CN111810435A - 一种主氦风机用电磁轴承的试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种主氦风机用电磁轴承的试验装置，属于主氦风机电磁轴承试验装置技术领域。本发明中加载器配重盘悬臂安装在主氦风机驱动电机轴伸端，加载器配重盘与轴采用锥面过盈配合，加载器配重盘下方安装有电磁力装置，加载器配重盘的一侧设置有转速传感器，加载器配重盘通过电机轴和加载器支架配合并装有配重盘端盖，实现加载器配重盘和电机轴轴向定向，加载器支架上设置有力传感器。本发明解决了加载试验过程中加载盘与加载部分的气隙会发生变化的问题，能够保证主氦风机跌落试验得到充分验证。
Description
技术领域
本发明涉及一种主氦风机用电磁轴承的试验装置，属于主氦风机电磁轴承试验装置技术领域。
背景技术
主氦风机的功能是驱动高温气冷堆一回路氦气流过反应堆堆芯，在反应堆正常启动、功率运行和停堆等工况时，提供足够流量的氦气通过一回路系统，将反应堆堆芯产生的热量带走。电磁轴承是主氦风机上重要部件之一，这是世界上第一台采用电磁轴承的大功率主氦风机，在国际上没有容量相当、结构相似的产品，突破了大型立式机组的转速范围和结构型式，国内外没有成熟的模型可借鉴。电磁轴承试验装置要满足在不同转速下匹配加载轴向力载荷，验证调试电磁轴承，保证主氦风机电磁轴承跌落试验顺利进行。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种主氦风机用电磁轴承的试验装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种主氦风机用电磁轴承的试验装置，包括：加载器配重盘、电磁力装置、配重盘端盖、力传感器、转速传感器和加载器支架；
其中，加载器配重盘悬臂安装在主氦风机驱动电机轴伸端，加载器配重盘与轴采用锥面过盈配合，加载器配重盘下方安装有电磁力装置，加载器配重盘的一侧设置有转速传感器，加载器配重盘通过电机轴和加载器支架配合并装有配重盘端盖，实现加载器配重盘和电机轴轴向定向，加载器支架上设置有力传感器。
所述加载器配重盘与轴采用锥面过盈配合，其中锥度为1:20，过盈量为0.3mm。
所述加载器配重盘采用40Cr材质。
所述力传感器共有三个，均匀设置在加载器支架的圆周上，间隔距离相同。
所述电磁力装置2为电磁铁。
所述加载器配重盘与轴采装配时采用热装，加热温度为400℃。
本发明的有益效果为：
本发明克服了现有技术中，无法满足主氦风机在不同转速下无法施加匹配轴向力载荷的难题，解决了加载试验过程中加载盘与加载部分的气隙会发生变化，能够保证主氦风机跌落试验得到充分验证，发明了一种用于主氦风机试验用的电磁轴承试验装置。
本发明满足主氦风机在不同转速下无法施加匹配轴向力载荷的难题，解决了加载试验过程中加载盘与加载部分的气隙会发生变化，能够保证主氦风机跌落试验得到充分验证。对于主氦风机设备，如果未研制出电磁轴承跌落试验用加载器，在主氦风机电磁轴承跌落试验时，就无法模拟主叶轮的质量、转动惯量及气动力载荷，造成项目工期时间的加长以及资源的浪费。因此，实现主氦风机电磁轴承试验装置结构设计，对保障主氦风机设备长周期连续运行具有现实意义。
附图说明
图1为本发明一种主氦风机用电磁轴承的试验装置的结构示意图。
图2为本发明一种主氦风机用电磁轴承的试验装置的加载器整体实物安装结构示意图。
图3为本发明一种主氦风机用电磁轴承的试验装置的加载器支架、数字采集控制器及控制柜示意图。
图4为本发明一种主氦风机用电磁轴承的试验装置的控制柜操作界面示意图。
图5为本发明一种主氦风机用电磁轴承的试验装置的实验测2mm时加载力(kg)-控制器输出电流(V)曲线图。
图6为本发明一种主氦风机用电磁轴承的试验装置的跌落时转速-加载力曲线图。
图中的附图标记，1为加载器配重盘，2为电磁力装置，3为配重盘端盖，4为力传感器，5为转速传感器，6为加载器支架。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1至图6所示，本实施例所涉及的一种主氦风机用电磁轴承的试验装置，包括：加载器配重盘1、电磁力装置2、配重盘端盖3、力传感器4、转速传感器5和加载器支架6；
其中，加载器配重盘1悬臂安装在主氦风机驱动电机轴伸端，加载器配重盘1与轴采用锥面过盈配合，加载器配重盘1下方安装有电磁力装置2，加载器配重盘1的一侧设置有转速传感器5，加载器配重盘1通过电机轴和加载器支架6配合并装有配重盘端盖3，实现加载器配重盘1和电机轴轴向定向，加载器支架6上设置有力传感器4。
所述加载器配重盘1与轴采用锥面过盈配合，其中锥度为1:20，过盈量为0.3mm。
所述加载器配重盘1采用40Cr材质。
所述力传感器4共有三个，均匀设置在加载器支架6的圆周上，间隔距离相同。
所述电磁力装置2为电磁铁。
所述加载器配重盘1与轴采装配时采用热装，加热温度为400℃。
实施例1
加载器包括：电磁力部分、控制柜、数字采集控制系统(转速、力等)、配重盘等。加载器通过电磁力(不接触)对电机配重盘进行加载，加载力随电机转速可进行调整，加载力范围0～6000kg，跌落试验时主氦风机4000r/min对应加载力为4500kg，加载器电源：220V、50Hz，加载器配重盘1采用40Cr材质,可以模拟主叶轮质量、转动惯量，并用加载器提供的吸力模拟其旋转时产生的气动力，加载器配重盘1悬臂安装在主氦风机驱动电机轴伸端，加载器配重盘1与轴采用锥面过盈配合，锥度1:20、过盈量0.3mm，装配时热装，加热温度400℃，解决了加载试验过程中加载盘与加载部分的气隙会发生变化，能够保证主氦风机电磁轴承6次跌落试验而辅助轴承不失效得到充分验证。
本实施例解决技术问题所采用的技术方案是：考虑主氦风机在不同转速下需要施加匹配轴向力载荷，保证主氦风机跌落试验充分验证，发明了一种用于主氦风机试验用的电磁轴承跌落试验用加载器。加载器包括：电磁力部分、控制柜、数字采集控制系统(转速、力等)、配重盘等。
加载器原理：通过电磁力装置2的电磁力(不接触)对电机加载器配重盘1进行加载，加载力随电机转速可进行调整，加载力范围0～6000kg，跌落试验时主氦风机4000r/min对应加载力为4500kg，加载器电源：220V、50Hz，加载器配重盘1悬臂安装在主氦风机驱动电机轴伸端。加载器符合国标GB7251-2005及FAT测试标准要求。本实施例中电磁力装置2为电磁铁，磁性强弱通过电流强弱来控制。内部带有铁芯，利用通有电流的线圈使其像磁铁一样具有磁性的装置。
加载器实物结构详见图2、图3及图4：
控制柜转速(n)-加载力(F)关系
(kg)进行标定，表1为转速/加载力关系表：
表1转速-加载力关系表
信号交互方式：不再外加信号，按现有的信号进行采集控制。信号包括三个力传感器4和一个转速传感器5。按照转速与加载力关系，加载力与控制器输出关系进行控制。
电磁轴承跌落试验过程：在升速过程中，按照双方确认的转速-加载力关系、加载力-控制器输出关系进行控制。在跌落过程中，按照已确认的转速-加载力关系(表1)、加载力-控制器输出关系进行控制(参数同升速过程)。控制电流只依赖于转速。跌落位置加载盘和加载器的间隙按实验数据规定为2mm。根据实验得到加载器-控制器输出关系如图5所示，跌落时转速与加载力曲线如图6所示。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种主氦风机用电磁轴承的试验装置，其特征在于，包括：加载器配重盘(1)、电磁力装置(2)、配重盘端盖(3)、力传感器(4)、转速传感器(5)和加载器支架(6)；
其中，加载器配重盘(1)悬臂安装在主氦风机驱动电机轴伸端，加载器配重盘(1)与轴采用锥面过盈配合，加载器配重盘(1)下方安装有电磁力装置(2)，加载器配重盘(1)的一侧设置有转速传感器(5)，加载器配重盘(1)通过电机轴和加载器支架(6)配合并装有配重盘端盖(3)，实现加载器配重盘(1)和电机轴轴向定向，加载器支架(6)上设置有力传感器(4)。
2.根据权利要求1所述的一种主氦风机用电磁轴承的试验装置，其特征在于，所述加载器配重盘(1)与轴采用锥面过盈配合，其中锥度为1:20，过盈量为0.3mm。
3.根据权利要求1所述的一种主氦风机用电磁轴承的试验装置，其特征在于，所述加载器配重盘(1)采用40Cr材质。
4.根据权利要求1所述的一种主氦风机用电磁轴承的试验装置，其特征在于，所述力传感器(4)共有三个，均匀设置在加载器支架(6)的圆周上，间隔距离相同。
5.根据权利要求1所述的一种主氦风机用电磁轴承的试验装置，其特征在于，所述电磁力装置(2)为电磁铁。
6.根据权利要求1所述的一种主氦风机用电磁轴承的试验装置，其特征在于，所述加载器配重盘(1)与轴采装配时采用热装，加热温度为400℃。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113884700A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-01-04 | 华能山东石岛湾核电有限公司 | 一种主氦风机的外加式转速测量装置 |
| CN114607633A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-06-10 | 华能山东石岛湾核电有限公司 | 高温气冷堆核电站主氦风机单体试验方法 |
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| CN114607633B (zh) * | 2022-04-19 | 2023-10-10 | 华能山东石岛湾核电有限公司 | 高温气冷堆核电站主氦风机单体试验方法 |
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