专利名称：高转速电机电气性能测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机测试设备，特别是一种高转速电机电气性能测试装置。
背景技术：
随着整个社会对能源和环境问题的日益重视，电动驱动电机以其清洁无污染、能量效率高、能源多样化等优点，应用日趋广泛，直流无刷驱动电机在许多方面都得到了成功的应用，在汽车、船舶等都有应用，在游艇动力方面，由于游艇需要的动力大，工作环境复杂多变，而直流无刷驱动电机正具备这种特性，电机驱动具有广阔的前景，其电机驱动的系统需要高可靠性、高效率、优良的调速性能等较高的电气性能，所以对游艇驱动电机系统的测试、试验是必不可少的，但目前还缺少这方面的专用测试试验设备。
发明内容本实用新型的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供一种高转速电机电气性能测试装置。本实用新型包括台架部分、试验电源部分、负载部分、控制系统、测量部分，台架部分由固定台架21、可升降安装台架19、升降台支撑杆20、防护外壳22组成，试验电源部分由可调电压的线性直流电源1、无刷直流电机控制器3、负载交流电机逆变单元9组成，负载部分由高转速齿轮箱7、负载交流电机8、齿轮润滑系统11组成，控制系统由工业计算机 12、总线14、可编程逻辑控制器单元13组成，测量部分由电参数测量仪15、直流测量单元2、 交流测量单元4、转矩转速传感器6、转矩转速仪16、温度测量仪17、直流电阻仪18组成，其特征在于三相交流电源接入可调电压的线性直流电源1的输入端，其输出端构成直流母线 10，无刷直流电机控制器3输入端经串联一直流测量单元2与直流母线10连接，负载交流电机逆变单元9的输出端接直流母线10，负载交流电机8的输出端与负载交流电机逆变单元9输入端连接，被试验电机5输出轴与转矩转速传感器6连接，转矩转速传感器6的输出轴与高转速齿轮箱7连接，高转速齿轮箱7的输出轴接负载交流电机8，工业计算机12的输出端与总线14连接，总线14经可编程逻辑控制器单元13与测量部分的直流测量单元2、交流测量单元4连接，负载交流电机8、高速度齿轮箱7、转矩转速传感器6安装在台架部分的负载机械固定台架21上，并保持在同一水平中心线，被试验电机5安装在可升降安装台架 19上。本实用新型的优点是采用总线控制，集无刷直流驱动电机的控制器和测试系统数据采集、处理及控制系统于一体，具有高自动化程度，高测试精度、高可靠性等特点，可用于一般高转速驱动电机的性能测试及可靠性测试，尤其适用于高转速无刷直流驱动电机。
图1本实用新型的电气线路系统原理图；图2本实用新型的总线控制原理图；图3本实用新型的测量系统总线控制原理图；[0008]图4本实用新型的可升降式固定台架结构图。图中1可调电压的线性直流电源、2直流测量单元、3无刷直流电机控制器、4交流测量单元、5试验电机、6转矩转速传感器、7高转速齿轮箱、8负载交流电机、9负载交流电机逆变单元、10直流母线、11齿轮润滑系统、12工业计算机、13可编程逻辑控制器单元、14总线、15电参数测量仪、16转矩转速仪、17温度测量仪、18直流电阻仪、19可升降安装台架、20 升降台支撑杆、21固定台架、22防护外壳。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。参见图1，本实用新型由台架部分、试验电源部分、负载部分、控制系统、测量部分组成。试验电源部分由可调电压的线性直流电源1、无刷直流电机控制器3、负载交流电机逆变单元9组成，本实用新型适用于多种电压等级电机试验需求，同时装置的电源系统采用了线性电源，其电源品质得到保证，适用于对电源品质要求较高的试验系统，直流母线为可调节的。试验380V三相交流电源接入可调电压的线性直流电源1的输入端，其输出端构成直流母线10，无刷直流电机控制器3输入端经串联一直流测量单元2与直流母线10连接，负载交流电机逆变单元9的输出端接直流母线10，负载交流电机8的输出端与负载交流电机逆变单元9输入端连接，试验电源部分的工作情况为电网电源输入到可调电压的线性直流电源1，由线性直流电源1将电网交流电源变成可调电压的直流电，供给被试验电机的控制器3，作为试验电源供给被试验电机5 ；同时，将负载交流电机产生的负载能量，通过负载交流电机逆变单元9，逆变为直流电，回馈到直流母线10。负载部分由高转速齿轮箱7、负载交流电机8、齿轮润滑系统11组成，被试验电机 5输出轴与转矩转速传感器6连接，转矩转速传感器6的输出轴与高转速齿轮箱7连接，高转速齿轮箱7的输出轴接负载交流电机8。负载交流电机8的输出端与负载交流电机逆变单元9输入端连接。高转速齿轮箱7的作用是将被试验电机5的高转速输出降低为低转速输出接负载交流电机8，负载电机8的作用是给被试验电机5提供负载，同时完成对负载的调节，将被试验电机试验产生的机械能转变为电能反馈到负载交流电机逆变单元9。本实用新型采用了高转速变速箱，将高速电机的15000r/min高转速输出降低为低转速输出，然后利用较低转速负载电机来进行负载模拟，降低了成本，提高了试验装置的可靠性。参见图2，控制系统由工业计算机12、总线14、可编程逻辑控制器单元13组成，工业计算机12采用研华PCA-6006，总线14采用RS485总线，可编程逻辑控制器单元13采用西门子S-200可编程逻辑控制器单元，总线14与测量部分的直流测量单元2、交流测量单元4连接。控制系统的主要责用有三方面，一是将对试验系统的操作由工业计算机12将指令下达到485总线14，指令可编程逻辑控制器单元13控制试验系统的动作，完成对被试验电机5的启动、停止、加载、调节负载等动作。二是通过工业计算机12将数据采集指令通过 485总线14下达到测量系统各个测试单元，采集试验过程中产生的各项数据，包扩电压、电流、功率、转矩、转速、温度、直流电阻等，并对数据进行处理和计算，完成曲线拟合和试验报告的输出；三是实时监测试验系统监控的参数，如线性直流电源1的输出电流、无刷直流电机控制器3的输出电流、负载交流电机逆变单元9的工作电流、负载交流电机8的轴承温度等，监控设备是否正常运转，如出现过载、过热等情况则给出声光报警和警示，一旦超出预定设置值，则终断试验，确保试验系统和测试装置的安全和试验人员人身安全。参见图3，测量部分由电参数测量仪15、直流测量单元2、交流测量单元4、转矩转速传感器6、转矩转速仪16、温度测量仪17、直流电阻仪18组成，电参数测量仪15为WT500 电参数测量仪，转矩转速传感器6为HBM TlO系列lOOONm，转矩转速仪16为MP60转矩转速仪，温度测量仪17为TC-2温度测量仪、直流电阻仪18为ZY9858直流电阻仪，直流测量单元2的二次输出接电参数测量仪15，主要用于测试直流电机控制器3输入电参数包括电压、电流、功率、电能质量。交流测量单元4输入端接被试电机控制器3的输出端，交流测量单元4的输出端接被试验电机5，其二次接电参数测量仪15，主要用于测量被试验电机的输入电参数包括电压、电流、功率。转矩转速传感器6、驱动端接被试验电机5，输出端接高转速齿轮箱7，其信号输出接转矩转速测量仪16。温度测量仪17用来测试被试验电机5的温度、直流电阻仪18用来测试被试验电机5的绕组直流电阻。电参数测量仪15、转矩转速测量仪16、温度测量仪17、直流电阻仪18均与RS485总线14连接，通过总线14和工业控制计算机12交互数据和信息。参见图4，台架部分由固定台架21、可升降安装台架19、升降台支撑杆20、防护外壳22组成，负载交流电机8、高速度齿轮箱7、转矩转速传感器6安装在台架部分的负载机械固定台架21上，并保持在同一水平中心线，被试验电机5安装在可升降安装台架19上。 可由升降台支撑杆上下调节被试验电机5的中心高，达到与负载部分一致后，锁紧升降台即可进行加载。防护外壳22主要为对高速旋转部件进行保护，防止高速旋转的机械部分发生故障、同时防止高速旋转的被试验电机出现机械损伤而飞出部件或物块，造成人员或其它设备的损伤。本实用新型设置了可升降式固定台位，负载部分固定安装，被试验电机部分可以升降控制并锁紧，适合150kW大功率电机试验的固定需求，有效地降低了安装的劳动强度， 提高了试验效率，本实用新型设置了高强度的外壳防护系统，也可进行高转速电机的最高转速机械强度试验。
权利要求1.一种高转速电机电气性能测试装置，包括台架部分、试验电源部分、负载部分、控制系统、测量部分，控制系统由工业计算机(12)、总线(14)、可编程逻辑控制器单元(13) 组成，其特征在于三相交流电源接入可调电压的线性直流电源(1)的输入端，其输出端构成直流母线(10)，无刷直流电机控制器C3)输入端经串联一直流测量单元( 与直流母线(10)连接，负载交流电机逆变单元(9)的输出端接直流母线(10)，输入端接负载交流电机(8)，被试验电机( 输出轴与转矩转速传感器(6)连接，转矩转速传感器(6)的输出轴与高转速齿轮箱(7)连接，高转速齿轮箱(7)的输出轴接负载交流电机(8)，负载交流电机 ⑶的输出端与负载逆变单元(9)连接，工业计算机(12)的输出端与总线(14)连接，总线 (14)经可编程逻辑控制器单元(13)与测量部分的直流测量单元O)、交流测量单元(4)连接。
2.根据权利要求1所述的高转速电机电气性能测试装置，其特征在于台架部分的负载交流电机(8)、高转速齿轮箱(7)、转矩转速传感器(6)安装在台架部分的负载机械固定台架上，并保持在同一水平中心线，被试验电机(5)安装在可升降安装台架(19)上。
3.根据权利要求1所述的高转速电机电气性能测试装置，其特征在于测量部分的电参数测量仪(15)、转矩转速仪(16)、温度测量仪(17)、直流电阻仪(18)均与总线(14)连接， 经总线(14)与工业控制计算机(12)交互数据和信息。
专利摘要一种高转速电机电气性能测试装置，包括台架部分、试验电源部分、负载部分、控制系统、测量部分，其特征在于交流电源接入可调电压的线性直流电源，其输出端构成直流母线，无刷直流电机控制器与直流母线连接，被试验电机输出轴经转矩转速传感器高转速齿轮箱与负载交流电机连接，负载交流电机经负载逆变单元与直流母线连接，工业计算机经可编程逻辑控制器单元与测量部分各单元连接。本实用新型的优点是采用总线控制，集无刷直流驱动电机的控制器和测试系统数据采集、处理及控制系统于一体，具有高自动化程度，高测试精度、高可靠性等特点。
文档编号G01R31/34GK202093145SQ201120119589
公开日2011年12月28日 申请日期2011年4月21日 优先权日2011年4月21日
发明者王传军, 金惟伟, 陈伟华 申请人:上海电器科学研究所(集团)有限公司, 上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司, 上海电科电机科技有限公司