CN209117835U - 一种机车交流电机性能试验台 - Google Patents

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钟先平
唐世龙
刘志刚
袁厚刚
张詹敏
钟沂宏
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Abstract

本实用新型公开了一种机车交流电机性能试验台,包括工控机、机械电量测试单元、交流变频回馈加载控制器、直流电量仪、变频电量仪表、被测电机、陪试电机、偏码器、操作台开关按钮装置、联轴器和驱动变频器,所述机械电量测试单元包括扭矩传感器及扭矩转速功率仪表,第一电流测量柜和第二电流测量柜内均设置电流互感器,第一电压测量柜和第二电压测量柜内均设置电压互感器。本实用新型工控机对各仪表的数据集中采集,并进行计算、存储和自动完对试验数据的整理,有效提高了工作效率,减少试验数据的出错率,电流互感器和电压互感器测得的电流和电压信号需要通过信号调理模块进行调理后输入智能电参仪进行识别和显示,使得测试的数据更加精确。

Description

一种机车交流电机性能试验台
技术领域
本实用新型涉及机车交流电机测试领域,特别涉及一种机车交流电机性能试验台。
背景技术
随着机车技术的发展,特别是高铁的逐步推进,使机车上使用的大量交流电机都需要重新保养和维修,维修保养后通常需要对交流电机重新测试,以检查电机的启动性能是否灵活、电机振动响声是否正常等,电机在运转过程中影响其功率的因素有很多,如电机运转过程中产生的热量、铁损耗、铜损耗和电机运转的环境均影响电机的功率,因此,需要更全面对交流电机进行能效检测。随着节能成为全球范围关注的焦点,电机设计的能效也成为一个引人关注的问题;由于各国政府相继出台各种法规来要求提高能效,为了应对能效挑战,电机驱动电路变得越来越复杂,电机能效判定或试验方法也跟着进步,如何实现对转矩和转速的精确测量,使加载控制器具有加载稳定性好,能力强,节约能源的特点进而求得电机效能的进步,成为焦点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种机车交流电机性能试验台,能对试验负载进行自动控制操作、试验数据自动记录、存储打印等功能,试验台采用交流变频回馈加载控制器控制负载电机来改变负载转矩,这种交流变频回馈加载控制器具有加载稳定性好,能力强,节约能源等优点。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种机车交流电机性能试验台,包括工控机、机械电量测试单元、交流变频回馈加载控制器、直流电量仪、变频电量仪表、被测电机、陪试电机、偏码器、操作台开关按钮装置、联轴器和驱动变频器,所述机械电量测试单元包括扭矩传感器及扭矩转速功率仪表,所述驱动变频器连接380V交流电源和被测电机,被测电机和陪试电机之间连接联轴器,扭矩传感器连接在联轴器和陪试电机之间,所述扭矩传感器通过RS232接口与工控机连接,所述直流电量仪用于测量直流母线电流和电压,所述被测电机和陪试电机内均设置参数检测组件;
所述被测电机和驱动变频器之间还设有第一电流测量和第一电压测量柜,陪试电机和交流变频回馈加载控制器之间设有第二电流测量柜和第二电压测量柜,所述第一电流测量柜和第二电流测量柜内均设置电流互感器,第一电压测量柜和第二电压测量柜内均设置电压互感器,所述电流互感器和电压互感器分别连接电参仪,电流互感器和电压互感器与信号调理模块通讯连接。
进一步地,所述的参数检测组件包括温度传感器、绝缘电阻测试仪、直流电阻测试仪、匝间耐压测试仪、工频耐压测试仪和扭矩转速测量仪。
进一步地,所述的绝缘电阻测试仪和直流电阻测试仪均固定在工作台上。
进一步地,所述的匝间耐压测试仪和工频耐压测试仪均安装在耐压测试柜内。
进一步地,所述交流变频回馈加载控制器连接陪试电机,所述交流变频回馈加载控制器额定功率设为37 kW。
进一步地,所述的交流变频回馈加载控制器发出的电能转换成三相交流电,回馈到380V供电电源。
进一步地,所述操作台开关按钮装置与所述交流变频回馈加载控制器连接,通过控制相应的开关和按钮来对被测电机进行检测。
本实用新型的有益效果是:
1)本实用新型的陪试电机可恒转速或恒扭矩,其控制方式任意切换使用,也可四象限运行,试验台加载特性良好,额定转速1500 rpm下都能够保持稳定扭矩加载,甚至到3Hz下至0转速;额定转速以下保持恒定功率加载,这种交流变频回馈加载控制器具有加载稳定性好,能力强,节约能源等优点。
2)直流电量仪用来测量直流母线电流、电压,驱动变频器的变频电量测试采用已有的仪表,可以提供其提供的接口将采集量出入工控机,机械电量测试采用应变式扭矩传感器及其相应仪表,各部分独立又紧密连接在一块,方便运输使用。
3)工控机对各仪表的数据集中采集,并进行计算、存储和自动完对试验数据的整理,有效的提高了工作效率,减少试验数据的出错率,电流互感器和电压互感器测得的电流和电压信号需要通过信号调理模块进行调理后输入智能电参仪进行识别和显示,使得测试的数据更加精确。
附图说明
图1为本实用新型的试验台的连接框图;
图2为本实用新型的电压互感器电压电路图;
图3为本实用新型的电流互感器电流电路图;
图中,1-工控机,2-扭矩转速功率仪表,3-交流变频回馈加载控制器,4-直流电量仪,5-变频电量仪表,6-被测电机,7-扭矩传感器,8-陪试电机,9-偏码器,10-操作台开关按钮装置,11-联轴器,12-驱动变频器,13-第一电流测量柜,14-第一电压测量柜,15-第二电流测量柜,16-第二电压测量柜,17-电流互感器,18-电压互感器,19-电参仪,20-信号调理模块,21-接触器。
具体实施方式
下面将结合实施例,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
参阅图1-3,本实用新型提供一种技术方案:
如图1所示,一种机车交流电机性能试验台,包括工控机1、机械电量测试单元、交流变频回馈加载控制器3、直流电量仪4、变频电量仪表5、被测电机6、陪试电机8、偏码器9、操作台开关按钮装置10、联轴器11和驱动变频器12,所述机械电量测试单元包括扭矩传感器7及扭矩转速功率仪表2,所述驱动变频器12连接380V交流电源和被测电机6,被测电机6和陪试电机8之间连接联轴器11,扭矩传感器7连接在联轴器11和陪试电机8之间,所述扭矩传感器7通过RS232接口与工控机1连接,所述直流电量仪4用于测量直流母线电流和电压,所述被测电机6和陪试电机8均设置参数检测组件;陪试电机8可恒转速/恒扭矩,其控制方式任意切换使用,也可以四象限运行;所述的参数检测组件包括温度传感器、绝缘电阻测试仪、直流电阻测试仪、匝间耐压测试仪、工频耐压测试仪和扭矩转速测量仪。
温度传感器用于测量当前环境温度,在图 1 中省略,绝缘电阻测试仪和直流电阻测试仪均固定在工作台上,分别用于测量被测电机6的绝缘电阻值和直流电阻值,匝间耐压测试仪和工频耐压测试仪安装在耐压测试柜内,用于被测电机6的匝间耐压值和工频耐压值,两者可集成至同一个测量柜内,转矩转速测量仪用于被测电机6空载实验和堵转试验的参数记录,主要为被试电机的转速和转矩,在空载试验中,需要测量被测电机6的空载电压、空载电流、空载功率Po、空载功率因数以及三相电流不平衡度,在堵转试验中,需要测取其堵转电压、堵转电流、堵转转矩和堵转损耗等参数。堵转试验中为防止转子转动,在被测电机6转轴上安装堵转工装,用堵转工装堵住转轴使其无法转动。绝缘电阻测试仪和直流电阻测试仪均固定在工作台上,工作台上设置台面,方便工作人员进行数据记录,绝缘电阻测试仪和直流电阻测试仪 可以放置在工作台台面上,也可以放置在其他位置,只要方便读取所测数值即可;匝间耐压测试仪和工频耐压测试仪共同设置在耐压测试柜内,将各个相关检测组件进行集中设置,减小了占地面积,避免了放置检测现场杂乱的现象。
所述交流变频回馈加载控制器3连接陪试电机8,所述交流变频回馈加载控制器3额定功率设为37 kW驱动变频器12选用额定功率37 kW CHV-100 型矢量变频器,连接380V交流电源和被测电机6;所述的被测电机6、陪试电机8选用额定功率为37 kW 的YVE225S-4型变频调速三相异步电机,连接驱动变频器12和联轴器11;扭矩传感器7采用JY系列应变式扭矩传感器,通过联轴器11分别与被测电机6、陪试电机8连接;所述的交流变频回馈加载控制器3的额定功率为37 kW 通过联轴器11控制陪试电机8,使发出的电能转换成符合电网要求的三相交流电,回馈到380V供电电源;所述的直流电量仪4 用来测量直流母线电流、电压,驱动变频器12的变频电量测试采用自己已有的仪表--变频电量仪表5,可以提供其提供的接口将采集量出入工控机1,机械电量测试采用扭矩传感器 7及扭矩转速功率仪表2。
所述的工控机1对各仪表的数据集中采集,并进行计算、存储,自动完成对试验数据的整理,有效的提高了工作效率,减少试验数据的出错率,主要涉及变频器加载方面:所述的操作台开关按钮装置10连接交流变频回馈加载控制器3,试验人员可以通过控制相应的开关和按钮来对被测电机6进行各种检测。更具体地,所述驱动变频器12的变频电量测试5采用自己已有的仪表-变频电量仪表5,可以提供其提供的接口将采集量出入工控机1。本实用新型不仅可以用于机车交流电机测试,也可以用于其他相关领域的交流电机的变频器加载领域测量场景当中。本实用新型中描述的380V交流电源指代的工业用电电源,电源与用电设备相配套,假如采用其他电压的电源,以及采用相配套的电机等用电设备,就可以替代本实用新型的方案,而不能认为本实用新型实施过程中,就必然要使用380V电源,采用380V电源主要是方便,符合常规用电源。
所述被测电机6和驱动变频器12之间还设有第一电流测量柜13和第一电压测量柜14,所述陪试电机8和交流变频回馈加载控制器3之间设有第二电流测量柜15和第二电压测量柜16,所述第一电流测量柜 13和第二电流测量柜15内均设置电流互感器17,第一电压测量柜 14和第二电压测量柜 16内均设置电压互感器18,所述电流互感器17和电压互感器18分别连接电参仪19,电流互感器17和电压互感器18与信号调理模块20通讯连接,其电路图如图 2-3 所示,多个接触器21用于实现不同档位的调节,适用范围较广,为了简化结构,第一电流测量柜13内的电压互感器 18输出端无需连接接触器21,被测电机6 和陪试电机8设置参数检测组件,电参仪 19优选智能电参仪,电流互感器 17和电压互感器 18测得的电流和电压信号需要通过信号调理模块21进行调理后输入智能电参仪进行识别、显示,信号调理模块21 的具体电路结构属于本领域技 术人员公知常识,在此不再详述,也不对其进行特别限定。
所述的交流变频回馈加载控制器3发出的电能转换成三相交流电,回馈到380V供电电源。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围,则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种机车交流电机性能试验台,其特征在于:包括工控机(1)、机械电量测试单元、交流变频回馈加载控制器(3)、直流电量仪(4)、变频电量仪表(5)、被测电机(6)、陪试电机(8)、偏码器(9)、操作台开关按钮装置(10)、联轴器(11)和驱动变频器(12),所述机械电量测试单元包括扭矩传感器(7)及扭矩转速功率仪表(2),所述驱动变频器(12)连接380V交流电源和被测电机(6),被测电机(6)和陪试电机(8)之间连接联轴器(11),扭矩传感器(7)连接在联轴器(11)和陪试电机(8)之间,所述扭矩传感器(7)通过RS232接口与工控机(1)连接,所述直流电量仪(4)用于测量直流母线电流和电压,所述被测电机(6)和陪试电机(8)内均设置参数检测组件;
所述被测电机(6)和驱动变频器(12)之间还设有第一电流测量柜 (13) 和第一电压测量柜 (14),所述陪试电机(8)和交流变频回馈加载控制器(3)之间设有第二电流测量柜(15) 和第二电压测量柜 (16),所述第一电流测量柜 (13)和第二电流测量柜 (15)内均设置电流互感器 (17),第一电压测量柜 (14)和第二电压测量柜 (16)内均设置电压互感器(18),所述电流互感器 (17) 和电压互感器 (18) 分别连接电参仪(19),电流互感器(17)和电压互感器(18)与信号调理模块(20)通讯连接。
2.根据权利要求1所述的机车交流电机性能试验台,其特征在于:所述的参数检测组件包括温度传感器、绝缘电阻测试仪、直流电阻测试仪、匝间耐压测试仪、工频耐压测试仪和扭矩转速测量仪。
3.根据权利要求2所述的机车交流电机性能试验台,其特征在于:所述的绝缘电阻测试仪和直流电阻测试仪均固定在工作台上。
4.根据权利要求2所述的机车交流电机性能试验台,其特征在于:所述的匝间耐压测试仪和工频耐压测试仪均安装在耐压测试柜内。
5.根据权利要求1所述的机车交流电机性能试验台,其特征在于:所述交流变频回馈加载控制器(3)连接陪试电机(8),所述交流变频回馈加载控制器(3)额定功率设为37 kW 。
6.根据权利要求5所述的机车交流电机性能试验台,其特征在于:所述的交流变频回馈加载控制器(3)发出的电能转换成三相交流电,回馈到380V供电电源。
7.根据权利要求6所述的机车交流电机性能试验台,其特征在于:所述操作台开关按钮装置(10)与所述交流变频回馈加载控制器(3)连接,通过控制相应的开关和按钮来对被测电机(6)进行检测。
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CN111272458A (zh) * 2020-02-20 2020-06-12 台州市产品质量安全检测研究院 一种暖风烘干器测试系统和方法

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