型，下油箱顶部1103上设置有4个用于安装连接螺栓的第四螺栓孔1104，下油箱顶部1103上设置O型密封圈安装槽1105，下油箱侧壁1102和下油箱顶部1103相互配合形成下油箱内腔1106。

参考图1和图2所示，上油箱顶部802处设置有上油箱盖7，下油箱顶部1103处设置有下油箱盖13。

参考图9所示，上油箱盖7包括上油箱盖顶部701、上油箱盖侧壁702和上油箱盖底部703，以及位于上油箱侧壁702内部的第一通孔704，第一通孔704贯穿上油箱盖顶部701和上油箱盖底部703；上油箱盖顶部701上设置有4个用于安装连接螺栓的第五螺栓孔705，上油箱盖底部703上设置有4个用于安装连接螺栓的第六螺栓孔706。

参考图10所示，下油箱盖13包括下油箱盖顶部1301、下油箱盖侧壁1302和下油箱盖底部1303，以及位于下油箱侧壁1302内部的第二通孔1304，第二通孔1304贯穿下油箱盖顶部1301和下油箱盖底部1303；下油箱盖顶部1301上设置有4个用于安装连接螺栓的第七螺栓孔1305，下油箱盖底部1303上设置有4个用于安装连接螺栓的第八螺栓孔1306。

参考图1、图2和图3所示，上油箱盖7、上油箱8和定子上连接法兰1002相互连接固定，具体的，参考图3所示，上油箱盖7、上油箱8和定子上连接法兰1002通过螺栓和螺母相互固定在一起，及上油箱盖7、上油箱8和定子上连接法兰1002通过第一螺栓孔10022、第三螺栓孔805和第六螺栓孔706实现三者之间的固定，即在第一螺栓孔10022、第三螺栓孔805和第六螺栓孔706安装螺栓和螺母将上油箱盖7、上油箱8和定子上连接法兰1002固定在一起。参考图3所示，上油箱8与定子上连接法兰间1002间设置有O型密封圈，其中，O型密封圈位于上油箱底部801上设置的O型密封圈安装槽804内。参考图3所示，上油箱8与上油箱盖7间设置有O型密封圈，该O型密封圈位于上油箱顶部802上设置的O型密封圈安装槽804内。

参考图1、图2和图4所示，下油箱盖13、下油箱11和定子下连接法兰1003相互连接固定，具体的，参考图4所示，下油箱盖13、下油箱11和定子下连接法兰1003通过螺栓和螺母实现三者之间的相互固定，即下油箱盖13、下油箱11和定子下连接法兰1003通过第二螺栓孔10032、第四螺栓孔1104和第七螺栓孔1305实现三者之间的固定，即在第二螺栓孔10032、第四螺栓孔1104和第七螺栓孔1305中安装螺栓和螺母将下油箱盖13、下油箱11和定子下连接法兰1003三者固定在一起。参考图4所示，下油箱11和定子下连接法兰1003间设置有O型密封圈，其中，O型密封圈位于下油箱顶部1103上设置的O型密封圈安装槽1105内。

需要说明的是，上油箱8与定子上连接法兰间1002设置O型密封圈、上油箱8与上油箱盖7间设置O型密封圈以及下油箱11和定子下连接法兰1003间设置O型密封圈的目的，是为了提高上油箱和下油箱的密封性，防止上油箱和下油箱中充入润滑油之后的润滑油泄露问题的发生，提高本发明实施例的实验装置的工作安全性和可靠性。

参考图1所示，转子5安装在第一通孔704、上油箱8、定子内腔1001、下油箱11和第二通孔1304共同形成的内腔，即第一通孔704、上油箱内腔803、定子内腔1001、下油箱内腔1106、第二通孔1304相互连通。

参考图11所示，转子5包括转子工作段501、第一过渡段502、第一轴承安装段503、连接段504、第二过渡段505和第二轴承安装段506，其中，参考图1所示，转子工作段501位于定子内腔1001中，第一过渡段502位于上油箱8内，即第一过渡段502位于上油箱内腔803内，第一过渡段502与上油箱内腔803间设置有机械密封9，第一轴承安装段503位于第一通孔704中，第一轴承安装段503与第一通孔704间设置有轴承18，连接段504通过联轴器3与变频式电机1的转子相连接，第二过渡段505位于下油箱11内，即第二过渡段505位于下油箱内腔1106中，第二过渡段505与下油箱内腔1106间设置有机械密封9，第二轴承安装段506位于第二通孔1304内，第二轴承安装段506与第二通孔1304间设置有轴承18。

需要说明的一点是，机械密封9用于实现第一过渡段502与上油箱内腔803间的机械动密封，对于机械密封9的具体结构和材料，本发明实施例不做具体限定，只要能够满足第一过渡段502与上油箱内腔803间的机械动密封即可，示例的，机械密封9可以采用环形油毛毡，即在第一过渡段502与上油箱内腔803间设置油毛毡填充层，用于实现第一过渡段502与上油箱内腔803间的机械动密封。同理，对于第二过渡段505与下油箱内腔1106间设置的机械密封9与第一过渡段502与上油箱内腔803间设置的机械密封9相同，本发明实施例在此不再累述。

需要说明的另一点是，联轴器3用于实现转子5和变频电机1之间的连接，对于联轴器3的具体结构，可参考《机械设计手册》进行选择，本发明实施例对此不做限定。

需要说明的又一点是，轴承18用于安装固定转子5，轴承18的主要作用是限定转子5的旋转，对于轴承18的具体型号本发明实施例不做限定，本领域技术人员，可参考《机械设计手册》进行选择，本发明实施例对此不做限定。示例的，轴承18选用向心球轴承或角接触球轴承等。

参考图1所示，定子10的定子内腔1001与转子5的最大径处转子工作段501相互配合，且两者之间是间隙配合。

参考图9所示，上油箱盖7上设置有用于安装加热棒的加热孔707，参考图2所示，本发明实施例的实验装置，还包括加热棒17，加热棒17设置在加热孔707内，且加热棒17的长度大于上油箱8的内腔长度的一半，即加热棒17至少可以对上油箱8内的一半以上的润滑油进行加热，提高了加热棒17对润滑油的加热效率。

需要说明的是，本发明实施例对于加热棒17的具体性形式，不做具体限定。示例的，加热棒17可以为电加热棒，电加热棒的加热效率高，加热成本低，且安全性好。

参考图8所示，下油箱11的下油箱侧壁1102上设置有注油口1107，参考图4所示，本发明实施例的实验装置，还包括注油嘴12，注油嘴12安装在注油口1107内，注油嘴12内设置有单向阀。

需要说明的是，注油嘴12与注油口1107之间通过螺纹连接实现可拆卸的固定，对于注油嘴12与注油口1107之间连接螺纹的形式，本发明不做具体限定，优选的，注油嘴12与注油口1107之间通过锥螺纹连接，因为，锥螺纹连接的密封效果好，发生润滑油泄露的可能性小。注油嘴12内设置有单向阀是为了保证向下油箱内部注入润滑油的过程中，不会发生下油箱内润滑油泄露的问题。本发明实施例的实验装置，通过下油箱侧壁1102上设置的注油口1107向下油箱11内注入润滑油，由于下油箱11与上油箱8和定子内腔1001相连通，进而润滑油可以从下油箱11流入上油箱8，当观察到加热孔707中有润滑油溢出，即可停止注入润滑油。

需要说明的另一点是，在上油箱盖7上设置加热孔707，在下邮箱11的侧壁上设置注油口1107，是为了保证装入加热棒17的过程中，不会发生润滑油溢出，如果两者位置顺序互换，将会导致装入加热棒17的过程中，实验装置内的润滑油发生泄漏。

参考图1和图2所示，上油箱盖7上设置有用于密封第一通孔704的上端盖6，上端盖6上设置有第三通孔601，第三通孔601与连接段504相互配合。上油箱盖7的具体结构可参考附图12所示，本发明实施例在此，不再累述。参考图3所示，上油箱盖7和上端盖6通过螺栓实现固定，且上端盖6间和上油箱盖7相互配合实现安装在第一轴承安装段503处的轴承18的固定。

参考图1和图2所示，下油箱盖13上设置有用于密封第二通孔1304的下端盖14，参考图4所示，下端盖14和下油箱盖13之间通过螺栓固定，且下端盖14和下油箱盖13相互配合实现安装在第二轴承安装段506的轴承18的固定。下端盖14的具体结构参考图13所示，本发明实施例在此不再累述。

参考图1和图2所示，本发明实施例的实验装置，还包括用于支撑所述变频电机的电机支架2、竖直支架4、底盘15，变频式电机1安装在电机支架2上，电机支架2固定在竖直支架4上，竖直支架4固定在底盘15上。

参考图5所示，底盘15包括底座1501、用于安装竖直支架4的底盘安装孔1502，以及4个用于安装连接螺栓的第九螺栓孔1503。参考图4所示，下油箱盖13、下端盖14和底盘15间通过螺栓固定在一起。参考图2所示，竖直支架4安装在底盘安装孔1502、第一安装孔10021和第二安装孔10031中。

参考图1和图2所示，本发明实施例的实验装置还包括连接板16，其中，连接板16包括第一连接板、第二连接板和第三连接板，第一连接板焊接在底盘15的上表面，第一连接板通过螺栓与竖直支架4相固定；第二连接板焊接在定子下连接法兰1003的下表面，第二连接板通过螺栓与竖直支架4相固定；第三连接板焊接在定子上连接法兰1002的上表面，第三连接板通过螺栓与竖直支架4相固定。

参考图1和图2所示，竖直支架4与电机支架2通过焊接相互固定。

下面对本发明实施例的实验装置的工作过程作详细介绍。

一：本发明实施例的实验装置应于测量充油式电机在不同润滑油温度下的油摩损耗。

(1)在未充入润滑油时，将注油嘴17、加热棒18分别拧入注油口1107和加热孔707中，通过加热棒18对实验装置内部的空气进行加热，观察下油箱11和上油箱8侧面的温度计，待温度平均值t到达设定温度点时，停止加热，记录此时温度平均值t1，然后启动变频式电机1，带动转子5在定子10的内腔中转动，待电机转动稳定时，记录变频式电机的扭矩数据A，即变频式电机的额定扭矩T的百分比以及电机转速n。

(2)将加热棒18从加热孔707中卸掉，然后将润滑油由注油嘴17慢慢注入下油箱11中，再经定子10与转子5之间的空隙到达上油箱8，至上油箱8顶部的加热孔707漏出润滑油为止，说明润滑油已充满整个装置，再将加热棒18装入加热孔707中。

(3)通过设置在下油箱11和上油箱8侧面的温度计，观察此时润滑油的温度平均值，当润滑油温度平均值低于t1时，利用加热棒18对润滑油进行加热，待润滑油温度平均值基本等于t1时，停止加热，启动变频式电机1，带动转子5在定子10的内腔中转动，待电机转动稳定时，记录变频式电机的扭矩数据B，即为额定扭矩T的百分比。

(4)将未注入润滑油时变频式电机1的扭矩数据换算成输出扭矩T1＝TA，将注入润滑油时变频式电机的扭矩数据换算成输出扭矩T2＝TB，从而根据公式P＝(T2-T1)*πn/30测量充油式电机在温度平均值为t1时的油摩损耗。

(5)将注油嘴17从注油孔707中卸掉，将装置内的润滑油回收，待装置内润滑油排光后，重新将注油嘴17拧入注油孔707中。

(6)通过加热棒18对实验装置内部的空气进行加热，待温度平均值t到达下一个设定温度点t2时，重复上述步骤(1)～(5)，即可得到充油式电机在温度平均值为t2时的油摩损耗。

(7)通过重复上述步骤(1)～(6)，即可得到充油式电机在不同润滑油温度子下的油摩损耗。

二：本发明实施例的实验装置应于测量充油式电机在不同转速下的油摩损耗。

(1)在未充入润滑油时，将注油嘴17、加热棒18分别拧入注油口1107和加热孔707中，启动变频式电机1，带动转子5在定子10的内腔中转动，通过调节变频式电机的转速，待变频式电机的转速N到达设定转速点时，在电机转动稳定时，记录变频式电机的扭矩数据a，即变频式电机的额定扭矩T的百分比以及电机转速N1。

(2)将加热棒18从加热孔707中卸掉，然后将润滑油由注油嘴17慢慢注入下油箱11中，再经定子10与转子5之间的空隙到达上油箱8，至上油箱8顶部的加热孔707漏出润滑油为止，说明润滑油已充满整个装置，再将加热棒18装入加热孔707中。

(3)启动变频式电机，通过控制变频式电机的频率，使变频式电机的转速达到N1，记录变频式电机的扭矩数据b，即变频式电机的额定扭矩T的百分比以及电机转速N1。

(4)将未注入润滑油时变频式电机1的扭矩数据换算成输出扭矩T1＝Ta，将注入润滑油时变频式电机的扭矩数据换算成输出扭矩T2＝Tb，从而根据公式P＝(T2-T1)*πN1/30测量充油式电机在转速N1时的油摩损耗。

(5)将注油嘴17从注油孔707中卸掉，将装置内的润滑油回收，待装置内润滑油排光后，重新将注油嘴17拧入注油孔707中。

(6)通过控制变频式电机的频率，待电机转速N到达下一个设定转速点N2时重复上述步骤(1)-(5)，即可得到充油式电机在转速N2时的油摩损耗。

(7)通过重复上述步骤(1)～(6)，即可得到充油式电机在不同转速下的油摩损耗。

本发明实施例的用于测量充油式电机油摩损耗的实验装置，该实验装置包括定子、上油箱、下油箱、上油箱盖、下油箱盖、转子、变频式电机、联轴器和机械密封，其中，转子通过联轴器与变频式电机相连接，转子在变频式电机的带动下可以在定子中旋转，定子内腔与上油箱和下油箱相连通，上油箱盖上设置有用于安装加热棒的加热孔，下油箱的侧壁上设置有注油口，可以通过注油口向上油箱、下油箱和定子内腔中注入润滑油，并且可以通过在加热孔中设置加热棒调节润滑油的温度，进而，本发明的实验装置，可以在根据变频式电机在空气和润滑油两种介质下的输出扭矩之差获得充油式变频式电机的油摩损耗；更进一步的，本发明实施例的实验装置，可以通过调节变频式电机的转速获得不同转速下，充油式电机的油摩损耗；再进一步的，可以通过位于加热孔中的加热棒调节润滑油的温度，获得不同润滑油温度下充油式电机的油摩损耗。因此，本发明实施例的实验装置，可以准确验证不同润滑油温度、不同转速下充油式电机的油摩损耗，为充油式电机的设计和解决充油式电机的发热问题提供实际依据。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于测量充油式电机油摩损耗的实验装置，其特征在于，所述实验装置包括定子、上油箱、下油箱、上油箱盖、下油箱盖、转子、变频电机、联轴器和机械密封，所述定子包括定子内腔、定子上连接法兰和定子下连接法兰，所述定子上连接法兰处设置有上油箱，所述定子下连接法兰处设置有下油箱，所述上油箱包括上油箱底部、上油箱顶部和上油箱内腔，所述上油箱顶部设置有上油箱盖，所述下油箱包括下油箱底部、下油箱侧壁和下油箱顶部，所述下油箱顶部设置有下油箱盖；所述上油箱盖、所述上油箱和所述定子上连接法兰相互连接固定，所述下油箱盖、所述下油箱和所述定子下连接法兰相互连接固定；所述上油箱盖上设置有第一通孔，所述下油箱盖上设置有第二通孔，所述上油箱、所述下油箱和所述定子内腔相互连通；所述转子安装在所述第一通孔、所述上油箱内腔、所述下油箱内腔、所述定子内腔和所述第二通孔共同形成的内腔中；所述转子通过所述联轴器与所述变频电机相连接，所述上油箱盖上设置有用于安装加热棒的加热孔，所述下油箱侧壁上设置有注油口。

2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述上油箱与所述定子上连接法兰间设置有O型密封圈，所述上油箱与所述上油箱盖间设置有O型密封圈，所述下油箱和所述定子下连接法兰间设置有O型密封圈。

3.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括加热棒和注油嘴，所述加热棒设置在所述加热孔内，所述加热棒的长度大于所述上油箱的内腔长度的一半，所述注油嘴安装在所述注油口内，所述注油嘴内设置有单向阀。

4.根据权利要求1～3任一项所述的实验装置，其特征在于，所述转子包括转子工作段、第一过渡段、第一轴承安装段、连接段、第二过渡段和第二轴承安装段，其中，所述转子工作段位于所述定子内腔中，所述第一过渡段位于所述上油箱内，所述第一过渡段与所述上油箱内腔间设置有机械密封，所述第一轴承安装段位于所述第一通孔中，所述第一轴承安装段与所述第一通孔间设置有轴承，所述连接段通过所述联轴器与所述变频电机的转子相连接，所述第二过渡段位于所述下油箱内，所述第二过渡段与所述下油箱内腔间设置有所述机械密封，所述第二轴承安装段位于所述第二通孔内，所述第二轴承安装段与所述第二通孔间设置有所述轴承。

5.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括用于密封所述第一通孔的上端盖和用于密封所述第二通孔的下端盖，所述上端盖设置在所述上油箱盖处，所述下端盖设置在所述下油箱盖处。

6.根据权利要求5所述的实验装置，其特征在于，所述上端盖上设置有第三通孔，所述第三通孔与所述连接段相互配合，所述上油箱盖和所述上端盖相互固定，所述下端盖和所述下油箱盖相互固定。

7.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括用于支撑所述变频电机的电机支架、竖直支架、底盘，所述变频电机安装在所述电机支架上，所述电机支架固定在所述竖直支架上，所述竖直支架固定在所述底盘上。

8.根据权利要求7所述的实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括第一连接板、第二连接板和第三连接板，所述第一连接板焊接在所述底盘的上表面，所述连接板通过螺栓与所述竖直支架相固定；所述第二连接板焊接在所述定子下连接法兰的下表面，所述第二连接板通过螺栓与所述竖直支架相固定；所述第三连接板焊接在所述定子上连接法兰的上表面，所述第三连接板通过螺栓与所述竖直支架相固定。

9.根据权利要求8所述的实验装置，其特征在于，所述竖直支架与所述电机支架通过焊接相互固定。

10.根据权利要求7所述的实验装置，其特征在于，所述定子上连接法兰和所述定子下连接法兰上均设置有4个用于安装所述竖直支架的第一安装孔和第二安装孔。