专利名称：自起动稀土永磁电动机微机综合测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对永磁同步电机性能指标进行测试的装置， 具体地说是涉及一种自起动稀土永磁电动机微机综合测试装置。
技术背景对于自起动稀土永磁电动机来说，为了描述其启动与运行性能， 通常可能涉及到以下6个转矩堵转转矩、牵入转矩、失步转矩、启 动过程最大转矩、启动过程最小转矩、额定转矩。其中堵转转矩属于 静态转矩，它反映了电动机起动静止负载的能力。其余均属于动态转 矩。其中牵入转矩决定了电动机在启动后能否进入以同步转速运行的状态，而失步转矩反映了在同步速条件下的过载能力；启动过程最大 转矩决定了在一定大小负载条件下，电动机一旦失去同步，是否会停 机；启动过程最小转矩决定了电动机在某种转速下所能驱动的最大负 载；额定转矩则是评价电动机额定运行状态的基本指标。对于生产厂 家及用户，都很关心一台电机的静态转矩和各项动态转矩的具体数值 是多少，以及是否符合要求。但现有技术中对这些特性进行测试时， 往往要分开进行，也就是说先采用某一装置以直流发电机或测功机作 为动态负载来测得动态转矩，而后再利用另一装置来独立测试静态转 矩，即为了实现对静态转矩和动态转矩的测试，需要两套系统来工作， 这样不仅增加了电机出厂前的测试周期，而且由两套装置测得的数据 由于存在着不同步性而导致误差较大。 实用新型内容为了解决现有技术中需要通过两套装置来完成自起动稀土永磁 电动机静态转矩和动态转矩的测试的问题，本实用新型提供一种自起 动稀土永磁电动机微机综合测试装置，该种自起动稀土永磁电动机微 机综合测试装置能够实现在同一台测试装置上同时完成静态转矩和 动态转矩的测试的特点，节省了每台电机出厂前的检测时间。本实用新型的技术方案是该种自起动稀土永磁电动机微机综合 测试装置，包括永磁电机综合测试控制台、电源、永磁电机综合测试3控制柜、带有电阻箱和调节器的直流负载控制柜，以及永磁电机综合 测试控制台控制下的转速转矩传感器，以及永磁电机综合测试控制柜 与直流负载控制柜共同控制下的直流发电机，以及永磁电机综合测试 控制台控制下的光电编码器，尤其重要的是，所述测试装置还包括一 个磁粉制动器。将置于安装平板上的转速转矩传感器、飞轮、直流发 电机和此磁粉制动器通过连轴器顺序相连，转速转矩传感器的另一端 作为与被测试电机轴伸端的连接端，所述磁粉制动器的直流励磁端口 与永磁电机综合测试控制柜中的可控直流电源联结，所述光电编码器 安装于被测试电机的风扇端。本实用新型具有如下有益效果由于采取上述方案后，该测试装 置以直流发电机为动态负载，磁粉制动器为静态负载。在电机启动或 低转速时负载转矩主要由磁粉制动器提供，而在电机转速升高后逐步 减小磁粉制动器励磁电流直至为零而由直流发电机提供动态负载转 矩，这样就可以实现在同一台测试装置上对一台被测电机同时完成静 态转矩和动态转矩的测试，节省了每台电机出厂前的检测时间。此外， 这种方案不仅能有效地防止磁粉制动器的发热，而且还可以在启动过 程中通过协调控制磁粉制动器励磁电流、直流发电机励磁电流和电阻 负载的大小来模拟不同的负载启动工况，获得更多的测试数据。
图1是本实用新型的组成示意图。图2是被测电机与本装置在安装平板上连接后的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明由图l所示，该种自起动稀土永磁电动机微机综合测试装置，包 括永磁电机综合测试控制台、电源、永磁电机综合测试控制柜、带有 电阻箱和调节器的直流负载控制柜，以及永磁电机综合测试控制台控 制下的转速转矩传感器，以及永磁电机综合测试控制柜与直流负载控 制柜共同控制下的直流发电机，以及永磁电机综合测试控制台控制下 的光电编码器，以上这些均为现有技术中对自起动稀土永磁电动机进 行综合测试的微机综合测试装置的现有技术，但由于这套现有装置只 能单独进行动态转矩的测量，具有较大的局限性，为此，在其基础上增加了一个磁粉制动器。具体连接方式为将置于安装平板上的转速 转矩传感器、飞轮、直流发电机和此磁粉制动器通过连轴器顺序相连， 转速转矩传感器的另一端作为与被测试电机轴伸端的连接端，所述磁 粉制动器的直流励磁端口与永磁电机综合测试控制柜中的可控直流 电源联结，所述光电编码器安装于被测试电机的风扇端。注意进行测 试连接时，转矩转速传感器与被测试电机之间仅允许有联轴器而不应 该有其它负载，直流发电机的励磁端口与永磁电机综合测试控制柜中 的可控励磁电源联结，而其电枢出线端口通过永磁电机综合测试控制 柜中的开关可以分别与电阻箱内的大功率电阻或电枢回路可控直流 电源联结。磁粉制动器的直流励磁端口与综合测试控制柜中的可控直 流电源联结，通过调节直流电压大小即实现转矩调节。永磁电机综合 测试控制台中的数据采集系统采集各电气与机械量并通过永磁电机 综合测试控制柜实现对测试系统的控制与保护功能。本装置在实现时，要注意下面对各部件的选择选择直流发电机 时，应保证其额定力矩比被测试电机的以下三个转矩中最大的一个再 大20%以上堵转转矩、启动过程最大转矩与失步转矩。额定转速应 比转速最高的被试电机的额定转速再大30%以上。同时，其励磁电压 和逆向运行时的电枢电压可以通过微机调节。选择磁粉制动器时，应保证其额定力矩比被试电机的最大堵转转矩再大20%以上，而其转速 应比被试电机的额定转速大30%以上。同时，其励磁电压可以通过微机调节。选择转矩转速传感器时，应保证其额定力矩比被试电机的以下三个转矩中最大的一个再大20%以上堵转转矩、启动过程最大转 矩与失步转矩。额定转速应比转速最高的被试电机的额定转速再大 30%以上。输出端具有与计算机数据采集系统的联结端子。选择永磁 电机综合测试控制柜时应满足，综合测试控制柜接受来自永磁电机综合测试控制台的控制信号，进而完成以下控制与保护功能(1)对被试电机和直流发电机进行启动与停机控制，当被试电机电源缺相、 被试电机和直流发电机过载，以及系统电源回路短路时给出报警信号或切断电源；(2)控制被试电机和直流发电机进入逆运行状态，即 直流发电机作为直流电动机运行，而被试电机作为发电机空载运行； 当过速时给出报警信号或切断电源；(3)控制磁粉制动器的励磁电流，过载时给出报警信号或切断电源；(4)控制电阻负载的大小， 短路时切断电源；(5)控制直流发电机的励磁电流，短路时切断电 源；(6)调节试验电源的电压。选择永磁电机综合测试控制台时， 应满足测试控制台中的数据采集系统采集以下电气与机械量被试电 机(1)的三相电压与三相电流；来自转矩转速传感器；的转矩与转 速信号；磁粉制动器的励磁电压与励磁电流;光电编码器的转速信号; 直流发电机励磁电压、电枢电压与电枢电流。本种经过改进后的测试装置以直流发电机为动态负载，磁粉制 动器为静态负载，在电机启动或低转速时负载转矩主要由磁粉制动器 提供，而在电机转速升高后逐步减小磁粉制动器励磁电流直至为零而 由直流发电机提供负载转矩，这样不仅能有效地防止磁粉制动器的发 热，而且可以在启动过程中通过协调控制磁粉制动器励磁电流、直流 发电机励磁电流和水电阻负载的大小可以模拟不同的负载启动工况。下面具体给出利用本装置完成测试的几个具体例子堵转转矩与堵转电流测试按照附图1、 2安装设备后，控制磁粉制动器的励磁电流使其制 动转矩显著超过被试电机预期的堵转转矩，可取1.2倍以上，使用调 压器来的电源给电机供电，调整电压为额定电压的20%，启动被试 电机，然后尽快地升高电源电压使电枢电流为额定值的200%左右， 参考《GB2005同步电机试验方法》，通过数据采集装置采集转矩与 三相电压、电流并计算出电流稳定后的平均转矩及三相电压、电流有 效值，为防止电机过热，试验应从速进行；然后逐渐降低电源电压， 按上述相同的方法读取8 9个测点，在最大电流和额定电流之间均 匀测取不少于4点读数。按《GB2005同步电机试验方法》中堵转电 流与堵转转矩的计算方法即可得到额定电压下的堵转电流和堵转转 矩。动态转矩及动态过程电气量测试按照附图1、 2安装设备后，控制磁粉制动器的励磁电流使其制 动转矩显著小于被试电机的额定转矩，可取0.2倍以下，控制直流发 电机的励磁电流至额定值，调节其负载电阻使被试电机能达到额定负 载。启动被试电机，通过数据采集装置测试转矩、转速与三相电压、电流的瞬时值，在经过测试控制台中微机的处理得到转矩、转速与三 相电压、电流随时间变化的曲线，以及得到转矩、转速特性曲线。从 转矩、转速特性曲线进一步得到启动过程最小转矩、最大转矩及牵入 转矩。达到同步速后，进一步缓慢调节负载电阻，使其负载力矩缓慢 增大，同时通过数据采集装置测试转矩、转速的瞬时值，在经过永磁 电机综合测试控制台中微机的处理得到转矩、转速特性曲线，从中得 到失步转矩。如要得到不同电压下永磁电机的启动和运行特性，可以 采用调压电源供电。感应电压及齿槽转矩的测试永磁电机综合测试控制台通过永磁电机综合测试控制柜控制直 流发电机运行于电动机工况，驱动被试永磁电动机作为发电机空载运 行，调节转速达到同步速，通过数据采集系统测试感应电压，同时通 过对实时转矩的分析还可以得到齿槽转矩。
权利要求1、一种自起动稀土永磁电动机微机综合测试装置，包括永磁电机综合测试控制台、电源、永磁电机综合测试控制柜、带有电阻箱和调节器的直流负载控制柜，以及永磁电机综合测试控制台控制下的转速转矩传感器，以及永磁电机综合测试控制柜与直流负载控制柜共同控制下的直流发电机，以及永磁电机综合测试控制台控制下的光电编码器，其特征在于所述测试装置还包括一个磁粉制动器，将置于安装平板上的转速转矩传感器、飞轮、直流发电机和此磁粉制动器通过连轴器顺序相连，转速转矩传感器的另一端作为与被测试电机轴伸端的连接端，所述磁粉制动器的直流励磁端口与永磁电机综合测试控制柜中的可控直流电源联结，所述光电编码器安装于被测试电机的风扇端。
专利摘要一种自起动稀土永磁电动机微机综合测试装置。主要解决现有技术中需要通过两套装置来完成自起动稀土永磁电动机静态转矩和动态转矩测试的问题。其特征在于所述测试装置还包括一个磁粉制动器，将置于安装平板上的转速转矩传感器、飞轮、直流发电机和此磁粉制动器通过连轴器顺序相连，转速转矩传感器的另一端作为与被测试电机轴伸端的连接端，所述磁粉制动器的直流励磁端口与永磁电机综合测试控制柜中的可控直流电源联结，所述光电编码器安装于被测试电机的风扇端。该种自起动稀土永磁电动机微机综合测试装置能够实现在同一台测试装置上同时完成静态转矩和动态转矩测试的特点，节省了每台电机出厂前的检测时间。
文档编号G01R31/34GK201110888SQ20072031062
公开日2008年9月3日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者夏德媛, 张伟华, 李志强, 王义龙, 王少奎, 罗应立, 陈文彪, 强 韩 申请人:大庆供电电器设备有限公司