CN214170910U - 风机叶轮疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种风机叶轮疲劳试验装置，包括：主电路，其输入端接入市电；第一变频支路：包括第一变频器，第一变频器连接至主电路，并与第一待测风机连接；第二变频支路：包括第二变频器，第二变频器连接至主电路并与第二待测风机连接；控制单元：包括控制器，经控制支路连接至主电路；所述控制器进一步连接至第一变频支路、第一变频器、第二变频支路及第二变频器，可控制第一变频支路或第二变频支路与主电路连通，及第一变频器和第二变频器的工作；所述第一电机和第二电机可选择输出至待测试风机。较现有技术相比，本实用新型的技术优势在于：为一种针对叶轮疲劳试验装置的机构，适用性强，且可以保证良好的验证效果。

Description

风机叶轮疲劳试验装置

技术领域

本实用新型涉及试验装备技术领域，具体涉及一种风机叶轮疲劳试验装置。

背景技术

现有的风机疲劳试验方法中，JB/T6445-2005《工业通风机叶轮超速试验》是针对叶轮强度的试验方法，主要试验步骤描述如下：“启动试验设备，观察转速仪使叶轮在不小于叶轮最高工作转速的110％的转速下运转，持续试验不得少于2min”。

现有试验方法中，主要存在两个缺点：

(1)针对静强度验证，没有疲劳强度。

很多风机的运转工况包括频繁启停，须重点考量疲劳强度。而现有方法是单次不循环试验，无法验证疲劳强度。

(2)施加载荷较低，不足以满足复杂工况的验证要求。

该标准面向的是工业通风机，而风机使用情况复杂，包含轨道交通、航空航天等。现有的载荷强度较低，我司风机主要应用于轨道交通，需要增加载荷强度，更接近真实的模拟使用情况。

现有技术中的试验设备仅适用于静强度试验，在长时间运行时会存在叶轮开裂的情况，不适用于疲劳试验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种风机疲劳试验装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种风机叶轮疲劳试验装置，包括：

主电路，其输入端接入市电；

第一变频支路：包括第一变频器及第一电机，第一变频器连接至主电路，第一电机可连接至第一待测叶轮；

第二变频支路：包括第二变频器及第一电机，第二变频器连接至主电路，第二电机可连接至第二待测叶轮；

控制单元：包括控制器，经控制支路连接至主电路；所述控制器进一步连接至第一变频支路、第二变频支路，可控制第一变频支路或第二变频支路与主电路连通，及第一变频器、第二变频器、第一电机与第二电机的工作。

本实用新型一些实施例中，所述第一变频支路上设置有第一断路器，所述控制器与第一断路器连接，以控制第一变频支路通断。

本实用新型一些实施例中，所述第二变频支路上设置有第二断路器，所述控制器与第二断路器连接，以控制第二变频支路通断。

本实用新型一些实施例中，所述主电路上进一步设置有第三断路器，所述控制器与第三断路器连接，以控制主电路通断。

本实用新型一些实施例中，第一变频器连接第一制动电阻，第二变频器连接第二制动电阻。

本实用新型一些实施例中，所述控制单元进一步包括暂停按键。

本实用新型一些实施例中，所述试验装置进一步包括控制柜，所述控制单元设置在所述控制柜内；所述制动单元进一步包括散热风扇，所述散热风扇连接至控制支路。

本实用新型一些实施例中，所述控制单元进一步包括人机单元，与控制器连通，以对控制器下达控制指令。

本实用新型一些实施例中，所述控制单元进一步包括变压模块及逆变模块，设置在控制支路上；所述变压模块用以将市电电压调节至控制支路所需电压，所述逆变模块用以将电压调节至控制器所需的电流。

本实用新型一些实施例中，进一步包括试验台，所述试验台上设置有护罩，待测风机置于护罩内；所述护罩与试验台采用分体设计，护罩底部设置有滚轮。

较现有技术相比，本实用新型的技术优势在于：为一种针对叶轮疲劳试验装置的机构，适用性强，且可以保证良好的验证效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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为本实用新型风机叶轮疲劳试验装置结构示意图；

图2为本实用新型风机叶轮疲劳试验装置控制结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“设置在”，“连接”，另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提供一种风机叶轮疲劳试验装置，结构参考图1和图2。

风机叶轮疲劳试验装置，包括主电路、第一变频支路和第二变频支路。

主电路，其输入端接入市电，具体的，接入380V市电。

主电路，其输入端接入市电；

第一变频支路：包括第一变频器及第一电机，第一变频器连接至主电路，第一电机可连接至第一待测叶轮；

第二变频支路：包括第二变频器及第一电机，第二变频器连接至主电路，第二电机可连接至第二待测叶轮；

控制单元：包括控制器，经控制支路连接至主电路；所述控制器进一步连接至第一变频支路、第二变频支路，可控制第一变频支路或第二变频支路与主电路连通，及第一变频器、第二变频器、第一电机与第二电机的工作。

根据需要，也可以增加设置变频支路。第一电机与第二电机可对应电机型号，变频器预设工厂宏。当选择相应的变频支路工作，可进行相应连接风机的疲劳试验。

为进一步更换的控制两个支路的工作，本实用新型一些实施例中，所述第一变频支路上设置有第一断路器，所述控制器与第一断路器连接，以控制第一变频支路通断。所述第二变频支路上设置有第二断路器，所述控制器与第二断路器连接，以控制第二变频支路通断。闭合主回路和相应变频器回路断路器，此时控制回路和相应变频器回路得电。

本实用新型一些实施例中，所述主电路上进一步设置有第三断路器，所述控制器与第三断路器连接，以控制主电路通断。通过主电路控制，可控制整个试验装置的启停。

本实用新型一些实施例中，第一变频器连接第一制动电阻，第二变频器连接第二制动电阻。制动电阻可消耗再生能量，用于风机能耗制动，即使用制动电阻，将再生能量转换为热能的形式消耗。具体的说，在变频调速系统中，电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的，在频率减小的瞬间，电机的同步转速随之下降，而由于机械惯性的原因，电机的转子转速未变。当同步转速小于转子转速时，转子电流的相位几乎改变了180度，电机从电动状态变为发电状态；与此同时，电机轴上的转矩变成了制动转矩，使电机的转速迅速下降，电机处于再生制动状态。电机再生的电能经续流二极管全波整流后反馈到直流电路。由于直流电路的电能无法通过整流桥回馈到电网，仅靠变频器本身的电容吸收，虽然其他部分能消耗电能，但电容仍有短时间的电荷堆积，形成“泵升电压”使直流电压升高。过高的直流电压将使各部分器件受到损害。因此，对于负载处于发电制动状态中必须采取必需的措施处理这部分再生能量。为了消耗再生能量，本控制柜采用能耗制动，即使用制动电阻，将再生能量转换为热能的形式消耗。

本实用新型一些实施例中，所述控制单元进一步包括暂停按键。暂停键用于试验进程的控制。按下暂停键后，控制器暂停工作，暂停技术，回复后可继续计数。

本实用新型一些实施例中，所述试验装置进一步包括控制柜，所述控制单元、第一变频支路和第二变频支路设置在所述控制柜内；所述制动单元进一步包括散热风扇，所述散热风扇连接至控制支路，用于汲取电能。变频器及制动电阻也设置在控制柜内，散热风扇可为制动电阻散热。

本实用新型一些实施例中，所述控制单元进一步包括人机单元，具体为触摸屏，与控制器连通，以对控制器下达控制指令。

该试验装置通过总线形式，建立控制器与变频器、触摸屏的通讯联系。控制器与变频器之间通过DP通讯模式建立联系，变频器运行时参数可实时传输到控制器，控制器可以将启停信号、工厂宏、加减速运行时间等下载到变频器，进行控制。控制器与触摸屏之间通过网线形式连接，触摸屏可显示控制器的参数及对相应参数进行修改上传。

本实用新型一些实施例中，所述控制单元进一步包括变压模块及逆变模块，设置在控制支路上；所述变压模块用以将市电电压调节至控制支路所需电压，所述逆变模块用以将电压调节至控制器所需的电流。

此外，试验系统还包括电压传感器、电流传感器等，用于检测第一变频支路和第二变频支路的电压及电流，并反馈至控制器。控制器获取电流值和电压之后，生成异常信号，在第一变频器或第二变频器过欠压、过流、短路、接地保护等。可以使风机的异常时及时停机。

本实用新型一些实施例中，进一步包括试验台，所述试验台上设置有护罩，待测风机置于护罩内。基于对现有叶轮估算，试验时，如果叶轮在高速运转时开裂并甩出叶片，飞出的叶片速度可达320km/h，可能会导致非常严重的后果，在试验台上设计的顶罩，采用双层中空钢板设计，双层钢板中间间隔50mm的设计，可以杜绝叶片飞出，造成损坏，杜绝安全隐患。顶罩与底座可采用分体设计，顶罩底部安装滚轮，侧面安装检查门，便于定期或异常时的检查操作。

风机疲劳试验的过程如下。

将待试验风机连接至相应的变频支路。闭合主电路和相应变频器回路断路器，此时控制回路和相应变频器回路得电。通电后在控制柜面板上会有相应通电显示，主回路、相应变频器回路指示灯亮，触摸屏显示界面。

采用控制器控制变频器工作，使叶轮在X s内从静止状态启动到叶轮允许的最高转速并持续运行Y s，而后在Z s内从允许的最高转速停止到静止状态，作为一个循环，总循环次数可自行设定，到达设定次数后试验过程停止，期间无异常情况不应间断。总循环次数大于等于W次。

试验过程中，可通过暂停键暂停试验，再次启动后，重新对叶轮转动进行记录。对暂停前和暂停后叶轮整体试验状态进行记录。

更改相应站号，对于常用电机型号，变频器预设工厂宏，可根据对应型号直接选择用触摸屏选择相应的工厂宏，设定好加减速和运行时间后进行直接控制。对于非常用型号电机，可通过变频器前置控制面板进行参数设置，辨识后进行电机控制。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风机叶轮疲劳试验装置，其特征在于，包括：

主电路，其输入端接入市电；

第一变频支路：包括第一变频器及第一电机，第一变频器连接至主电路，第一电机可连接至第一待测叶轮；

第二变频支路：包括第二变频器及第一电机，第二变频器连接至主电路，第二电机可连接至第二待测叶轮；

控制单元：包括控制器，经控制支路连接至主电路；所述控制器进一步连接至第一变频支路、第二变频支路，可控制第一变频支路或第二变频支路与主电路连通，及第一变频器、第二变频器、第一电机与第二电机的工作。

2.如权利要求1所述的风机叶轮疲劳试验装置，其特征在于，所述第一变频支路上设置有第一断路器，所述控制器与第一断路器连接，以控制第一变频支路通断。

3.如权利要求1所述的风机叶轮疲劳试验装置，其特征在于，所述第二变频支路上设置有第二断路器，所述控制器与第二断路器连接，以控制第二变频支路通断。

4.如权利要求1所述的风机叶轮疲劳试验装置，其特征在于，所述主电路上进一步设置有第三断路器，所述控制器与第三断路器连接，以控制主电路通断。

5.如权利要求1所述的风机叶轮疲劳试验装置，其特征在于，第一变频器连接第一制动电阻，第二变频器连接第二制动电阻。

6.如权利要求1或5所述的风机叶轮疲劳试验装置，其特征在于，所述试验装置进一步包括控制柜，所述控制单元、第一变频支路、第二变频支路设置在所述控制柜内。

7.如权利要求1所述的风机叶轮疲劳试验装置，其特征在于，所述控制单元进一步包括暂停按键。

8.如权利要求1所述的风机叶轮疲劳试验装置，其特征在于，所述控制单元进一步包括人机单元，与控制器连通，以对控制器下达控制指令。

9.如权利要求1所述的风机叶轮疲劳试验装置，其特征在于，所述控制单元进一步包括变压模块及逆变模块，设置在控制支路上；所述变压模块用以将市电电压调节至控制支路所需电压，所述逆变模块用以将电压调节至控制器所需的电流。

10.如权利要求1所述的风机叶轮疲劳试验装置，其特征在于，进一步包括试验台，所述试验台上设置有护罩，待测风机置于护罩内；所述护罩与试验台采用分体设计，护罩底部设置有滚轮。

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