一种高速永磁牵引电机温升试验的方法及电阻柜的制作方法
【专利摘要】一种高速永磁牵引电机温升试验的方法及电阻柜，通过一个三相电阻柜与发电机直接连接，发电机与电动机通过联轴器连接，由电动机拖动高速永磁牵引电机在所规定的转速下运行，高速永磁牵引电机发出的电能通过三相电阻柜的电机进行消耗，通过电阻柜调节出高速永磁牵引电机实际工作时的电压和电流，从而获得高速永磁牵引电机实际工作时的温升。本发明通过一个三相电阻柜调节出高速永磁牵引电机实际工作时的电压和电流，从而获得高速永磁牵引电机实际工作时的温升，从而避免高速永磁牵引电机在使用过程中因温度过高而损坏。
【专利说明】—种高速永磁牵引电机温升试验的方法及电阻柜
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机试验性能的试验方法及装置，更具体地说，涉及一种高速永磁电机负载温升试验方法及电阻柜。属于电机制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在电机的运行过程中，除了对外做功外，还有一部分能量以热量的形式消耗在电机自身的定子、转子绕组及其它结构中，引起电机温度升高。电机温度的升高对电机的寿命有直接的影响。如果电机运行时，其温度超出电机的温升范围，将使电机的寿命急剧缩短，因此，电机温升试验非常重要。由于高速永磁电机的特殊性，在进行该类电机的型式试验时，试验设备和试验方法都有所不同。常规的直接负载温升试验方法是采用两台电机对拖，陪试电机由通用或专用变频器驱动做电动态运行，被试电机发电态运行；由于高速永磁电机采用特定高压变频电源供电，而目前很少有能满足高速永磁电机试验要求的变频试验电源；而采用通用高压变频器驱动永磁牵引电机，由于没有考虑永磁同步电机的控制特点，有失步的风险。为解决高速永磁电机试验负载问题，本发明利用了高速永磁电机在运行时能够直接发电的特点，采用高速永磁电机作为发电机的方式进行加载，从而完成其等效的温升试验。
[0003]通过国内检索发现以下专利与本发明有相似之处:
申请号为201310691230.2，名称为“一种双馈发电机对拖温升试验方法及装置”此发明双馈发电机对拖温升试验方法及装置，采用两台双馈发电机同处于双馈模式下运行；采用辅助电动机对联轴器进行驱动；由两台转子变频器分别对两台双馈发电机的转子进行控制，使其中一台处于电动态运行，另一台处于发电态运行。在转速到达并网转速后进行并网；两台转子变频器及两台双馈发电机的定子并接于同一供电电网。双馈发电机对拖温升试验装置，包括两台双馈发电机、调压器、两台转子变频器、并网母线和用来驱动联轴器的辅助电动机。此发明提出了一种新的对拖模式，降低了传统方法中对拖动机的要求，增加了一种新的对拖温升检测途径，解决了大功率双馈发电机试验时对拖动机要求功率足够大，且要求相应拖动变频器容量足够大的难题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有高速永磁牵引电机温升试验方法的不足，提供一种能实现高速永磁牵引电机温升试验的方法，避免高速永磁牵引电机在使用过程中因温度过高而损坏。
[0005]本发明的另一目的在于，提供一种实现上述方法的电阻柜。
[0006]针以上述问题，本发明提出的技术方案是:一种高速永磁牵引电机温升试验的方法，通过一个由三个单相电阻柜组合形成的三相电阻柜与发电机直接连接，发电机与电动机通过联轴器连接，由电动机拖动高速永磁牵引电机在所规定的转速下运行，高速永磁牵引电机发出的电能通过三相电阻柜的电机进行消耗，通过电阻柜调节出高速永磁牵引电机实际工作时的电压和电流，从而获得高速永磁牵引电机实际工作时的温升。
[0007]进一步地，三相电阻柜与发电机直接连接，发电机与电动机通过联轴器连接，由电动机拖动高速永磁牵引电机在所规定的转速下运行，高速永磁牵引电机发出的电能通过三相电阻柜的电机进行消耗；单相电阻柜的负载电流的接线端采用横向并联排列方式，单相电阻柜的负载电压的接线端采用纵向串联排列方式，单相电阻柜中的电压和电流都可根据负载的要求进行调节，从而模拟电机实际的工作情况，以实现电机的温升试验。
[0008]进一步地，电动机和发电机是功率和转速相当的三相电机，在温升试验中电动机作为陪试机，发电机作为被试机；将发电机的输出能量消耗在电阻上，调节电阻柜中的电压值和电流值让电动机在额定功率下运行，直到温升稳定。
[0009]进一步地，三相电阻柜为三台电压为1700V，总电流为200A的单相电阻柜采用三相星形接法组成一套三相电压为3000V，总电流为200A的三相电阻柜；单相电阻柜的负载电流的接线端采用横向并联排列方式，单相电阻柜的负载电压的接线端采用纵向串联排列方式，单相电阻柜中的电压和电流都可根据负载的要求进行调节。
[0010]一种实现上述高速永磁牵引电机温升试验的方法的电阻柜，单相电阻柜包括风扇区、电阻区、隔热板、接线区、进风面和出风面；三台单相电阻柜采用三相星形接法组成一套三相电阻柜。
[0011]进一步地，所述单相电阻柜的进风面和出风面为钢制菱形网状结构；所述进风面处安装有强力风扇为负载电阻散热；所述单相电阻柜中设有用于放置负载电阻的电阻区和用于放置导线和各种接口的接线区，所述电阻区和接线区之间配置有隔热板。
[0012]进一步地，三相电阻柜为三台电压为1700V，总电流为200A的单相电阻柜采用三相星形接法组成一套三相电压为3000V，总电流为200A的三相电阻柜；单相电阻柜的负载电流的接线端采用横向并联排列方式，单相电阻柜的负载电压的接线端采用纵向串联排列方式，单相电阻柜中的电压和电流都可根据负载的要求进行调节。
[0013]进一步地，所述单相电阻柜的负载电流的接线端采用横向并联排列方式，包含有2A负载电流I路，4A负载电流2路，1A负载电流I路，20A负载电流I路，40A负载电流4路。
[0014]进一步地，所述负载电流的接线端可以灵活配置出2A至200A中任意一个数值的负载电流。
[0015]进一步地，所述单相电阻柜的负载电压的接线端采用纵向串联排列方式，最高负载电压为1700V，采用串联电阻分压的原理，以170V为步进量设置不同的电压档位。
[0016]本发明的优点是:通过一个电阻柜调节出高速永磁牵引电机实际工作时的电压和电流，从而获得高速永磁牵引电机实际工作时的温升，从而避免高速永磁牵引电机在使用过程中因温度过高而损坏；尤其是本发明采取三个单相电阻柜组合形成的三相电阻柜与发电机直接连接，发电机与电动机通过联轴器连接，由电动机拖动高速永磁牵引电机在所规定的转速下运行，高速永磁牵引电机发出的电能通过三相电阻柜的电机进行消耗，通过电阻柜调节出高速永磁牵引电机实际工作时的电压和电流，从而获得高速永磁牵引电机实际工作时的温升，可以延长高速永磁牵引电机的使用寿命，减少维修次数和费用，提高工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为单相电阻柜中电阻横向并联排列结构示意图；
图2为三相电阻柜与三相发电机连接示意图；
图3为温升试验连接示意图；
图4为单相电阻柜中40A支路示意图；
图5为单相电阻柜中20A支路示意图；
图6为单相电阻柜中1A支路示意图；
图7为单相电阻柜中4A支路示意图；
图8为单相电阻柜中2A支路意图；
图9为单相电阻柜俯视结构示意图；
图中:1单相电阻柜、11负载电阻、2三相电阻柜、3发电机、31联轴器、4电动机、5风扇区、6电阻区、7隔热板、8接线区、9进风面、10出风面。
具体实施例
[0018]下面结合实施例和附图对本发明做一步的描述:
实施例一
如图1所示，在单相电阻柜I中，先将10个电阻值相同的负载电阻11串联组成一电阻支路，再将不同路数的电阻支路并联，在各路电阻的两端加上相同的电压，则形成不同路数的负载电流。其中每个单相电阻柜I中都包含2A负载电流I路，4A负载电流2路，1A负载电流I路，20A负载电流I路，40A负载电流4路。当只有2路40A负载电流和I路1A负载电流并联到电路中时，单相电阻柜I中的总电流就是90A。当各路负载电流都并联到电路中时，电流值就是每路电流值相加得到的总和200A，也就是单相电阻柜I的最大的总电流。值得一提的是，用这种组合方式能灵活配置出2A至200A中任意一个偶数值的负载电流。
[0019]单个的负载电阻11只有两种不同的值，如图6所示的1A支路，将此支路中的单个负载电阻11的值设为R，将10个值为R的单个负载电阻11串联成Rl支路，将此Rl支路并联到图1中的电路中就形成了一个1A支路。
[0020]图8所示2A支路中的单个负载电阻11的值就是1A支路中的单个负载电阻11的值的5倍，即5R。将10个值为5R的单个负载电阻11串联成Rl支路，将此Rl支路并联到图1中的电路中就形成了一个2A支路。
[0021]如图7所示，将10个值为5R的单个负载电阻11串联成Rl支路，此时，Rl支路与图8中的2A支路是相同的；再将10个值为5R的单个负载电阻11串联成R2支路，最后将Rl支路和R2支路并联成一个整体就形成了一个4A负载电流支路。
[0022]如图5所示，将10个值为R的单个负载电阻11串联成Rl支路，此时，Rl支路与图6中的1A支路是相同的；再将10个值为R的单个负载电阻11串联成R2支路，最后将Rl支路和R2支路并联成一个整体就形成了一个20A负载电流支路。
[0023]如图4所示，与上述原理相同，将10个值为R的单个负载电阻11串联成Rl支路，再将4个与Rl支路相同的支路并联成一个整体就形成了一个40A负载电流支路。
[0024]如图4至图8中任意一幅所示，在单相电阻柜I中，每路负载电流支路中都是10个负载电阻11串联，当10个负载电阻11都串联到电路中，则达到最高负载电压1700V。采用串联电阻分压的原理，每少串联一个负载电阻11，负载电压就降低170V，形成多个不同的负载电压档位。也就是说，当只有9个负载电阻11串联到电路中时，负载电压为1530V，当只有8个负载电阻11串联到电路中时，负载电压为1360V，依此类推。
[0025]如图2所示，3个电阻柜I分别与发电机3连接，3个单相电阻柜I采用星形接法组成一个最高电压为3000V，最大总电流为200A三相电阻柜2。
[0026]如图3所示，三相电阻柜2与发电机3直接连接，发电机3与电动机4通过联轴器31连接，电动机4和发电机3是功率和转速相当的三相电机，在温升试验中电动机4作为陪试机，发电机3作为被试机。在发电机3的出线端接三相电阻柜2，调节每个单相电阻柜I中的负载电压档位和选择负载电流支路，使得发电机3发出的电能消耗在三相电阻柜2上，模拟电机实际的工作情况，以实现电机的温升试验。
[0027]如图9所示，为了更快捷和方便地进行温升试验，在单相电阻柜I中的负载电阻11都放置在电阻区6，导线和各种接口都放置在接线区8。由于在温升试验过程中，要经历的时间较长，电阻柜中的负载电阻11长时间处于加热状态会使得负载电阻11自身的温度升高，从而导致负载电阻11的阻值增大影响试验结果的准确性。因此在单相电阻柜I中配置有4个强力风扇为负载电阻11散热，为保证空气的流通在单相电阻柜I中还设有钢制菱形网状结构的进风面9和出风面10，另外在电阻区6和接线区8之间配置有隔热板7。
[0028]通过上述实施例可以看出，本发明涉及一种高速永磁牵引电机温升试验的方法，通过一个由三个单相电阻柜组合形成的三相电阻柜与发电机直接连接，发电机与电动机通过联轴器连接，由电动机拖动高速永磁牵引电机在所规定的转速下运行，高速永磁牵引电机发出的电能通过三相电阻柜的电机进行消耗，通过电阻柜调节出高速永磁牵引电机实际工作时的电压和电流，从而获得高速永磁牵引电机实际工作时的温升。
[0029]进一步地，三相电阻柜与发电机直接连接，发电机与电动机通过联轴器连接，由电动机拖动高速永磁牵引电机在所规定的转速下运行，高速永磁牵引电机发出的电能通过三相电阻柜的电机进行消耗；单相电阻柜的负载电流的接线端采用横向并联排列方式，单相电阻柜的负载电压的接线端采用纵向串联排列方式，单相电阻柜中的电压和电流都可根据负载的要求进行调节，从而模拟电机实际的工作情况，以实现电机的温升试验。
[0030]进一步地，电动机和发电机是功率和转速相当的三相电机，在温升试验中电动机作为陪试机，发电机作为被试机；将发电机的输出能量消耗在电阻上，调节电阻柜中的电压值和电流值让电动机在额定功率下运行，直到温升稳定。
[0031]进一步地，三相电阻柜为三台电压为1700V，总电流为200A的单相电阻柜采用三相星形接法组成一套三相电压为3000V，总电流为200A的三相电阻柜；单相电阻柜的负载电流的接线端采用横向并联排列方式，单相电阻柜的负载电压的接线端采用纵向串联排列方式，单相电阻柜中的电压和电流都可根据负载的要求进行调节。
[0032]很显然，在不脱离本发明所述原理的前提下，做出的若干改进或修饰都应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种高速永磁牵引电机温升试验的方法，其特征在于，通过一个三相电阻柜与发电机直接连接，发电机与电动机通过联轴器连接，由电动机拖动高速永磁牵引电机在所规定的转速下运行，高速永磁牵引电机发出的电能通过三相电阻柜的电机进行消耗，通过电阻柜调节出高速永磁牵引电机实际工作时的电压和电流，从而获得高速永磁牵引电机实际工作时的温升。
2.根据权利要求1所述的一种高速永磁牵引电机温升试验的方法，其特征在于，三相电阻柜与发电机直接连接，发电机与电动机通过联轴器连接，由电动机拖动高速永磁牵引电机在所规定的转速下运行，高速永磁牵引电机发出的电能通过三相电阻柜的电机进行消耗；单相电阻柜的负载电流的接线端采用横向并联排列方式，单相电阻柜的负载电压的接线端采用纵向串联排列方式，单相电阻柜中的电压和电流都可根据负载的要求进行调节，从而模拟电机实际的工作情况，以实现电机的温升试验。
3.根据权利要求2所述的一种高速永磁牵引电机温升试验的方法，其特征在于，电动机和发电机是功率和转速相当的三相电机，在温升试验中电动机作为陪试机，发电机作为被试机；将发电机的输出能量消耗在电阻上，调节电阻柜中的电压值和电流值让电动机在额定功率下运行，直到温升稳定。
4.根据权利要求2所述的一种高速永磁牵引电机温升试验的方法，其特征在于，三相电阻柜为三台电压为1700V，总电流为200A的单相电阻柜采用三相星形接法组成一套三相电压为3000V，总电流为200A的三相电阻柜；单相电阻柜的负载电流的接线端采用横向并联排列方式，单相电阻柜的负载电压的接线端采用纵向串联排列方式，单相电阻柜中的电压和电流都可根据负载的要求进行调节。
5.一种实现权利要求1所述高速永磁牵引电机温升试验的方法的电阻柜，其特征在于，单相电阻柜包括风扇区、电阻区、隔热板、接线区、进风面和出风面；三台单相电阻柜采用三相星形接法组成一套三相电阻柜。
6.根据权利要求5所述的电阻柜，其特征在于，所述单相电阻柜的进风面和出风面为钢制菱形网状结构；所述进风面处安装有强力风扇为负载电阻散热；所述单相电阻柜中设有用于放置负载电阻的电阻区和用于放置导线和各种接口的接线区，所述电阻区和接线区之间配置有隔热板。
7.根据权利要求5所述的电阻柜，其特征在于，三相电阻柜为三台电压为1700V，总电流为200A的单相电阻柜采用三相星形接法组成一套三相电压为3000V，总电流为200A的三相电阻柜；单相电阻柜的负载电流的接线端采用横向并联排列方式，单相电阻柜的负载电压的接线端采用纵向串联排列方式，单相电阻柜中的电压和电流都可根据负载的要求进行调节。
8.根据权利要求7所述的电阻柜，其特征在于，所述单相电阻柜的负载电流的接线端采用横向并联排列方式，包含有2A负载电流I路，4A负载电流2路，1A负载电流I路，20A负载电流I路，40A负载电流4路。
9.根据权利要求8所述的电阻柜，其特征在于，所述负载电流的接线端可以灵活配置出2A至200A中任意一个数值的负载电流。
10.根据权利要求7所述的电阻柜，其特征在于，所述单相电阻柜的负载电压的接线端采用纵向串联排列方式，最高负载电压为1700V，采用串联电阻分压的原理，以170V为步进量设置不同的电压档位。
【文档编号】G01R31/34GK104237788SQ201410528603
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】郭雪岩, 殷强 申请人:南车株洲电机有限公司