礦用500kW電動機型式試驗裝置設計的應用研究

中煤科工集團重慶研究院有限公司 彭紅玲

礦用500kW電動機型式試驗裝置設計的應用研究

中煤科工集團重慶研究院有限公司 彭紅玲

電動機是把電能轉換成機械能的一種設備,在煤礦中得到廣泛應用。本文主要從空載、負載、堵轉等電動機試驗的檢測方法進行研究,設計出了一套電源品質高,能量反饋高、易調節、控制精度高的500kW電動機型式試驗裝置。

礦用;異步電動機;試驗裝置;變頻電源

引言

電動機是實現能量轉換和信號傳遞的電磁裝置,在現代煤礦生產運行中起著極其重要的作用。目前國內電動機型式試驗裝置電源主要采用發電機組與變頻電源兩種。此外,適用于異步電動機型式試驗的主要標準為GB/T 1032-2012《三相異步電動機試驗方法》,這個標準用以規范電動機的型式試驗電源及儀器儀表要求、檢驗方法等。但由于電力電子技術的飛速發展,現有的變頻電源正在逐步替代發電機組電源。

本文設計的500kW電動機型式試驗裝置具有電源品質高,負載能量反饋高、易調節、自動化集成度高、精度高、操作簡單等優點。

1.設計目標

研制一套能用于礦用500kW及以下三相異步電動機各項性能檢測的專用試驗裝置,能完成電動機的空載試驗、負載試驗、堵轉試驗、超速試驗、短時過轉矩等試驗性能。

2.電動機型式試驗裝置設計方案

2.1 電動機型式試驗裝置的設計原理

該試驗裝置采用的是低壓變頻數字電源(690V)作為試驗電源,數字電源采用了最新的"三電平+載波移相"的技術來大幅度提升電源的品質,使得變頻數字電源完全滿足并超過國家標準"GB/T 1032-2012 第4.2條"試驗電源 "中的要求。被試機和陪試機的電源之間通過直流母線回饋的模式進行試驗以達到節能的目的。

2.2 電動機型式試驗裝置的技術方案

該試驗裝置針對不同電壓等級的電動機采用不同的試驗技術方案,其方案介紹如下:

220V、380V電機試驗:試驗電源整流變壓器設計為兩檔輸入,選擇低檔位輸入,降低數字電源直流母線電壓,電源輸出波形完全滿足220、380V電機試驗試驗,電源1BP、2BP直接輸出分別給被試及陪試電機供電(合開關4KM1、4KM4),經測試系統1～2KC進行試驗,堵轉試驗可根據被試電機堵轉電流選擇單臺電源或兩臺電源并聯進行試驗。當被試380V電機試驗大于275KW時,380V電機試驗經過變壓器(變壓器三組副邊繞組并聯)進行試驗。

690V電機試驗:試驗電源整流變壓器選擇高檔位輸入,抬高數字電源直流母線電壓,試驗電源1BP、2BP直接輸出分別給被試及陪試電機供電(合開關4KM1、4KM4),經測試系統1～2KC進行試驗,堵轉試驗可根據被試電機堵轉電流選擇單臺電源或兩臺電源并聯進行試驗。

1140V電機試驗:試驗電源1BP、2BP經升壓變壓器(變壓器三組副邊繞組串聯)輸出分別給被試及陪試電機供電(合開關4KM2、4KM3),經測試系統1～2KC進行試驗,堵轉試驗可根據被試電機堵轉電流選擇單臺電源或兩臺電源并聯進行試驗。

2.3 該裝置完成試驗項目

該裝置能完快速完成一整套電動機型式試驗項目測試,其試驗操作如下:

絕緣電阻的測定、冷態直流電阻的測定、空載試驗、堵轉試驗、低頻堵轉試驗:負載試驗、效率的確定、溫升試驗包括:直接負載法:對拖法(自動完成)、等效負載法、降低電壓負載法、降低電流負載法、定子疊頻法(自動完成)、最大轉矩的測定(自動完成) 、最小轉矩的測定(自動完成)、T-N曲線的測定(自動完成,以數字電源輸出最大電流為限)包括:正向、反向曲線。加載時,最低轉速應<2%Ne。過轉矩試驗(自動完成,以數字電源輸出最大電流為限)超速試驗(自動完成)耐壓試驗(買方自備耐壓設備,人工完成,手動輸入)、短時升高電壓試驗:(自動完成)。

3.本變頻器型式試驗裝置優點

該試驗裝置測試系統采用湖南銀河電氣有限公司AnyWay寬帶功率測試系統。此測試系統電壓、電流測試精度為讀數的0.2%。全量程連續測試,主回路無需換檔。簡化了主接線,省去了換檔開關;節省了場地面積;前端數字化并以數字光信號輸出。傳輸過程中無損耗、無誤差、不怕干擾,并可遠距離傳輸。

試驗控制軟件人機界面友好,操作簡單方便,試驗過程中相關的參量在界面上實時反映,多數試驗項目只需點擊界面上的單個按鍵即可完成,極大的簡化了試驗操作過程,減少誤操作,提高了試驗站工作效率。

4.結束語

通過對礦用電動機的相關檢測技術研究,對參數的優化整合,本試驗裝置已具備精度高、檢驗項目齊全、自動化程度高、接線方便及操作簡單等優點,適用于不同類型、不同規格型號及不同電壓等級的礦用電動機的檢測。

[1]孫建忠,劉鳳春主編。電機與拖動[M]。北京:機械工業出版社,2007(6)。

[2]才家剛主編。三相異步電動機試驗檢測技術手冊[M]。上海:上海科學技術出版社,2014(10)。

[3]張加,平朝春。DC/DC變換器PWM控制的一種死區調節方法[J]。變流技術與電力牽引,2008.

[4]石玉,栗書賢。電力電子技術題例與電路設計指[M]。機械工業出版社,1998.

[5]GB/T1032-2012《三相異步電動機試驗方法》。

[6]GB 755-2008《旋轉電機 定額和性能》。

彭紅玲(1980-),女,河南汝南人,碩士,畢業于河南理工大學控制理論與控制工程專業,主要從事防爆電器性能檢驗工作。