礦用500kW電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究

中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司 彭紅玲

礦用500kW電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究

中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司 彭紅玲

電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種設(shè)備,在煤礦中得到廣泛應(yīng)用。本文主要從空載、負(fù)載、堵轉(zhuǎn)等電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的檢測(cè)方法進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)出了一套電源品質(zhì)高,能量反饋高、易調(diào)節(jié)、控制精度高的500kW電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn)裝置。

礦用;異步電動(dòng)機(jī);試驗(yàn)裝置;變頻電源

引言

電動(dòng)機(jī)是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和信號(hào)傳遞的電磁裝置,在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)運(yùn)行中起著極其重要的作用。目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn)裝置電源主要采用發(fā)電機(jī)組與變頻電源兩種。此外,適用于異步電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn)的主要標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 1032-2012《三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法》,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)用以規(guī)范電動(dòng)機(jī)的型式試驗(yàn)電源及儀器儀表要求、檢驗(yàn)方法等。但由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)有的變頻電源正在逐步替代發(fā)電機(jī)組電源。

本文設(shè)計(jì)的500kW電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn)裝置具有電源品質(zhì)高,負(fù)載能量反饋高、易調(diào)節(jié)、自動(dòng)化集成度高、精度高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

1.設(shè)計(jì)目標(biāo)

研制一套能用于礦用500kW及以下三相異步電動(dòng)機(jī)各項(xiàng)性能檢測(cè)的專(zhuān)用試驗(yàn)裝置,能完成電動(dòng)機(jī)的空載試驗(yàn)、負(fù)載試驗(yàn)、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)、超速試驗(yàn)、短時(shí)過(guò)轉(zhuǎn)矩等試驗(yàn)性能。

2.電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)方案

2.1 電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)原理

該試驗(yàn)裝置采用的是低壓變頻數(shù)字電源(690V)作為試驗(yàn)電源,數(shù)字電源采用了最新的"三電平+載波移相"的技術(shù)來(lái)大幅度提升電源的品質(zhì),使得變頻數(shù)字電源完全滿足并超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)"GB/T 1032-2012 第4.2條"試驗(yàn)電源 "中的要求。被試機(jī)和陪試機(jī)的電源之間通過(guò)直流母線回饋的模式進(jìn)行試驗(yàn)以達(dá)到節(jié)能的目的。

2.2 電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn)裝置的技術(shù)方案

該試驗(yàn)裝置針對(duì)不同電壓等級(jí)的電動(dòng)機(jī)采用不同的試驗(yàn)技術(shù)方案,其方案介紹如下:

220V、380V電機(jī)試驗(yàn):試驗(yàn)電源整流變壓器設(shè)計(jì)為兩檔輸入,選擇低檔位輸入,降低數(shù)字電源直流母線電壓,電源輸出波形完全滿足220、380V電機(jī)試驗(yàn)試驗(yàn),電源1BP、2BP直接輸出分別給被試及陪試電機(jī)供電(合開(kāi)關(guān)4KM1、4KM4),經(jīng)測(cè)試系統(tǒng)1～2KC進(jìn)行試驗(yàn),堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)可根據(jù)被試電機(jī)堵轉(zhuǎn)電流選擇單臺(tái)電源或兩臺(tái)電源并聯(lián)進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)被試380V電機(jī)試驗(yàn)大于275KW時(shí),380V電機(jī)試驗(yàn)經(jīng)過(guò)變壓器(變壓器三組副邊繞組并聯(lián))進(jìn)行試驗(yàn)。

690V電機(jī)試驗(yàn):試驗(yàn)電源整流變壓器選擇高檔位輸入,抬高數(shù)字電源直流母線電壓,試驗(yàn)電源1BP、2BP直接輸出分別給被試及陪試電機(jī)供電(合開(kāi)關(guān)4KM1、4KM4),經(jīng)測(cè)試系統(tǒng)1～2KC進(jìn)行試驗(yàn),堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)可根據(jù)被試電機(jī)堵轉(zhuǎn)電流選擇單臺(tái)電源或兩臺(tái)電源并聯(lián)進(jìn)行試驗(yàn)。

1140V電機(jī)試驗(yàn):試驗(yàn)電源1BP、2BP經(jīng)升壓變壓器(變壓器三組副邊繞組串聯(lián))輸出分別給被試及陪試電機(jī)供電(合開(kāi)關(guān)4KM2、4KM3),經(jīng)測(cè)試系統(tǒng)1～2KC進(jìn)行試驗(yàn),堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)可根據(jù)被試電機(jī)堵轉(zhuǎn)電流選擇單臺(tái)電源或兩臺(tái)電源并聯(lián)進(jìn)行試驗(yàn)。

2.3 該裝置完成試驗(yàn)項(xiàng)目

該裝置能完快速完成一整套電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn)項(xiàng)目測(cè)試,其試驗(yàn)操作如下:

絕緣電阻的測(cè)定、冷態(tài)直流電阻的測(cè)定、空載試驗(yàn)、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)、低頻堵轉(zhuǎn)試驗(yàn):負(fù)載試驗(yàn)、效率的確定、溫升試驗(yàn)包括:直接負(fù)載法:對(duì)拖法(自動(dòng)完成)、等效負(fù)載法、降低電壓負(fù)載法、降低電流負(fù)載法、定子疊頻法(自動(dòng)完成)、最大轉(zhuǎn)矩的測(cè)定(自動(dòng)完成) 、最小轉(zhuǎn)矩的測(cè)定(自動(dòng)完成)、T-N曲線的測(cè)定(自動(dòng)完成,以數(shù)字電源輸出最大電流為限)包括:正向、反向曲線。加載時(shí),最低轉(zhuǎn)速應(yīng)<2%Ne。過(guò)轉(zhuǎn)矩試驗(yàn)(自動(dòng)完成,以數(shù)字電源輸出最大電流為限)超速試驗(yàn)(自動(dòng)完成)耐壓試驗(yàn)(買(mǎi)方自備耐壓設(shè)備,人工完成,手動(dòng)輸入)、短時(shí)升高電壓試驗(yàn):(自動(dòng)完成)。

3.本變頻器型式試驗(yàn)裝置優(yōu)點(diǎn)

該試驗(yàn)裝置測(cè)試系統(tǒng)采用湖南銀河電氣有限公司AnyWay寬帶功率測(cè)試系統(tǒng)。此測(cè)試系統(tǒng)電壓、電流測(cè)試精度為讀數(shù)的0.2%。全量程連續(xù)測(cè)試,主回路無(wú)需換檔。簡(jiǎn)化了主接線,省去了換檔開(kāi)關(guān);節(jié)省了場(chǎng)地面積;前端數(shù)字化并以數(shù)字光信號(hào)輸出。傳輸過(guò)程中無(wú)損耗、無(wú)誤差、不怕干擾,并可遠(yuǎn)距離傳輸。

試驗(yàn)控制軟件人機(jī)界面友好,操作簡(jiǎn)單方便,試驗(yàn)過(guò)程中相關(guān)的參量在界面上實(shí)時(shí)反映,多數(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目只需點(diǎn)擊界面上的單個(gè)按鍵即可完成,極大的簡(jiǎn)化了試驗(yàn)操作過(guò)程,減少誤操作,提高了試驗(yàn)站工作效率。

4.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)礦用電動(dòng)機(jī)的相關(guān)檢測(cè)技術(shù)研究,對(duì)參數(shù)的優(yōu)化整合,本試驗(yàn)裝置已具備精度高、檢驗(yàn)項(xiàng)目齊全、自動(dòng)化程度高、接線方便及操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),適用于不同類(lèi)型、不同規(guī)格型號(hào)及不同電壓等級(jí)的礦用電動(dòng)機(jī)的檢測(cè)。

[1]孫建忠,劉鳳春主編。電機(jī)與拖動(dòng)[M]。北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007(6)。

[2]才家剛主編。三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)手冊(cè)[M]。上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2014(10)。

[3]張加,平朝春。DC/DC變換器PWM控制的一種死區(qū)調(diào)節(jié)方法[J]。變流技術(shù)與電力牽引,2008.

[4]石玉,栗書(shū)賢。電力電子技術(shù)題例與電路設(shè)計(jì)指[M]。機(jī)械工業(yè)出版社,1998.

[5]GB/T1032-2012《三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法》。

[6]GB 755-2008《旋轉(zhuǎn)電機(jī) 定額和性能》。

彭紅玲(1980-),女,河南汝南人,碩士,畢業(yè)于河南理工大學(xué)控制理論與控制工程專(zhuān)業(yè),主要從事防爆電器性能檢驗(yàn)工作。