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電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)
電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)
概述
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)電機(jī)性能和質(zhì)量指標(biāo)提出了越來(lái)越高的要求,，電機(jī)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展與電機(jī)工業(yè)的發(fā)展是密切相關(guān)的。電機(jī)試驗(yàn)是對(duì)電機(jī)裝配質(zhì)量及技術(shù)性能綜合評(píng)價(jià)的重要環(huán)節(jié)，是電機(jī)制造和生產(chǎn)的重要工序,。傳統(tǒng)的試驗(yàn)設(shè)備和方法由于操作時(shí)間長(zhǎng),，需觀測(cè)的儀器多，人工讀取測(cè)試數(shù)據(jù)和進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,、計(jì)算,，在一定程度上影響了電機(jī)試驗(yàn)的質(zhì)量和精度。隨著電機(jī)設(shè)計(jì)水平,、工藝水平的進(jìn)一步提升,，以及電機(jī)原材料的性能不斷提高，電機(jī)的性能和質(zhì)量指標(biāo)有了很大的提高,。因此,，對(duì)電機(jī)測(cè)試技術(shù)的要求也日益提高。
隨著科技水平的進(jìn)步,，提高電機(jī)試驗(yàn)測(cè)試效率,、降低操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度、提高測(cè)試精度和試驗(yàn)質(zhì)量勢(shì)在必行,，而由于測(cè)試?yán)碚摰呢S富,、測(cè)試手段的進(jìn)步、從來(lái)設(shè)備精度的提高以及自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)和電子計(jì)算機(jī)在測(cè)試中的廣泛應(yīng)用,，電機(jī)的測(cè)試技術(shù)也確實(shí)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,。
電機(jī)試驗(yàn)是利用儀器、儀表及相關(guān)設(shè)備,，按照相關(guān)的規(guī)定,，對(duì)電機(jī)制造過(guò)程中的半成品和成品，或以電機(jī)為主體的配套產(chǎn)品的電氣性能,、力學(xué)性能,、安全性能及可靠性等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行的檢驗(yàn)。通過(guò)這些檢驗(yàn),，可以全部或部分的反映被試電機(jī)的相關(guān)性能數(shù)據(jù),，用這些數(shù)據(jù)，可以判斷被試電機(jī)是否符合設(shè)計(jì)要求,、品質(zhì)的優(yōu)劣以及改進(jìn)的目標(biāo)和方向。電機(jī)試驗(yàn)及檢測(cè)是電機(jī)研究,、生產(chǎn)和維修過(guò)程中*的重要環(huán)節(jié),。因此，對(duì)于從事電機(jī)研究,、生產(chǎn)或維修的單位來(lái)說(shuō),，具備一套符合要求的電機(jī)試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備是非常有必要的。
HSXM-690S全自動(dòng)電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)采用了*的虛擬儀器技術(shù)，把計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力和儀器設(shè)備的硬件測(cè)量,、控制能力結(jié)合在一起,，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)的控制和資料的運(yùn)算、分析,、處理,、顯示、打印及存儲(chǔ),，使系統(tǒng)功能淵源超過(guò)一般儀器的簡(jiǎn)單組合,，特別是在結(jié)果保存、波形存儲(chǔ),、同步測(cè)量,、試驗(yàn)報(bào)告生成、系統(tǒng)的擴(kuò)張性,、多功能等方面體現(xiàn)的*性是傳統(tǒng)手動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)*的,。
整系統(tǒng)全自動(dòng)化、全微機(jī)化,、率化,，防誤操作安全功能設(shè)計(jì)。WINDODWS中文界面操作,，自動(dòng)采集測(cè)量數(shù)據(jù),，自動(dòng)計(jì)算結(jié)果，自動(dòng)生成出廠試驗(yàn)報(bào)告并打印輸出,，測(cè)量控制系統(tǒng)采用PLC編程控制,，特別適用于對(duì)產(chǎn)品要求較高和批量檢測(cè)試驗(yàn)的場(chǎng)合。
試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)介
背景
*和國(guó)家質(zhì)檢總局6月21日聯(lián)合印發(fā)《電機(jī)能效提升計(jì)劃（2013-2015年）》,，計(jì)劃提出到2015年累計(jì)推廣電機(jī)1.7億千瓦,，淘汰在用低效電機(jī)1.6億千瓦，實(shí)施電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技改1億千瓦,，實(shí)施淘汰電機(jī)再制造2000萬(wàn)千瓦,。
標(biāo)準(zhǔn)化電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)是銀河電氣響應(yīng)節(jié)能減排，針對(duì)電機(jī)能效提升計(jì)劃而推出的新型試驗(yàn)系統(tǒng),。標(biāo)準(zhǔn)化電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)將復(fù)雜系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化,、儀器化，提高了系統(tǒng)可靠性,，簡(jiǎn)化了安裝調(diào)試過(guò)程,，降低了系統(tǒng)成本。
工作原理
標(biāo)準(zhǔn)化電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)由試驗(yàn)電源,、電參數(shù)測(cè)試系統(tǒng),、試驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)、電機(jī)試驗(yàn)測(cè)控報(bào)表軟件等構(gòu)成。
電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)工作原理
試驗(yàn)臺(tái)由兩臺(tái)試驗(yàn)電源分別驅(qū)動(dòng)對(duì)拖的兩臺(tái)電機(jī),，一臺(tái)作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,，一臺(tái)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行；試驗(yàn)電源采用靜止變頻電源,，兩臺(tái)試驗(yàn)電源共用整流單元,，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能經(jīng)過(guò)試驗(yàn)電源反向整流為直流電后供電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)電源的逆變單元使用，電網(wǎng)只需補(bǔ)充兩臺(tái)電機(jī)的損耗,，相比電力測(cè)功機(jī)等直接消耗方案,，可節(jié)約用電70%~90%。
電參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)采用由變頻功率傳感器和變頻功率分析儀構(gòu)成的變頻功率測(cè)試系統(tǒng),。因此,，既能滿足工頻電機(jī)的低頻堵轉(zhuǎn)、超速等試驗(yàn)測(cè)試需要,，也能滿足變頻電機(jī)試驗(yàn)測(cè)試需要,，還可對(duì)試驗(yàn)電源的諧波等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試分析。
試驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)采用分布式測(cè)控系統(tǒng),，主要用于測(cè)量扭矩,、轉(zhuǎn)速、溫度等非電量參數(shù)和試驗(yàn)過(guò)程中需要監(jiān)視的電參量,。
試驗(yàn)過(guò)程由電機(jī)試驗(yàn)測(cè)控報(bào)表軟件控制,，試驗(yàn)結(jié)束自動(dòng)出具試驗(yàn)報(bào)告和電機(jī)合格判定。
構(gòu)成特點(diǎn)
1,、試驗(yàn)電源
試驗(yàn)電源采用靜止變頻電源,，滿足GB/T1032-2012和GB755-2008對(duì)電機(jī)試驗(yàn)電源的要求，受程序控制進(jìn)行相應(yīng)操作,。
2,、主電量測(cè)試
主電量測(cè)試采用變頻功率分析儀，滿足性能設(shè)計(jì)要求,，變頻功率傳感器對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中主要電參量進(jìn)行測(cè)量,，通過(guò)光纖傳輸?shù)皆囼?yàn)臺(tái)變頻功率分析儀。
3,、開(kāi)關(guān)量測(cè)控
采用分布式測(cè)控系統(tǒng)完成對(duì)包括電源柜,、測(cè)量開(kāi)關(guān)柜等系統(tǒng)中所有開(kāi)關(guān)的控制和測(cè)試。
4,、模擬量測(cè)試
采用分布式測(cè)控系統(tǒng)完成對(duì)8路溫度和1路扭矩及轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)試,，通過(guò)光纖傳輸?shù)皆囼?yàn)臺(tái)變頻功率分析儀。
5,、自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)
通過(guò)各接口完成對(duì)設(shè)備的通信控制、獲得試驗(yàn)過(guò)程的電量和非電量測(cè)量數(shù)據(jù)；
根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目完成對(duì)試驗(yàn)電源的配置,，對(duì)開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制,，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)項(xiàng)目的過(guò)程控制，完成試驗(yàn)過(guò)程,，并獲取相應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)；
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得試驗(yàn)結(jié)果,，形成試驗(yàn)報(bào)告,；
試驗(yàn)報(bào)告存儲(chǔ)、打印,。
測(cè)量要求
編輯
干擾影響
電機(jī)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng),，干擾是不可避免的，尤其是采用變頻器供電的變頻電機(jī)試驗(yàn),，其電磁干擾遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機(jī)組或調(diào)壓器供電的電機(jī)試驗(yàn),。
工頻測(cè)量一般采用互感器，而變頻測(cè)量,，一般采用霍爾電壓,、電流傳感器等。前者輸出信號(hào)較大,，一般是100V/,，后者輸出信號(hào)較小，一般在15V/500mA以內(nèi),。
對(duì)于相同的電磁環(huán)境,，信號(hào)越小，受干擾的影響越大,。也就是說(shuō),，前者干擾小，而信號(hào)大,，后者信號(hào)小,，而干擾大，此消彼長(zhǎng),，導(dǎo)致變頻電機(jī)試驗(yàn)測(cè)量受干擾的影響程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于工頻電機(jī)試驗(yàn),。
工況影響
電機(jī)試驗(yàn)工況復(fù)雜，不同工況對(duì)測(cè)量設(shè)備有不同的要求,，而相同測(cè)量設(shè)備,，在不同工況下精度不同。不同工況對(duì)測(cè)量的影響,，主要包括以下三個(gè)方面：
1,、幅值影響
同樣的試驗(yàn)臺(tái),，既可以做380V電機(jī)試驗(yàn)，也可以做10kV電機(jī)試驗(yàn),，能夠準(zhǔn)確測(cè)量10kV的電壓傳感器,，用于測(cè)量380V時(shí)，精度大大下降,；而同樣的一臺(tái)電機(jī),，空載試驗(yàn)與過(guò)載試驗(yàn)時(shí)，電流大小差異很大,，能準(zhǔn)確測(cè)量大電流的傳感器,，一般不能準(zhǔn)確測(cè)量小電流；這是顯而易見(jiàn)的道理,，正如用稱汽車的磅秤去稱人體重一樣,，精度大大下降。因此,，常規(guī)的設(shè)計(jì)是采用多個(gè)傳感器對(duì)不同大小的電壓和電流分別進(jìn)行測(cè)量,，就如：用磅秤稱汽車，用天平稱化學(xué)試劑一樣,，都可以獲得較高的測(cè)量精度,。
2、頻率影響
變頻電機(jī)試驗(yàn)要求在較寬的頻率范圍內(nèi)都能保證相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的測(cè)量精度,。
3,、相位影響（功率因數(shù)影響）
同樣的儀表或傳感器，有相對(duì)固定的角差（相位誤差）,，而相同的角差,，在不同功率因數(shù)時(shí)，對(duì)功率測(cè)量準(zhǔn)確度的影響是不同的,。并且,，功率因數(shù)越低，對(duì)精度的影響越大,。
然而,，大部分電參數(shù)測(cè)量?jī)x器儀表或傳感器在標(biāo)稱精度時(shí)，往往忽視了上述影響,，其標(biāo)稱的精度指標(biāo)只有在滿量程,，頻率為50Hz，功率因數(shù)為1時(shí),，能夠成立,。而對(duì)于實(shí)驗(yàn)實(shí)際需要的各種工況下，精度指標(biāo)下降或者未知,。這樣,，大大降低了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性,、科學(xué)性和可信性。
,，是一種新型的電參數(shù)測(cè)試系統(tǒng),，可直接對(duì)15kV、7kA的高電壓和大電流直接進(jìn)行測(cè)量,，并且測(cè)量模塊（功率單元）采用前端數(shù)字化技術(shù)，直接將被測(cè)信號(hào)數(shù)字化之后,，通過(guò)光纖將信號(hào)上傳至上位機(jī),，有效避免了電磁干擾的影響和傳輸環(huán)節(jié)的損耗。
變頻功率分析儀
而其標(biāo)稱精度的方法,，符合電機(jī)試驗(yàn)的實(shí)際需要：在電機(jī)試驗(yàn)實(shí)際需要的范圍內(nèi),，均能滿足標(biāo)稱的精度指標(biāo)。也就是說(shuō),，一般儀器或系統(tǒng)以“點(diǎn)”標(biāo)稱精度,，而該儀器（系統(tǒng)）以“寬范圍”標(biāo)稱精度：
電壓在額定值的0.75%~150%，電流在額定值的1%~200%,，頻率在0.1~400Hz,，功率因數(shù)在0.05~1范圍內(nèi)，均能達(dá)到標(biāo)稱精度指標(biāo),。
產(chǎn)品別稱
電機(jī)試驗(yàn)臺(tái),、電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)、電機(jī)綜合試驗(yàn)臺(tái),、電機(jī)綜合試驗(yàn)系統(tǒng),、交流電機(jī)綜合試驗(yàn)臺(tái)、直流電機(jī)綜合試驗(yàn)臺(tái).
產(chǎn)品特性
◆ 試驗(yàn)系統(tǒng)的基本組成
試驗(yàn)系統(tǒng)由試驗(yàn)電源,、動(dòng)力開(kāi)關(guān)屏柜,、信號(hào)傳感裝置與功率測(cè)量設(shè)備、自動(dòng)化試驗(yàn)測(cè)量單元和控制操作臺(tái)及交流電機(jī)試驗(yàn)軟件系統(tǒng),、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等部分組成,。型式試驗(yàn)中的負(fù)載設(shè)備可依據(jù)用戶要求選用陪試電機(jī)（包含直流發(fā)電機(jī)、交流發(fā)電機(jī),、繞線型轉(zhuǎn)子電機(jī)）,、電渦流測(cè)功機(jī)、磁粉測(cè)功機(jī),、磁粉制動(dòng)器等多種設(shè)備,，滿足不同電機(jī)的型式試驗(yàn)需要。
◆ 測(cè)量方式：采用微機(jī)測(cè)量
測(cè)量柜配置電流,、電壓傳感器,，中間環(huán)節(jié)采用信號(hào)調(diào)理接口模塊,，由計(jì)算機(jī)完成信號(hào)采集和測(cè)量任務(wù)。
◆ 控制方式：采用汽車級(jí)MCU直接控制
采用德國(guó)西門子公司汽車級(jí)的微型控制器進(jìn)行聯(lián)鎖控制,，聯(lián)鎖程序可根據(jù)用戶的要求定制,、修改，控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定,、系統(tǒng)可擴(kuò)展性好,。
◆ 操作方式：手動(dòng)操作和自動(dòng)操作方式并存
為避免微機(jī)故障時(shí)影響試驗(yàn)工作，采用手動(dòng)控制（面板按鈕操作）和自動(dòng)控制（計(jì)算機(jī)鍵盤/鼠標(biāo)操作）并存的方式,，不便采用自動(dòng)控制或微機(jī)出現(xiàn)故障,，可以采用手動(dòng)操作進(jìn)行試驗(yàn)。
◆ 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：試驗(yàn)結(jié)果保存工控機(jī)或服務(wù)器內(nèi)
微機(jī)試驗(yàn)臺(tái)配置國(guó)內(nèi)外原裝工業(yè)計(jì)算機(jī),，自動(dòng)試驗(yàn)的結(jié)果數(shù)據(jù)直接保存在試驗(yàn)工控機(jī)硬盤中,，手動(dòng)測(cè)量的數(shù)據(jù)可由人工輸入到試驗(yàn)軟件界面，再保存在存儲(chǔ)器內(nèi),，提供本機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)功能,，可以進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的本機(jī)查詢?cè)L問(wèn)，設(shè)計(jì)有試驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)生成功能并提供輸出打印功能（配置惠普多功能激光打印機(jī)）,。
技術(shù)參數(shù)
◆ 設(shè)計(jì)原則
以可靠性,、安全性、經(jīng)濟(jì)性,、實(shí)用性,、可操作性、可維護(hù)性為設(shè)計(jì)原則,，同時(shí)兼顧到*性,。
◆ 適用范圍
滿足額定電壓380V、660V,、1140V,、3300V,、6000V,、10000V；額定功率1 ~ 15000kW,，三相異步電動(dòng)機(jī)的出廠及檢修試驗(yàn),。
◆ 運(yùn)行條件
◇*控制室額定工作溫度+20℃，允許變化范圍0℃～45℃,，空氣相對(duì)濕度不超過(guò)85%,。
◇*控制室遠(yuǎn)離電磁場(chǎng)干擾與機(jī)械振動(dòng)，避免腐蝕性氣體的侵蝕,。
◇屏柜區(qū),、設(shè)備區(qū)環(huán)境溫度為-5℃～+45℃,，空氣相對(duì)濕度在+40℃時(shí)不超過(guò)80%，在+25℃時(shí)不超過(guò)85%,。
◇空氣中不得有過(guò)量的塵埃,、酸、鹽,、腐蝕及爆炸性氣體,。
◇安裝海拔不超過(guò)1000m。
◆ 測(cè)試項(xiàng)目
用戶可根據(jù)自身要求,，選擇如下試驗(yàn)項(xiàng)目：
◇環(huán)境溫度測(cè)量
◇絕緣電阻測(cè)量
◇直流電阻測(cè)量（計(jì)算三相電阻不平衡度）
◇工頻耐壓試驗(yàn)
◇匝間耐壓試驗(yàn)
◇空載試驗(yàn)（計(jì)算三相電流不平衡度）
◇堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)
◇加載試驗(yàn)
◇效率試驗(yàn)
◇溫升試驗(yàn),。
系統(tǒng)完成電壓測(cè)量、電流測(cè)量,、功率因數(shù)測(cè)量、有功率測(cè)量,、無(wú)功功率測(cè)量,，效率測(cè)量、頻率測(cè)量,、輸出轉(zhuǎn)矩,、輸出轉(zhuǎn)速、輸出功率,、溫升等的測(cè)量和計(jì)算,。
◆ 主要技術(shù)參數(shù)：
◇空載，堵轉(zhuǎn),、加載試驗(yàn),、溫升：
電流測(cè)量精度：0.2%FS±3d
電壓測(cè)量精度：0.2%FS±3d
功率測(cè)量精度：0.5%FS±3d
電流不平衡度計(jì)算：0.1%FS±3d
溫度測(cè)量精度：0.5%±2d
轉(zhuǎn)速測(cè)量精度：0.2%FS±3d
扭矩測(cè)量精度：0.2%FS±3d
◇工頻耐壓試驗(yàn)：
高壓電壓：0～30000V可調(diào)
高壓電流：0～3000mA
耐壓時(shí)間：0～9999S
◇匝間沖擊耐壓試驗(yàn)：
電壓峰值：< 30000V，可調(diào)
波前時(shí)間：< 0.5us,，可調(diào)
◇絕緣電阻測(cè)量
測(cè)量范圍：< 1000MΩ
測(cè)量精度：5%FS±5d
◇直流電阻測(cè)量：
測(cè)量電流：< 10A
測(cè)量電阻：0～200Ω
小分辨率：1uΩ
電阻不平衡度計(jì)算：0.1%FS±3d
測(cè)量精度：0.2%FS±3d
應(yīng)用范圍
科研單位,，如學(xué)校，實(shí)驗(yàn)室,；
企事業(yè)單位,，電機(jī)試驗(yàn)研發(fā)，出廠檢驗(yàn)等,；