電動機起動過程中的動態(tài)特性的在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動機的監(jiān)測系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明涉及一種電動機起動過程中的動態(tài)特性的在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的一種設(shè)備，電動機用途眾多，大至重型工業(yè)，小至小型玩具都有其蹤跡。我國電機產(chǎn)品雖然種類繁多，但效率普遍不高，嚴(yán)重存在"大馬拉小車"的現(xiàn)象，所以高效率的電動機越來越受到關(guān)注，測試電動機的能耗水平也成為人們重視的課題。
[0003]目前，在交直流電機和電動工具試驗中，常常使用到測功機這種測試設(shè)備，測功機主要測試電機的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率等參數(shù)
[0004]由于一些技術(shù)原因，目前的電力測功技術(shù)還是存在很多問題，包括:采用電渦流測功機或磁滯測功機測量電動機參數(shù)，存在軟件編程復(fù)雜，曲線設(shè)定、數(shù)據(jù)采集等技術(shù)難點；現(xiàn)有的技術(shù)在很難高速采集精確的數(shù)據(jù)，無法獲得電動機起動過程中的動態(tài)特性；現(xiàn)有的檢測系統(tǒng)造價較高，而且維護成本較大；現(xiàn)有檢測系統(tǒng)測試過程中發(fā)熱大，不節(jié)能環(huán)保。
[0005]所以亟須一套既可以安全穩(wěn)定測量，得到精確測量結(jié)果，并簡化監(jiān)測方法，節(jié)約成本的電動機起動過程中的動態(tài)特性的在線監(jiān)測系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種電動機起動過程中的動態(tài)特性的在線監(jiān)測系統(tǒng)，以安全穩(wěn)定地進行測試，得到精確監(jiān)測結(jié)果，并大大簡化了監(jiān)測方法，降低了測量成本。
[0007]為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種電動機起動過程中的動態(tài)特性的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括:
[0008]電源，其為交流電源；
[0009]調(diào)壓器，其與電源相連接，用于控制所述電源加到負(fù)載監(jiān)測電路上的電壓大小以間隔采樣；
[0010]綜合測試控制柜，其與所述調(diào)壓器相連接，并用于接收所述調(diào)壓器的輸出電流，所述綜合測試控制柜內(nèi)還包括電流表和第一電壓表，所述電流表和第一電壓表用于分別測試被測電動機輸入端的瞬態(tài)電流值和瞬態(tài)電壓值，同時所述綜合測試控制柜還用于控制負(fù)載監(jiān)測電路的通斷；
[0011]被測電動機，其與所述綜合測試柜相連接，并用于接收所述綜合測試控制柜的輸出電流，所述被測電動機上還安裝有電子溫度計；
[0012]瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測試儀，其用于接收所述被測電動機的輸出電流，所述瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測試儀包括:
[0013]磁電式轉(zhuǎn)速表，其由轉(zhuǎn)速傳感器和測量器組成，所述轉(zhuǎn)速傳感器與所述被測電動機的轉(zhuǎn)軸相連接，當(dāng)被測電動機的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，帶動所述轉(zhuǎn)速傳感器同步轉(zhuǎn)動，所述被測電動機產(chǎn)生的電壓和電流經(jīng)所述轉(zhuǎn)速傳感器傳輸至所述測量器，所述測量器通過測算出的電壓值和電流值得到所述被測電動機的瞬態(tài)轉(zhuǎn)速，所述磁電式轉(zhuǎn)速表在不影響電動機轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動情況下，得到所述被測電動機起動過程中的瞬態(tài)轉(zhuǎn)速；以及，
[0014]磁彈性轉(zhuǎn)矩儀，其包括磁彈性扭矩傳感器、測量電路和第二電壓表，所述第二電壓表用于測試所述被測電動機輸出端的瞬態(tài)電壓值，并通過所述測量電路將所測得的瞬態(tài)電壓值傳遞給磁彈性扭矩傳感器，所述磁彈性扭矩傳感器通過計算得出所述被測電動機的瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩，既可以得到所述被測電動機輸出端的瞬態(tài)電壓大小，又可以得出所述被測電動機起動過程中瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩；
[0015]數(shù)據(jù)采集及分析儀，其分別與所述綜合控制測試柜、所述被測電動機以及所述瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測試儀相連接，當(dāng)所述被測電動機起動時，所述綜合控制測試柜向所述數(shù)據(jù)采集及分析儀傳送所述被測電動機輸入端的瞬態(tài)電流值和瞬態(tài)電壓值；所述電子溫度計測出所述被測電動機起動時的瞬態(tài)溫度，并通過連接電路傳輸至所述數(shù)據(jù)采集及分析儀；所述瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測試儀將所測得的被測電動機起動過程中的瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩、瞬態(tài)轉(zhuǎn)速以及輸出端的瞬態(tài)電壓值傳輸給所述數(shù)據(jù)采集及分析儀；所述數(shù)據(jù)采集及分析儀將接收到的所述被測電動機輸入端的瞬態(tài)電流值和瞬態(tài)電壓值以及被測電動機起動過程中的瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩、瞬態(tài)轉(zhuǎn)速以及輸出端的瞬態(tài)電壓值結(jié)合所述被測電動機起動時的瞬態(tài)溫度進行分析，以判斷所述被測電動機的起動過程是否正常；所述數(shù)據(jù)采集及分析儀將所得數(shù)據(jù)進行收集和整合，以提高測試分析效率；
[0016]控制臺，其用于接收所述數(shù)據(jù)采集及分析儀傳輸?shù)姆治鼋Y(jié)果，并通過所述綜合測試控制柜控制負(fù)載監(jiān)測電路的通斷，以簡捷高效操作整個測試過程。
[0017]優(yōu)選的是，還包括變頻電動機，所述瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測試儀向所述變頻電動機輸出交流電頻率信號，所述變頻電動機通過接收到的交流電頻率信號調(diào)整轉(zhuǎn)速，以使所述變頻電動機產(chǎn)生的反電動勢高于所述電源的電動勢，減少能源消耗，降低測試成本。
[0018]優(yōu)選的是，還包括變頻控制柜，所述變頻電動機將反電動勢高于電源電動勢的差值電動勢傳輸給所述變頻控制柜，并由所述變頻控制柜將該差值電動勢逆變成與電源相同頻率、相同相位的交流電，通過電源回饋電網(wǎng)向所述電源傳輸所述交流電，以保證電能回饋穩(wěn)定進行，并消除對電網(wǎng)造成的諧波污染。
[0019]優(yōu)選的是，所述變頻控制柜另一端與所述變頻電動機相連接，在負(fù)載監(jiān)測電路工作時，所述變頻控制柜通過降低所述變頻電動機的運行頻率降低其轉(zhuǎn)速，以產(chǎn)生反電動勢。
[0020]優(yōu)選的是，所述電源的電壓波動不超過10%，以保證測試穩(wěn)定進行。
[0021]優(yōu)選的是，所述綜合測試控制柜中設(shè)置有互鎖裝置，當(dāng)所述負(fù)載監(jiān)測電路出現(xiàn)短路時，所述綜合測試控制柜的互鎖裝置控制所述綜合測試控制柜與所述被測電動機之間的連接斷開，以保護所述負(fù)載電路。
[0022]優(yōu)選的是，當(dāng)所述控制臺接收到所述被測電動機的溫度高于60攝氏度時，所述控制臺將溫度信息反饋給所述綜合測試控制柜，所述綜合測試控制柜自動停機以保護所述被測電動機。
[0023]本發(fā)明至少包括以下有益效果:由于包含精確的數(shù)據(jù)采集及分析儀，因此能夠高速穩(wěn)定地收集數(shù)據(jù)；由于包含調(diào)壓器，因此能夠按間隔采樣多組測試數(shù)據(jù)；由于包含變頻電動機和變頻控制柜，因此能夠?qū)⒍嘤嗟碾娔苡行Щ仞伣o電源，以達到節(jié)約測試成本效果；由于包含綜合測試控制柜，因此能保證電路安全，保證測試平穩(wěn)地進行。
[0024]本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的一個實施例中電動機起動過程中的動態(tài)特性的在線監(jiān)測系統(tǒng)電路的示意性電路圖；
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0027]實施例1
[0028]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實現(xiàn)形式，其中包括:
[0029]電源，其連接于220伏特交流電網(wǎng)，用于為整個電路提供電能，為了保證負(fù)載監(jiān)測電路穩(wěn)定，所述電源的電壓波動不超過10% ;
[0030]調(diào)壓器，其與電源相連接，用于控制所述電源加到負(fù)載監(jiān)測電路上的電壓大小，測試時分別選取170伏特、180伏特、190伏特、200伏特、210伏特和220伏特的電壓加到負(fù)載監(jiān)測電路，以在不同電壓下間隔采集數(shù)據(jù)；
[0031]綜合測試控制柜，其與所述調(diào)壓器相連接，并用于接收所述調(diào)壓器的輸出電流，所述綜合測試控制柜內(nèi)還包括電流表和第一電壓表，分別測試所述被測電動機輸入端的瞬態(tài)電流值和瞬態(tài)電壓值，同時所述綜合測試控制柜還用于控制負(fù)載監(jiān)測電路的通斷；
[0032]被測電動機，其與所述綜合測試柜相連接，并用于接收所述綜合測試控制柜的輸出電流，所述被測電動機上還安裝有電子溫度計，當(dāng)所述被測電動機起動時，所述電子溫度計測出所述被測電動機電阻的瞬態(tài)溫度，當(dāng)所述被測電動機電阻的溫度高于60度時，綜合測試控制柜將自動切斷電源以保護被測電動機免受損壞；并且當(dāng)所述被測電動機出現(xiàn)短路情況時，所述綜合測試控制柜的互鎖裝置控制所述綜合測試控制柜與所述被測電動機之間的連接斷開，以保護所述負(fù)載電路；
[0033]瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測試儀，其用于接收所述被測電動機的輸出電流，所述瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測試儀包括:
[0034]磁電式轉(zhuǎn)速表，其由轉(zhuǎn)速傳感器和測量器組成，所述轉(zhuǎn)速傳感器與所述被測電動機的轉(zhuǎn)軸相連接，當(dāng)被測電動機的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，帶動所述轉(zhuǎn)速傳感器同步轉(zhuǎn)動，所述被測電動機產(chǎn)生的電壓和電流經(jīng)所述轉(zhuǎn)速傳感器傳輸至所述測量器，所述測量器通過測算出的電壓值和電流值得到所述被測電動機的瞬態(tài)轉(zhuǎn)速；以及，
[0035]磁彈性轉(zhuǎn)矩儀，其包括磁彈性扭矩傳感器、測量電路和第二電壓表，所述第二電壓表用于測試所述被測電動機輸出端的瞬態(tài)電壓值，并通過所述測量電路將所測得的瞬態(tài)電壓值傳遞給磁彈性扭矩傳感器，所述磁彈性扭矩傳感器通過計算得出所述被測電動機的瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩；
[0036]變頻電動機，其與所述瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測試儀相連接，并用于接收所述所述瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速測試儀輸出電流，所述變頻電動機通過接收到的交流電頻率信號調(diào)整轉(zhuǎn)速，以使所述變頻電動機產(chǎn)生的反電動勢高于所述電源的電動勢，減少能源消耗，降低測試成本；
[0037]變頻控制柜，其一端與所述變頻電動機相連接，另一端與所述電源相連接，所述變頻電動機將所轉(zhuǎn)化的電能傳輸給所述變頻控制柜，并由所述變頻控制柜將所述電能逆變成與電源相同頻率、相同相位的交流電，通過電源回饋電網(wǎng)向所述電源傳輸所述交流電，以保證電能回饋穩(wěn)定進行，并消除對電網(wǎng)造成的諧波污染；
[0038]數(shù)據(jù)采集及分析儀，其分別與所述綜合控制測試柜、所述被測電