一種水輪機測速校驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種水輪機測速校驗裝置。其特征在于水輪機測速校驗裝置由電源（1）、變頻器（2）、電動機（3）、旋轉(zhuǎn)編碼器（4）、接近開關(guān)（5）、調(diào)速信號器（6）、測速計（7）和電氣控制柜（8）組成，通過變頻器控制電機轉(zhuǎn)速，依照給定轉(zhuǎn)速值，調(diào)節(jié)頻率，達到相應(yīng)的給定轉(zhuǎn)速（頻率）。將和機組齒盤同齒數(shù)的小型齒盤固定在電動機的轉(zhuǎn)子上，并在相應(yīng)位置加裝待檢測的轉(zhuǎn)速信號器以及接近開關(guān)。結(jié)合給定轉(zhuǎn)速，通過轉(zhuǎn)速信號器和接近開關(guān)在電氣控制柜端反饋的轉(zhuǎn)速信號判斷兩者的準確性。
【專利說明】一種水輪機測速校驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種水輪機測速校驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市場上并沒有成型的測量裝置用于水輪機測速部件準確性的校驗。眾所周知，水輪機的測速，即對電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的測量。在水輪機調(diào)速系統(tǒng)中，這是一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。測量的準確與否直接關(guān)系到調(diào)速系統(tǒng)能否正常工作，能否可靠地運行?，F(xiàn)階段，我國水輪機微機調(diào)速器的測頻方法采取殘壓測頻、齒盤測頻相結(jié)合的方法。而殘壓測頻法、齒盤測頻法所依賴的主要硬件為轉(zhuǎn)速信號器和接近開關(guān)。所以對轉(zhuǎn)速信號器和接近開關(guān)準確性的檢測就顯得尤為重要。采集的信號準確度不僅直接影響到調(diào)頻的準確度，而且還也會影響到產(chǎn)出的電能質(zhì)量，更甚會威脅到整個系統(tǒng)的安全運行。
[0003]轉(zhuǎn)速信號器和接近開關(guān)屬于機組主要設(shè)備的附屬設(shè)備和輔助設(shè)備。此類設(shè)備的檢修是根據(jù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測以及評估結(jié)果和制造商的要求來確定檢修等級、檢修間隔，并穿插在機組各級檢修中執(zhí)行。結(jié)合小水電檢修的實際情況，對此類設(shè)備的檢測、維修是完全依賴于制造商的技術(shù)支持。從而不能及時有效的發(fā)現(xiàn)此類設(shè)備的問題，并在短時間內(nèi)對出現(xiàn)問題的設(shè)備進行維修或者是設(shè)備的更換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供了 一種水輪機測速校驗裝置。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是:一種水輪機測速校驗裝置，其特征在于水輪機測速校驗裝置由電源(I)、變頻器(2)、電動機(3)、旋轉(zhuǎn)編碼器(4)、接近開關(guān)(5)、調(diào)速信號器
[6]、測速計(7)和電氣控制柜(8)組成，電動機(3)由電源(I)供電，電動機(3)的轉(zhuǎn)速由變頻器(2)控制；旋轉(zhuǎn)編碼器(4)分別連接電動機(3)和測速計(7);電動機(3)的定子繞組采用星形連接，電動機(3)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速通過旋轉(zhuǎn)編碼器(4)輸出的電信號在測速計(7)上實時的反應(yīng)出；接近開關(guān)(5)和調(diào)速信號器(6)為待檢測器件，接近開關(guān)(5)和調(diào)速信號器
(6)在電動機(3)直接安裝，接近開關(guān)(5)與電動機(3)轉(zhuǎn)子上的齒盤安裝在同一水平面上，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，接近開關(guān)(5)捕捉齒盤的高低電頻信號，通過水電廠的配套設(shè)施電氣控制柜
(8)得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；調(diào)速信號器(6)是與電動機(3)同軸安裝，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，調(diào)速信號器(6 )將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信號送到電氣控制柜(8 )進行相應(yīng)的反應(yīng)，電氣控制柜(8 )為水輪機調(diào)速控制柜，電氣控制柜(8)起到監(jiān)視電機轉(zhuǎn)速功能。
[0006]本實用新型一種水輪機測速校驗裝置，其特征在于所述的電源(I)為380V交流電。
[0007]本實用新型一種水輪機測速校驗裝置，其特征在于所述的電源(I)三相電源三個繞組的末端連接在一起，成為一公共點，從始端A、B、C引出三條端線，三相電源是由頻率相同、振幅相等而相位依次相差120°的三個正弦電源以一定方式連接向外供電的系統(tǒng)。
[0008]本實用新型一種水輪機測速校驗裝置，其特征在于所述的測速計(7)為四位七段數(shù)碼管。
[0009]本實用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單的便攜式、可靠性強的水輪機測速校驗裝置。本實用新型主要用于對轉(zhuǎn)速信號器和接近開關(guān)準確性的檢測，降低了檢修成本，提高了檢修質(zhì)量、檢修周期。
[0010]鑒于測頻環(huán)節(jié)在水輪機調(diào)速系統(tǒng)中的重要性，本實用新型提供的檢測裝置，可以同時對轉(zhuǎn)速信號器和接近開關(guān)的準確性進行檢測，無論機組是在運行之初的低頻段還是在系統(tǒng)穩(wěn)定后的高頻段(相對于機組運行之初的頻率)，本實用新型都可以對其進行準確的檢測。從而保證測頻系統(tǒng)的準確性、可靠性。
[0011]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:通過變頻器控制電機轉(zhuǎn)速，依照給定轉(zhuǎn)速值，調(diào)節(jié)頻率，達到相應(yīng)的給定轉(zhuǎn)速(頻率)。將和機組齒盤同齒數(shù)的小型齒盤固定在電動機的轉(zhuǎn)子上，并在相應(yīng)位置加裝待檢測的轉(zhuǎn)速信號器以及接近開關(guān)。結(jié)合給定轉(zhuǎn)速，通過轉(zhuǎn)速信號器和接近開關(guān)在電氣控制柜端反饋的轉(zhuǎn)速信號判斷兩者的準確性。
[0012]本實用新型接近開關(guān)5、調(diào)速信號器6為待檢測器件，它們與本實用新型是無電路的直接安裝。其中接近開關(guān)5與電動機3轉(zhuǎn)子上的齒盤安裝在同一水平面上，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，接近開關(guān)5捕捉齒盤的高低電頻信號，通過水電廠的配套設(shè)施電氣控制柜8的到相應(yīng)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。調(diào)速信號器6是與電動機3同軸安裝，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，調(diào)速信號器6將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信號(信號源)送到電氣控制柜8進行相應(yīng)的處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖1是一種水輪機測速校驗裝置流程示意圖；
[0014]附圖2是水輪機測速校驗裝置變頻器硬件接線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]附圖3是水輪機測速校驗裝置電動機定子繞組星形接線示意圖；
[0016]附圖4是水輪機測速校驗裝置測速計顯示電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]附圖5是水輪機測速校驗裝置旋轉(zhuǎn)編碼器原理示意圖；
[0018]附圖中:1-為電源；2_為變頻器；3_為電動機；4_為旋轉(zhuǎn)編碼器；5_為接近開關(guān)；6-為調(diào)速信號器；7_為測速計；8_為電氣控制柜。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0020]實施例1:一種水輪機測速校驗裝置，水輪機測速校驗裝置由電源1、變頻器2、電動機3、旋轉(zhuǎn)編碼器4、接近開關(guān)5、調(diào)速信號器6、測速計7和電氣控制柜8組成，電動機3由電源I供電，電動機3的轉(zhuǎn)速由變頻器2控制；電動機3的定子繞組采用星形連接，測速計7通過旋轉(zhuǎn)編碼器4輸出的電信號，實時的反應(yīng)出電動機3轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；旋轉(zhuǎn)編碼器4分別連接電動機3和測速計7 ；電動機3轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速通過旋轉(zhuǎn)編碼器4輸出的電信號在測速計7上實時的反應(yīng)出；接近開關(guān)5和調(diào)速信號器6為待檢測器件，接近開關(guān)5和調(diào)速信號器6在電動機3直接安裝，接近開關(guān)5與電動機3轉(zhuǎn)子上的齒盤安裝在同一水平面上，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，接近開關(guān)5捕捉齒盤的高低電頻信號，通過水電廠的配套設(shè)施電氣控制柜8的到相應(yīng)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；調(diào)速信號器6是與電動機3同軸安裝，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，調(diào)速信號器6將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信號送到電氣控制柜8進行相應(yīng)的反應(yīng)，電氣控制柜8為水輪機調(diào)速控制柜，電氣控制柜8起到監(jiān)視電機轉(zhuǎn)速功能。電源I為380V交流電。電源I三相電源三個繞組的末端連接在一起，成為一公共點，從始端A、B、C引出三條端線，三相電源是由頻率相同、振幅相等而相位依次相差120°的三個正弦電源以一定方式連接向外供電的系統(tǒng)。測速計7為四位七段數(shù)碼管。變頻器(Variable-frequency Drive,VFD)主要由整流、濾波、逆變、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。本項目設(shè)計采用西門子變頻器MM420-0.75kW。電機采用上海德東電機YS小功率三相鋁殼電動機YS8024 (0.75kw)0旋轉(zhuǎn)編碼器:通過光電轉(zhuǎn)換，可將輸出軸的角位移轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出(REP)。測速計:將旋轉(zhuǎn)編碼器的電信號轉(zhuǎn)換為電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，并用AT89C2051高性能CMOS8位單片機為控制核心的電路將其顯示在四位七段數(shù)碼管的屏幕上。
[0021]接近開關(guān)5和調(diào)速信號器6為待檢測器件，電氣控制柜8為水輪機調(diào)速控制柜，能夠起到監(jiān)視電機轉(zhuǎn)速等功能。變頻器硬件接線圖以及電動機定子繞組星形接線。輸電線路采用三相四線制，電源I為380V交流電。當變頻器2工作前，先對其進行缺省的參數(shù)進行設(shè)置，其中主要包括:電動機額定數(shù)據(jù)，電壓、電流、頻率，線性V/f，50Hz時最大轉(zhuǎn)速，斜坡上升/下降時間等。參數(shù)設(shè)置完后，通過改變頻率控制電動機3轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速，電動機3的定子繞組采用星形連接。測速計7可以通過旋轉(zhuǎn)編碼器4輸出的電信號，實時的反應(yīng)出電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)上電后，由變頻器調(diào)節(jié)頻率改變電機轉(zhuǎn)速，當電動機的轉(zhuǎn)子達到額定轉(zhuǎn)速的115%時，即到達系統(tǒng)的報警狀態(tài)。此時，調(diào)速信號器6和接近開關(guān)5通過電氣控制柜8同時給上位機發(fā)送報警信號；當電動機的轉(zhuǎn)子達到額定轉(zhuǎn)速的140%時，即到達系統(tǒng)的事故停機狀態(tài)，此時，調(diào)速信號器6和接近開關(guān)5通過電氣控制柜8同時給上位機發(fā)送事故停機信號。如若在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的過程中，測速計7顯示的轉(zhuǎn)速達到了報警狀態(tài)或者是事故停機狀態(tài)的轉(zhuǎn)速，但是調(diào)速信號器6和接近開關(guān)5沒有發(fā)出相應(yīng)的動作信號，電氣控制柜8沒有正確的給出信號，說明調(diào)速信號器6和接近開關(guān)5有待校正。
[0022]整個控制系統(tǒng)，采用開環(huán)控制，作用時間短，能夠迅速的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達到理想值。所以本實用新型能夠快速、準確的對調(diào)速信號器和接近開關(guān)進行檢測。
[0023]變頻器接線R/S/T為變頻器電源的進線端子(50Hz)，U/V/W為電動機端子即為變頻器的輸出端子。
[0024]電動機定子繞組星形接線圖。把三相電源三個繞組的末端連接在一起，成為一公共點，從始端A、B、C引出三條端線，這種接法稱為“星形接法”。三相電源是由頻率相同、振幅相等而相位依次相差120°的三個正弦電源以一定方式連接向外供電的系統(tǒng)。
[0025]本實用新型測速計顯示電路圖。測速計為四位七段數(shù)碼管。該電路是以AT89C2051高性能CM0S8位單片機為控制核心的電路。片內(nèi)含2k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和128bytes的隨機數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單
J Li ο
[0026]本實用新型測速計是旋轉(zhuǎn)編碼器原理圖。旋轉(zhuǎn)編碼器是集光機電技術(shù)于一體的速度位移傳感器。當旋轉(zhuǎn)編碼器軸帶動光柵盤旋轉(zhuǎn)時，經(jīng)發(fā)光元件發(fā)出的光被光柵盤狹縫切割成斷續(xù)光線，并被接收元件接收產(chǎn)生初始信號。該信號經(jīng)后繼電路處理后，輸出脈沖。
[0027]接近開關(guān)5、調(diào)速信號器6為待檢測器件，他們與本實用新型是無電路的直接安裝。其中接近開關(guān)5與電動機3轉(zhuǎn)子上的齒盤安裝在同一水平面上，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，接近開關(guān)5捕捉齒盤的高低電頻信號，通過水電廠的配套設(shè)施電氣控制柜8的到相應(yīng)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。調(diào)速信號器6是與電動機3同軸安裝，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，調(diào)速信號器6將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信號(信號源)送到電氣控制柜8進行相應(yīng)的處理。
【權(quán)利要求】
1.一種水輪機測速校驗裝置，其特征在于水輪機測速校驗裝置由電源(I)、變頻器(2)、電動機(3)、旋轉(zhuǎn)編碼器(4)、接近開關(guān)(5)、調(diào)速信號器(6)、測速計(7)和電氣控制柜⑶組成，電動機⑶由電源⑴供電，電動機⑶的轉(zhuǎn)速由變頻器⑵控制；旋轉(zhuǎn)編碼器(4)分別連接電動機(3)和測速計(7);電動機(3)的定子繞組采用星形連接，電動機(3)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速通過旋轉(zhuǎn)編碼器(4)輸出的電信號在測速計(7)上實時的反應(yīng)出；接近開關(guān)(5)和調(diào)速信號器(6)為待檢測器件，接近開關(guān)(5)和調(diào)速信號器(6)在電動機(3)直接安裝，接近開關(guān)(5)與電動機(3)轉(zhuǎn)子上的齒盤安裝在同一水平面上，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，接近開關(guān)(5)捕捉齒盤的高低電頻信號，通過水電廠的配套設(shè)施電氣控制柜(8)得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；調(diào)速信號器(6)是與電動機(3)同軸安裝，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，調(diào)速信號器(6)將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信號送到電氣控制柜(8)進行相應(yīng)的反應(yīng)，電氣控制柜(8)為水輪機調(diào)速控制柜，電氣控制柜(8)起到監(jiān)視電機轉(zhuǎn)速功能。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種水輪機測速校驗裝置，其特征在于所述的電源(I)為380V交流電。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種水輪機測速校驗裝置，其特征在于所述的電源(I)三相電源三個繞組的末端連接在一起，成為一公共點，從始端A、B、C引出三條端線，三相電源是由頻率相同、振幅相等而相位依次相差120°的三個正弦電源以一定方式連接向外供電的系統(tǒng)。
【文檔編號】G01P21/02GK203732561SQ201420082678
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】龍洋, 鐘建偉, 方賢輝, 龔德州, 郎建勛, 陳洪, 李紹林, 朱波 申請人:湖北翔奧電力科技有限公司