矿用电机试验台

矿用电机试验台概述

科学技术的发展对电机性能和质量指标提出了越来越高的要求，电机测试技术的发展与电机工业的发展是密切相关的。电机试验是对电机装配质量及技术性能综合评价的重要环节，是电机制造和生产的重要工序。传统的试验设备和方法由于操作时间长，需观测的仪器多，人工读取测试数据和进行数据分析、计算，在一定程度上影响了电机试验的质量和精度。随着电机设计水平、工艺水平的进一步提升，以及电机原材料的性能不断提高，电机的性能和质量指标有了很大的提高。因此，对电机测试技术的要求也日益提高。

随着科技水平的进步，提高电机试验测试效率、降低操作人员劳动强度、提高测试精度和试验质量势在必行，而由于测试理论的丰富、测试手段的进步、从来设备精度的提高以及自动化测试系统和电子计算机在测试中的广泛应用，电机的测试技术也确实有了突飞猛进的发展。

电机试验是利用仪器、仪表及相关设备，按照相关的规定，对电机制造过程中的半成品和成品，或以电机为主体的配套产品的电气性能、力学性能、安全性能及可靠性等技术指标进行的检验。通过这些检验，可以全部或部分的反映被试电机的相关性能数据，用这些数据，可以判断被试电机是否符合设计要求、品质的优劣以及改进的目标和方向。电机试验及检测是电机研究、生产和维修过程中*的重要环节。因此，对于从事电机研究、生产或维修的单位来说，具备一套符合要求的电机试验检测设备是非常有必要的。

HSXM-690S全自动电机试验台采用了*的虚拟仪器技术，把计算机强大的计算能力和仪器设备的硬件测量、控制能力结合在一起，通过软件实现对试验的控制和资料的运算、分析、处理、显示、打印及存储，使系统功能渊源超过一般仪器的简单组合，特别是在结果保存、波形存储、同步测量、试验报告生成、系统的扩张性、多功能等方面体现的优越性是传统手动试验台*的。

整系统全自动化、全微机化、高效率化，防误操作安全功能设计。WINDODWS中文界面操作，自动采集测量数据，自动计算结果，自动生成出厂试验报告并打印输出，测量控制系统采用PLC编程控制，特别适用于对产品要求较高和批量检测试验的场合。

矿用电机试验台简介

背景

*和国家质检总局6月21日联合印发《电机能效提升计划（2013-2015年）》，计划提出到2015年累计推广高效电机1.7亿千瓦，淘汰在用低效电机1.6亿千瓦，实施电机系统节能技改1亿千瓦，实施淘汰电机高效再制造2000万千瓦。 

标准化电机试验台是银河电气响应节能减排，针对电机能效提升计划而推出的新型试验系统。标准化电机试验台将复杂系统标准化、仪器化，提高了系统可靠性，简化了安装调试过程，降低了系统成本。

工作原理

标准化电机试验台由试验电源、电参数测试系统、试验测控系统、电机试验测控报表软件等构成。

电机试验台工作原理

试验台由两台试验电源分别驱动对拖的两台电机，一台作电动机运行，一台作发电机运行；试验电源采用静止变频电源，两台试验电源共用整流单元，发电机发出的电能经过试验电源反向整流为直流电后供电动机试验电源的逆变单元使用，电网只需补充两台电机的损耗，相比电力测功机等直接消耗方案，可节约用电70%~90%。

电参数测试系统采用由变频功率传感器和变频功率分析仪构成的变频功率测试系统。因此，既能满足工频电机的低频堵转、超速等试验测试需要，也能满足变频电机试验测试需要，还可对试验电源的谐波等参数进行测试分析。

试验测控系统采用分布式测控系统，主要用于测量扭矩、转速、温度等非电量参数和试验过程中需要监视的电参量。

试验过程由电机试验测控报表软件控制，试验结束自动出具试验报告和电机合格判定。

构成特点

1、试验电源

试验电源采用静止变频电源，满足GB/T1032-2012和GB755-2008对电机试验电源的要求，受程序控制进行相应操作。

2、主电量测试

主电量测试采用变频功率分析仪，满足性能设计要求，变频功率传感器对试验过程中主要电参量进行测量，通过光纤传输到试验台变频功率分析仪。

3、开关量测控

采用分布式测控系统完成对包括电源柜、测量开关柜等系统中所有开关的控制和测试。

4、模拟量测试

采用分布式测控系统完成对8路温度和1路扭矩及转速进行测试，通过光纤传输到试验台变频功率分析仪。

5、自动化试验台

通过各接口完成对设备的通信控制、获得试验过程的电量和非电量测量数据；

根据试验项目完成对试验电源的配置，对开关状态进行控制，通过软件设计实现试验项目的过程控制，完成试验过程，并获取相应的试验数据；

根据标准对试验过程获得的数据进行处理，获得试验结果，形成试验报告；

试验报告存储、打印。

测量要求

干扰影响

电机试验现场，干扰是不可避免的，尤其是采用变频器供电的变频电机试验，其电磁干扰远远大于机组或调压器供电的电机试验。

工频测量一般采用互感器，而变频测量，一般采用霍尔电压、电流传感器等。前者输出信号较大，一般是100V/5A，后者输出信号较小，一般在15V/500mA以内。

对于相同的电磁环境，信号越小，受干扰的影响越大。也就是说，前者干扰小，而信号大，后者信号小，而干扰大，此消彼长，导致变频电机试验测量受干扰的影响程度远远大于工频电机试验。

工况影响

电机试验工况复杂，不同工况对测量设备有不同的要求，而相同测量设备，在不同工况下精度不同。不同工况对测量的影响，主要包括以下三个方面：

1、幅值影响

同样的试验台，既可以做380V电机试验，也可以做10kV电机试验，能够准确测量10kV的电压传感器，用于测量380V时，精度大大下降；而同样的一台电机，空载试验与过载试验时，电流大小差异很大，能准确测量大电流的传感器，一般不能准确测量小电流；这是显而易见的道理，正如用称汽车的磅秤去称人体重一样，精度大大下降。因此，常规的设计是采用多个传感器对不同大小的电压和电流分别进行测量，就如：用磅秤称汽车，用天平称化学试剂一样，都可以获得较高的测量精度。

2、频率影响

变频电机试验要求在较宽的频率范围内都能保证相关标准要求的测量精度。

3、相位影响（功率因数影响）

同样的仪表或传感器，有相对固定的角差（相位误差），而相同的角差，在不同功率因数时，对功率测量准确度的影响是不同的。并且，功率因数越低，对精度的影响越大。

然而，大部分电参数测量仪器仪表或传感器在标称精度时，往往忽视了上述影响，其标称的精度指标只有在满量程，频率为50Hz，功率因数为1时，能够成立。而对于实验实际需要的各种工况下，精度指标下降或者未知。这样，大大降低了试验的准确性、科学性和可信性。

变频功率分析仪（如下图），是一种新型的电参数测试系统，可直接对15kV、7kA的高电压和大电流直接进行测量，并且测量模块（功率单元）采用前端数字化技术，直接将被测信号数字化之后，通过光纤将信号上传*位机，有效避免了电磁干扰的影响和传输环节的损耗。

变频功率分析仪

而其标称精度的方法，符合电机试验的实际需要：在电机试验实际需要的范围内，均能满足标称的精度指标。也就是说，一般仪器或系统以“点”标称精度，而该仪器（系统）以“宽范围”标称精度：

电压在额定值的0.75%~150%，电流在额定值的1%~200%，频率在0.1~400Hz，功率因数在0.05~1范围内，均能达到标称精度指标。

产品别称

电机试验台、电机试验系统、电机综合试验台、电机综合试验系统、交流电机综合试验台、直流电机综合试验台.

产品特性

◆ 试验系统的基本组成

试验系统由试验电源、动力开关屏柜、信号传感装置与功率测量设备、自动化试验测量单元和控制操作台及交流电机试验软件系统、数据库系统等部分组成。型式试验中的负载设备可依据用户要求选用陪试电机（包含直流发电机、交流发电机、绕线型转子电机）、电涡流测功机、磁粉测功机、磁粉制动器等多种设备，满足不同电机的型式试验需要。

◆ 测量方式：采用微机测量

测量柜配置电流、电压传感器，中间环节采用信号调理接口模块，由计算机完成信号采集和测量任务。

◆ 控制方式：采用汽车级MCU直接控制

采用德国西门子公司汽车级的微型控制器进行联锁控制，联锁程序可根据用户的要求定制、修改，控制系统性能稳定、系统可扩展性好。

◆ 操作方式：手动操作和自动操作方式并存

为避免微机故障时影响试验工作，采用手动控制（面板按钮操作）和自动控制（计算机键盘/鼠标操作）并存的方式，不便采用自动控制或微机出现故障，可以采用手动操作进行试验。

◆ 试验数据处理：试验结果保存工控机或服务器内

微机试验台配置国内外品牌原装工业计算机，自动试验的结果数据直接保存在试验工控机硬盘中，手动测量的数据可由人工输入到试验软件界面，再保存在存储器内，提供本机数据库功能，可以进行试验数据的本机查询访问，设计有试验报告自动生成功能并提供输出打印功能（配置惠普多功能激光打印机）。