矿用电动机加载试验台的设计研究铝丝焊线机
矿用电动机加载试验台的设计研究
矿用电动机加载试验台的设计研究 2011年12月09日 来源: 在煤矿生产中,经常发生电动机损坏的事故,严重影响正常生产。使用维护不当是造成电动机损坏的一个原因,更重要的是由于目前在电动机的使用和维修中,缺乏完善的质量检测手段,致使部分质量低劣的电动机投入井下使用,结果有的很快损坏,甚至完全报废。由于电动机是煤矿生产的关键设备,再加上井下作业条件恶劣,更换电动机时间长,因此电动机的损坏往往造成很大经济损失。为了保证电动机工作的可靠性,降低生产成本,我们设计了一套矿用电动机加载试验台,该试验台可对110 kW以下的矿用鼠笼式电动机进行加载试验,测试电动机在不同负载状态下的工作性能指标,以确保电动机的质量。测试指标包括各种负载状态下电动机的三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、温升、输出转速、转矩、输出功率和电动机效率等。该试验台加载平稳,使用操作简单,可集中控制,检测量全部由传感器检测,微机自动采集,并能自动打印试验报告。 1 系统组成及工作原理1.1 系统组成 电动机加载试验台包括加载平台及信号采集系统两部分。加载平台由加载液压站,转速、转矩传感器和被试电动机组成,如图1所示。 信号采集系统由传感器、信号处理电路、A/D板、扭矩仪、工控机等组成。如图2所示。1.2 工作原理 进行电机试验时,由双向变量液压泵,通过液压站上的电磁比例溢流阀给电动机加载,双向液压泵能够满足电动机正反转的要求,电磁比例溢流阀可实现连续平稳远程加载,一般试验时可按空载、半载、满载和120%负载进行。图1 电动机加载试验台的组成1—被试电动机;2—转矩转速传感器;3—加载泵;4—液压站图2 信号采集系统组成框图 试验参数由传感器检测,共设置了3只电流传感器,用于检测三相电动机的三相电流,3只电压传感器,用于检测电动机的三相电压,一只三相有功功率传感器,用于检测电动机的有功功率,一只三相无功功率传感器,用于检测电动机的无功功率。还设置了2只温度传感器,一只用于检测定子油温,一只用于检测液压站油温,一只压力传感器用于检测加载压力,以上传感器均输出0~5 V的模拟信号。平台上的转矩转速传感器,用于检测电动机出轴的转速和转矩。模拟信号由信号处理电路处理后,分两路,一路送数字仪表显示,一路由A/D板采集后送给工控机进行处理;转矩转速传感器检测信号由微机扭矩仪显示并通过RS-232串口送至工控机,由工控机进行处理。功率因数、电动机输出功率、电动机功率不是直接检测量,而是通过以上参数运算间接获得的。 2 液压加载系统设计2.1 组成 液压加载系统如图3所示。 图3 电动机加载试验台液压系统图1—补油泵;2—过滤器;3—低压表;4—低压安全阀;5—整流阀组;6—加载比例溢流阀;7—压力传感器;8—温度传感器;9—高压表;10—加载泵;11—流量计;12—冷却器;D1—补油泵电动机;D2—被试电动机2.2 工作原理 系统为一开式双向补油系统。试验时,加载液压泵通过电磁比例溢流阀给被试电机加载。整流阀组的作用是保证不管被试电机正转还是反转,补油泵均能为加载泵的吸油口补油,以满足电动机正反转的需要。加载液压泵的输出通过电磁比例溢流阀和流量计流回油箱,调整电磁比例阀的压力可以给加载液压泵加载,从而达到给电动机加载的目的,由于电磁比例溢流阀可以通过比例控制器远距离进行控制,因此加载过程可在控制室内完成,无需近台操作。2.3 系统设计 在进行液压系统设计时,按试验110 kW电动机,最大加载功率140 kW考虑,进行系统设计和元件选型。 液压站额定压力/MPa 25 最大压力/MPa 31.5 最大流量/L.min-1 275 液压阀全部采用插装件,结构简单,安装方便,主要液压元件选型如下: 加载液压泵 ZB125型轴向柱塞变量泵 额定压力/MPa 25 最大压力/MPa 31.5 排 量/mL.r-1 125 额定转速/r.min-1 2 200 最大加载功率/kW 140(能够满足110kW电动机的试验要求) 电磁比例溢流阀为意大利Atos公司的产品,主要参数如下: 额定压力/MPa 31.5 额定流量/L.min-1 300 该阀有2个先导阀,一个是安全阀,一个是先导比例阀,用于调节系统的压力,安全阀限定系统的最高压力
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