CN219417672U - 一种直流电机试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种直流电机试验装置，用于对额定工作电压为220VDC的直流电机进行空载试验，包括交流输入模块、转换模块和直流输出模块；交流输入模块包括交流电源和变压器，交流电源与变压器连接；转换模块包括整流器和反馈模块，整流器的输入端与变压器连接，反馈模块与整流器的输出端和输入端连接；直流输出模块包括第一电阻模块，直流输出模块与整流器的输出端和直流电机连接。本实用新型通过变压器改变输入的交流电电压，通过整流器将交流电转换为220VDC直流电，通过反馈模块对整流器转换的直流电压进行调节，保持整流器转换的直流电压的稳定性；并通过第一电阻模块限制在直流电机启动过程中的电流，使电机的启动过程更加平顺。

Description

一种直流电机试验装置

技术领域

本实用新型涉及交直流转换领域，尤其涉及一种直流电机试验装置。

背景技术

一般情况下，工业用的直流电机的额定工作电压为220VDC。在电机投入使用前或者检修后，需要离线对电机执行空载试验，验证电机的各项性能是否良好。目前一般采用直流电源发生器为电机提供空载试验所需的直流电源。直流电源发生器对工作环境的温度及湿度要求高；其价格昂贵，一般的工业厂房很难满足；且使用过程中的故障率比较高，导致其使用成本高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种直流电机试验装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种直流电机试验装置，用于对额定工作电压为220VDC的直流电机进行空载试验，包括交流输入模块、转换模块和直流输出模块；

所述交流输入模块包括交流电源和变压器，所述交流电源与所述变压器连接；所述交流电源通过所述变压器向所述转换模块输入交流电，所述变压器对所述交流电的电压进行变换；

所述转换模块包括整流器和反馈模块，所述整流器的输入端与所述变压器连接，所述反馈模块分别与所述整流器的输出端和输入端连接；所述整流器将所述交流电转换为220VDC的直流电，并将所述直流电输送到所述直流输出模块；所述反馈模块将所述整流器输出的所述直流电的电信号输送到所述整流器的输入端，从而对所述整流器输出的所述直流电的电压进行负反馈调节；

所述直流输出模块包括第一电阻模块，所述直流输出模块分别与所述整流器的输出端和所述直流电机连接；所述直流输出模块将所述直流电输出到所述直流电机，以使所述直流电机空载启动和运行；通过将所述第一电阻模块接入所述直流输出模块，从而调节在所述直流电机启动过程中输出至所述直流电机的电流。

优选地，所述直流输出模块还包括电抗，所述电抗与所述第一电阻模块串联连接；所述电抗用于限制所述直流输出模块在所述直流电机启动瞬间输出的所述直流电的电流。

优选地，所述第一电阻模块包括串联设置的第一子电阻模块、第二子电阻模块和第三子电阻模块；

所述第一子电阻模块包括并联设置的第一子电阻和第一接触器；

所述第二子电阻模块包括并联设置的第二子电阻和第二接触器；

所述第三子电阻模块包括并联设置的第三子电阻和第三接触器。

优选地，所述反馈模块包括转换器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻；所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻和所述第五电阻串联设置在所述整流器的第一输出端和第二输出端之间，所述转换器与所述第五电阻并联设置，所述转换器的输出端与所述整流器的输入端连接；或

所述反馈模块包括所述转换器和滑线变阻器；所述滑线变阻器的第一固定端与所述整流器的第一输出端连接，所述滑线变阻器的第二固定端与所述整流器的第二输出端连接，所述转换器设置在所述滑线变阻器的滑动端和所述第一固定端之间，所述转换器的输出端与所述整流器的输入端连接。

优选地，所述直流输出模块还包括电流检测模块，用于检测所述直流输出模块输出的电流；

所述电流检测模块与所述电抗连接；所述电流检测模块包括并联设置的分压电阻和电流检测器；所述电流检测器为电流表或第一万用表。

优选地，所述转换模块还包括电压检测器，用于检测所述整流器输出的电压；

所述电压检测器与所述整流器的输出端连接，并与所述直流输出模块并联设置；所述电压检测器为电压表或第二万用表。

所述交流输入模块还包括电容器模块，所述电容器模块连接在所述变压器和所述整流器之间；用于快速切断短路电流，进行短路保护。

优选地，所述交流电源为三相交流电源；所述变压器与所述交流电源为三角形连接，所述变压器与所述整流器为星形连接。

优选地，所述变压器与所述整流器连接形成的中性点不接地。

优选地，所述整流器为晶闸管整流器或二极管整流器，所述变压器为隔离变压器或非隔离变压器。

实施本实用新型的直流电机试验装置，具有以下有益效果：通过变压器改变输入的交流电的电压，通过整流器将交流电转换为220VDC的直流电，同时通过反馈模块对整流器转换的直流电的电压进行负反馈调节，能够保持整流器转换的直流电压的稳定性；并通过第一电阻模块限制在直流电机启动过程中输出至直流电机的电流，使电机的启动过程更加平顺。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的直流电机试验装置的一些实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的一些实施例的反馈模块的连接示意图；

图3是本实用新型的一些实施例的反馈模块的连接示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

部件被称为“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为与另一个部件“连接”，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。

术语“第一”、“第二”等仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。

上述术语仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

本实用新型的直流电机试验装置用于对额定工作电压为220VDC的直流电机进行空载试验。如图1所示，在一实施例中，包括交流输入模块1、转换模块2和直流输出模块3。

其中，交流输入模块1包括交流电源和变压器，交流电源与变压器连接。交流电源输入交流电，再由变压器对交流电的电压进行变换，然后输送到整流器A10的输入端。

在一些可选实施例中，交流电源为三相交流电源，可以提供380VAC的交流电。

变压器为隔离变压器或非隔离变压器。具体的，变压器用于改变交流电源输入的交流电的电压，向整流器A10输出低电压的交流电。可以采用普通的非隔离变压器对交流电进行降压处理；也可以采用隔离变压器进行降压，同时还可以将变压器的原边、副边绕组进行电绝缘隔离，保障安全性。

进一步地，变压器与交流电源为三角形连接，变压器与整流器A10为星形连接。具体的，变压器的一端T1与交流电源采用三角形连接的连接方式；变压器的另一端T2与整流器A10采用星形连接的连接方式，可以消除输入整流器A10的交流电的三次谐波。

进一步地，变压器与整流器A10连接形成的中性点不接地。具体的，当变压器的另一端T2与整流器A10采用星形连接时，变压器的另一端T2的三相线圈的首端连接在一起，形成的共同接点称为中性点。对该中性点采用不接地的连接方式，当发生单点接地的情况时，产生的短路电流很小，不会造成跳闸，进一步加强本直流电机试验装置的可靠性。

在一可选实施例中，交流输入模块1还包括电容器模块，电容器模块连接在变压器和整流器A10之间。电容器模块用于进行短路保护，当发生短路时可以快速切断短路电流。具体的，电容器模块包括第一电容器F1、第二电容器F2和第三电容器F3。变压器的另一端T2的第一相线通过第一电容器F1与整流器A10连接，第二相线通过第二电容器F2与整流器A10连接，第三相线通过第三电容器F3与整流器A10连接。

在本实施例中，转换模块2包括整流器A10和反馈模块，整流器A10的输入端与变压器连接，反馈模块分别与整流器A10的输出端和输入端连接。整流器A10将交流电转换为220VDC的直流电，并将直流电输送到直流输出模块3；反馈模块将整流器A10输出的直流电的电信号输送回到整流器A10的输入端，对整流器A10转换输出的直流电压进行负反馈调节，从而稳定调整输出的直流电压保持在220VDC。具体的，整流器A10的阴极作为输入端，阳极作为输出端。此外，整流器A10的第一输出端A+为输出的直流电压的正极，第二输出端A-为输出的直流电压的负极。交流电经过整流器A10转换为直流电从整流器A10的输出端输出，一部分到达直流输出模块3从而输出至直流电机M，一部分经过反馈模块回到整流器A10的输入端。

可选的，整流器A10为晶闸管整流器或二极管整流器。当采用晶闸管整流器时，其输出的直流电的文波分量较少，且可以更加线性地对输出的直流电压进行调节。

在一些可选实施例中，如图2所示，反馈模块包括转换器AD、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5。第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5串联设置在整流器A10的第一输出端A+和第二输出端A-之间，转换器AD与第五电阻R5并联设置，转换器AD的输出端与整流器A10的输入端连接。

其中，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5用于分压，从而提供合适的反馈电压。转换器AD与第五电阻R5并联设置，其输出端分别与整流器A10的输入端的第一反馈节点A101和第二反馈节点A102连接；可以获取第五电阻R5所占的电压并进行转换，再输送到整流器A10，整流器A10可以根据这一电压平衡调节转换输出的直流电压，从而完成电压负反馈。

或者，如图3所示，反馈模块包括转换器AD和滑线变阻器R6。滑线变阻器R6的第一固定端R61与整流器A10的第一输出端A+连接，滑线变阻器R6的第二固定端R62与整流器A10的第二输出端A-连接，转换器AD设置在滑线变阻器R6的滑动端R63和第一固定端R61之间，转换器AD的输出端与整流器A10的输入端连接。

具体的，对滑线变阻器R6采用分压式接法，转换器AD与滑线变阻器R6的滑动端R63与第一固定端R61之间的部分电阻并联设置，转换器AD的输出端分别连接整流器A10的输入端的第一反馈节点A101和第二反馈节点A102。可以将滑线变阻器R6的滑动端R63与第一固定端R61之间的部分电阻所占的部分电压输入转换器AD，转换器AD再将其输送到整流器A10的输入端的第一反馈节点A101和第二反馈节点A102，整流器A10可以根据这一电压平衡调节转换输出的直流电压，从而完成电压负反馈。

在一可选实施例中，转换模块2还包括电压检测器P3，电压检测器P3与整流器A10的输出端连接，并与直流输出模块3并联设置；电压检测器P3为电压表或第二万用表。具体的，可以采用电压表或万用表或其他可用于测量电压的设备作为电压检测器P3。将电压检测器P3连接在整流器A10的第一输出端A+和第二输出端A-之间，同时与直流输出模块3并联设置，用于实时检测并显示整流器A10的输出电压。

在本实施例中，直流输出模块3包括第一电阻模块，直流输出模块3分别与整流器A10的输出端和直流电机连接。直流输出模块将直流电输出到直流电机，以使直流电机M空载启动和运行；通过将第一电阻模块接入直流输出模块，从而调节在直流电机启动过程中输出至直流电机M的电流。具体的，将直流输出模块3连接在整流器A10的第一输出端A+和第二输出端A-之间，并与直流电机M连接，从而为直流电机M提供直流电。直流输出模块3包括第一电阻模块，将第一电阻模块与直流电机M串联设置，使流入直流电机M的直流电经过第一电阻模块输出至直流电机M，可以调节直流输出模块在直流电机M启动过程中输入电机电枢绕组的稳态电流。

可选地，第一电阻模块包括串联设置的第一子电阻模块、第二子电阻模块和第三子电阻模块；第一子电阻模块包括并联设置的第一子电阻R8和第一接触器KM1；第二子电阻模块包括并联设置的第二子电阻R9和第二接触器KM2；第三子电阻模块包括并联设置的第三子电阻R10和第三接触器KM3。在直流电机启动过程中，通过控制第一接触器KM1、第二接触器KM2和第三接触器KM3，可以通过闭合、断开接触器来控制接入直流输出模块的电阻值，从而平稳地调节流入电机电枢绕组的稳态电流。此外，在直流电机M启动时，通过依次闭合第一接触器KM1、第二接触器KM2和第三接触器KM3，将第一子电阻R8、第二子电阻R9和第三子电阻R10依次切除，可以使直流电机M的启动过程更加平顺，同时还可以模拟直流电机M在工作现场的全压启动过程，进一步有助于通过空载试验对直流电机M进行检查。

在一可选实施例中，直流输出模块3还包括电抗L1，电抗L1与第一电阻模块串联连接。其中，电抗L1用于限制直流输出模块在直流电机启动瞬间输出的直流电流。具体的，电抗L1与第一电阻模块和直流电机串联，在直流电机M启动瞬间可以限制电流大小，从而限制流入电机电枢绕组的暂态电流。

在一可选实施例中，直流输出模块3还包括电流检测模块，电流检测模块与电抗L1连接；电流检测模块包括并联设置的分压电阻FL1和电流检测器P4；电流检测器P4为电流表或第一万用表。具体的，可以采用电流表或万用表或其他可用于测量电流的设备作为电流检测器P4。将电流检测模块串联设置于直流输出模块3中，与电抗L1串联连接；其中，将分压电阻FL1和电流检测器P4并联设置。分压电阻FL1可以辅助电流检测器P4输出电流，电流检测器P4用于实时检测直流输出模块3输出至直流电机M的电流。

本实用新型的直流电机试验装置的工作过程如下：在对直流电机M进行空载试验前，直流电机M不接入本装置，直流输出模块不接通，启动本直流电机试验装置，将输入的380VAC的交流电压经降压整流后，由整流器A10输出一个可调的直流电压，其调节范围为220±10％VDC。调节整流器A10的输出电压至220VDC，然后断开电源。

在进行空载试验时，将直流电机M空载接入直流输出模块3，具体的接线方式为：直流电机M的N端(零线端)与整流器的第一输出端连接，直流电机M的L端(火线端)与整流器的第二输出端连接，直流电机M的PE端(接地线端)不接地；将第一接触器KM1、第二接触器KM2和第三接触器KM3断开；确认电机固定牢靠后，再启动本直流电机试验装置。随后使直流电机M全压启动，在直流电机M启动瞬间通过电抗限制暂态电流大小；在直流电机M启动过程中，再通过依次闭合限流电阻模块的第一接触器KM1、第二接触器KM2和第三接触器KM3，从而调节流入直流电机的稳态电流，并使流入直流电机M的直流电压逐渐升高至220VDC，以驱动直流电机M空载运行，可以使电机的启动过程更加平顺，减小对电机的热冲击和机械冲击。该装置对工作环境中的温度和湿度要求低，可靠性高且不易损坏；在配置合适的启动电阻值后，可以满足不同功率的直流电机的启动要求；能够有效输出直流电源从而模拟直流电机的真实启动过程；价格低廉。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种直流电机试验装置，用于对额定工作电压为220VDC的直流电机进行空载试验，其特征在于，包括交流输入模块、转换模块和直流输出模块；

所述交流输入模块包括交流电源和变压器，所述交流电源与所述变压器连接；所述交流电源通过所述变压器向所述转换模块输入交流电，所述变压器对所述交流电的电压进行变换；

所述转换模块包括整流器和反馈模块，所述整流器的输入端与所述变压器连接，所述反馈模块分别与所述整流器的输出端和输入端连接；所述整流器将所述交流电转换为220VDC的直流电，并将所述直流电输送到所述直流输出模块；所述反馈模块将所述整流器输出的所述直流电的电信号输送到所述整流器的输入端，从而对所述整流器输出的所述直流电的电压进行负反馈调节；

所述直流输出模块包括第一电阻模块，所述直流输出模块分别与所述整流器的输出端和所述直流电机连接；所述直流输出模块将所述直流电输出到所述直流电机，以使所述直流电机空载启动和运行；通过将所述第一电阻模块接入所述直流输出模块，从而调节在所述直流电机启动过程中输出至所述直流电机的电流。

2.根据权利要求1所述的直流电机试验装置，其特征在于，所述直流输出模块还包括电抗，所述电抗与所述第一电阻模块串联连接；所述电抗用于限制所述直流输出模块在所述直流电机启动瞬间输出的所述直流电的电流。

3.根据权利要求2所述的直流电机试验装置，其特征在于，所述第一电阻模块包括串联设置的第一子电阻模块、第二子电阻模块和第三子电阻模块；

所述第一子电阻模块包括并联设置的第一子电阻和第一接触器；

所述第二子电阻模块包括并联设置的第二子电阻和第二接触器；

所述第三子电阻模块包括并联设置的第三子电阻和第三接触器。

4.根据权利要求2所述的直流电机试验装置，其特征在于，所述直流输出模块还包括电流检测模块，用于检测所述直流输出模块输出的电流；

所述电流检测模块与所述电抗连接；所述电流检测模块包括并联设置的分压电阻和电流检测器；所述电流检测器为电流表或第一万用表。

5.根据权利要求1所述的直流电机试验装置，其特征在于，

所述反馈模块包括转换器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻；所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻和所述第五电阻串联设置在所述整流器的第一输出端和第二输出端之间，所述转换器与所述第五电阻并联设置，所述转换器的输出端与所述整流器的输入端连接；或

所述反馈模块包括所述转换器和滑线变阻器；所述滑线变阻器的第一固定端与所述整流器的第一输出端连接，所述滑线变阻器的第二固定端与所述整流器的第二输出端连接，所述转换器设置在所述滑线变阻器的滑动端和所述第一固定端之间，所述转换器的输出端与所述整流器的输入端连接。

6.根据权利要求1所述的直流电机试验装置，其特征在于，所述转换模块还包括电压检测器，用于检测所述整流器输出的电压；

所述电压检测器与所述整流器的输出端连接，并与所述直流输出模块并联设置；所述电压检测器为电压表或第二万用表。

7.根据权利要求1所述的直流电机试验装置，其特征在于，所述交流输入模块还包括电容器模块，所述电容器模块连接在所述变压器和所述整流器之间；用于快速切断短路电流，进行短路保护。

8.根据权利要求1所述的直流电机试验装置，其特征在于，所述交流电源为三相交流电源；所述变压器与所述交流电源为三角形连接，所述变压器与所述整流器为星形连接。

9.根据权利要求8所述的直流电机试验装置，其特征在于，所述变压器与所述整流器连接形成的中性点不接地。

10.根据权利要求1所述的直流电机试验装置，其特征在于，所述整流器为晶闸管整流器或二极管整流器，所述变压器为隔离变压器或非隔离变压器。