電機系統(tǒng)節(jié)能測試平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電機系統(tǒng)測試平臺技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種節(jié)能型電機機型試驗、變頻系統(tǒng)效率試驗和變壓器效率測試平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]電機系統(tǒng)測試平臺是用于檢測電機性能和變頻器性能的實驗設(shè)備。適用于電機生產(chǎn)廠家以及電機和變頻器研宄機構(gòu)的測試。實驗項目包括電機機型試驗，變頻器效率試驗，變頻器和電機系統(tǒng)效率試驗以及變壓器的效率試驗等。
[0003]目前，國內(nèi)的電機生產(chǎn)廠家通常采用的試驗方式是:利用被試電機拖動測功機的方式對電機進行檢測，變頻電機僅測量工頻條件下的運行參數(shù)，測試的過程中需專業(yè)的測試人員對電機的各個環(huán)節(jié)進行測試；這種方式下，電機測試環(huán)節(jié)周期長，設(shè)備的精度低，人工參與比例高，測試過程中電能消耗大。變頻電機出廠后，需選取合適的變頻器協(xié)同工作，變頻器的選型一般都根據(jù)經(jīng)驗，選型的合適與否并沒有相關(guān)的測試數(shù)據(jù)作為依據(jù)。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供了一種電機系統(tǒng)測試平臺，解決目前電機測試平臺電能消耗嚴(yán)重，不能很好的測量不同頻率下電機系統(tǒng)的效率，使用過程中人工參與比例過高的問題。
[0005]本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0006]電機系統(tǒng)節(jié)能測試平臺，包括主電源柜、監(jiān)控測試平臺和多組電機測試系統(tǒng)，所述電機測試系統(tǒng)包括帶載變頻器、被試電機、扭矩傳感器、陪試電機和加載變頻器，所述主電源柜通過外接電源為整個測試平臺供電，主電源柜經(jīng)過調(diào)壓器和分線柜后直接為帶載變頻器供電，帶載變頻器控制被試電機的運行，被試電機和陪試電機通過扭矩傳感器相連接，帶載變頻器的輸出與被試電機的輸入相連，陪試電機的輸入與加載變頻器的二次側(cè)相連，陪試電機經(jīng)過加載變頻器將電能回饋到調(diào)壓器一次側(cè)，所述主電源柜連接輔助電源柜為扭矩傳感器及監(jiān)控測試平臺供電；所述監(jiān)控測試平臺用于測試、監(jiān)控和記錄帶載變頻器、被試電機、扭矩傳感器、陪試電機、加載變頻器和調(diào)壓器的電氣參數(shù)。
[0007]所述的監(jiān)控測試平臺包括功率分析儀，示波器和工控機；所述功率分析儀用來測量帶載變頻器輸入電壓、輸入電流、輸出電壓和輸出電流，被試電機運行時的轉(zhuǎn)速信號和轉(zhuǎn)矩信號；所述示波器用來觀測電機系統(tǒng)節(jié)能測試平臺運行時的電壓電流波形和被試電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩波形；所述工控機用來獲取電機節(jié)能測試平臺運行時的電氣參數(shù)，控制被試電機的運行速度，模擬被試電機的負(fù)載特性，繪制被試電機的測試報表。
[0008]所述電機測試系統(tǒng)采用能量回饋式結(jié)構(gòu)，帶載變頻器拖動被試電機按給定轉(zhuǎn)速運行，加載變頻器拖動陪試電機模擬被試電機的輸出負(fù)載特性；所述被試電機和陪試電機具有速度編碼器，所述帶載變頻器和加載變頻器具有速度采集模塊，所述被試電機的速度編碼器的輸出信號連接至帶載變頻器的速度采集模塊，陪試電機的速度編碼器輸出信號連接至加載變頻器的速度采集模塊，扭矩傳感器輸出的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩信號經(jīng)過五芯屏蔽電纜連接至功率分析儀的并口。
[0009]所述監(jiān)控測試平臺和電機測試系統(tǒng)之間采用串口線和網(wǎng)線相互連接，系統(tǒng)采用一主多從的通信方式，通過MODBUS和TCP/IP通信協(xié)議，實現(xiàn)電機系統(tǒng)節(jié)能測試平臺運行時電能參數(shù)的讀取以及電機測試系統(tǒng)的選擇和控制。
[0010]外部電壓由電纜引入主電源柜，經(jīng)過電壓母排和斷路器分別接到調(diào)壓器、輔助電源柜、和電機測試系統(tǒng)的加載變頻器，調(diào)壓器的輸出端連接到分線柜，經(jīng)過柜內(nèi)的母排和斷路器后，連接至電機測試系統(tǒng)的帶載變頻器；輔助電源柜內(nèi)采用強弱電分開布線的方式，監(jiān)控測試平臺、扭矩傳感器采用隔離變壓器隔離供電。
[0011]本實用新型的優(yōu)點是:電機系統(tǒng)節(jié)能測試平臺，采用高精度傳感器和先進的測量裝置保證了測試數(shù)據(jù)的真實性；回饋式電氣結(jié)構(gòu)，減少了電機測試時的能量浪費；利用工控機實現(xiàn)電機的自動測試，對生成的數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動計算和處理，并自動生成和打印測試報表，測試系統(tǒng)涵蓋了不同功率等級下的低壓異步電機；采用上位機直接通過通信的方式與變頻器相連，減少了 PLC的成本。整個電機系統(tǒng)節(jié)能測試平臺結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用方便。
【附圖說明】
[0012]附圖1，電機節(jié)能測試平臺硬件結(jié)構(gòu)圖；
[0013]附圖2，電機節(jié)能測試平臺電氣原理圖；
[0014]附圖3，電機節(jié)能測試平臺通信原理圖；
[0015]附圖4，電機節(jié)能測試平臺上位機監(jiān)測軟件流程圖；
[0016]附圖5，電機節(jié)能測試平臺上位機控制軟件流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0018]電機系統(tǒng)節(jié)能測試平臺，包括主電源柜1、監(jiān)控測試平臺6和多組電機測試系統(tǒng)4，所述電機測試系統(tǒng)4包括帶載變頻器、被試電機、扭矩傳感器、陪試電機和加載變頻器，電機節(jié)能測試平臺硬件結(jié)構(gòu)圖和電氣原理圖分別如圖1和圖2所示。外部電壓由電纜引入主電源柜1，經(jīng)過電壓母排和斷路器分別接到調(diào)壓器2、輔助電源柜5、和電機測試系統(tǒng)4的加載變頻器，調(diào)壓器2的輸出端連接到分線柜3，經(jīng)過柜內(nèi)的母排和斷路器后，連接至電機測試系統(tǒng)4的帶載變頻器。主電源柜預(yù)留風(fēng)機、桁車、開關(guān)、照明等設(shè)備的控制端口 ；輔助電源柜5內(nèi)采用強弱電分開布線的方式減小干擾的影響，監(jiān)控測試平臺、高精度電流互感器、扭矩傳感器、智能電表和光電隔離模塊采用隔離變壓器隔離供電。
[0019]監(jiān)控測試平臺6包括工控機、功率分析儀和示波器。功率分析儀主要用來獲取被試電機的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩和帶載變頻器兩端的電壓電流；轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速信號由扭矩傳感器測得，通過屏蔽電纜傳送至功率分析儀；電壓信號直接采用電壓鉗獲取，電流信號采用高精度電流互感器測得。示波器主要用來測量平臺運行時的瞬時電壓和電流波形，觀測扭矩傳感器的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩信號；工控機作為電機節(jié)能測試平臺的核心部分，用于帶載變頻器轉(zhuǎn)速的給定，加載變頻器轉(zhuǎn)速的讀取和轉(zhuǎn)矩的給定，測量數(shù)據(jù)的存儲和處理，測試報表的生成和打印等。
[0020]被試電機和陪試電機放在水平底板上，通過扭矩傳感器相連接。帶載變頻器的輸出與被試電機的輸入相連，陪試電機的輸入與加載變頻器的二次側(cè)相連。被試電機的轉(zhuǎn)速編碼器輸出信號連接到帶載變頻器的轉(zhuǎn)速采集模塊，陪試電機的轉(zhuǎn)速編碼器輸出信號連接到加載變頻器的轉(zhuǎn)速采集模塊。電機測試系統(tǒng)4分為3個子平臺:50KW以下測試系統(tǒng)，50KW?160KW測試系統(tǒng)，160KW以上測試系統(tǒng)。
[0021]電機系統(tǒng)節(jié)能測試平臺采用一主多從的通信方式，電機節(jié)能測試平臺通信原理圖如圖3所示。工控機作為主機，其他設(shè)備作為從機，通過M0DBUS-RTU通信協(xié)議與2塊智能電表和各電機測試系統(tǒng)中的帶載變頻器相連接，采用周期性方式向帶載變頻器發(fā)送轉(zhuǎn)速給定指令并讀取智能電表中的數(shù)據(jù)；通過TCP/IP協(xié)議與電機測試系統(tǒng)4中的加載變頻器相連接，周期性讀取陪試電機轉(zhuǎn)速編碼器的數(shù)據(jù)并向加載變頻器發(fā)送轉(zhuǎn)矩給定指令；通過功率分析儀自帶的串口通信協(xié)議，實現(xiàn)對功率分析儀測量數(shù)據(jù)的讀取。
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