矿用电动机加载试验台系统组成与工作原理
在煤矿生产中，经常发生电动机损坏的事故，严重影响正常生产。使用维护不当是造成电动机损坏的一个原因，更重要的是由于目前在电动机的使用和维修中，缺乏完善的质量检测手段，致使部分质量低劣的电动机投入井下使用，结果有的很快损坏，甚至完全报废。由于电动机是煤矿生产的关键设备，再加上井下作业条件恶劣，更换电动机时间长，因此电动机的损坏往往造成很大经济损失。为了保证电动机工作的可靠性，降低生产成本，扬州拓普电气科技有限公司设计了TPDJC系列矿用电动机加载试验台，该试验台可对110kW以下的矿用鼠笼式电动机进行加载试验，测试电动机在不同负载状态下的工作性能指标，以确保电动机的质量。测试指标包括各种负载状态下电动机的三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、温升、输出转速、转矩、输出功率和电动机效率等。该试验台加载平稳，使用操作简单，可集中控制，检测量全部由传感器检测，微机自动采集，并能自动打印试验报告。
1、系统组成及工作原理
1.1 系统组成
电动机加载试验台包括加载平台及信号采集系统两部分。加载平台由加载液压站，转速、转矩传感器和被试电动机组成，如图1所示。
信号采集系统由 传感器、信号处理 电路、A/D板、扭矩仪、工控机等组成。如图2所示。
1.2 工作原理
进行电机试验时，由双向变量液压泵，通过液压站上的电磁比例溢流阀给电动机加载，双向液压泵能够满足电动机正反转的要求，电磁比例溢流阀可实现连续平稳远程加载，一般试验时可按空载、半载、满载和120%负载进行。
图1 电动机加载试验台的组成
1—被试电动机；2—转矩转速传感器；3—加载泵；4—液压站
图2 信号采集系统组成框图
试验参数由传感器检测，共设置了3只电流传感器，用于检测三相电动机的三相电流，3只电压传感器，用于检测电动机的三相电压，一只三相有功功率传感器，用于检测电动机的有功功率，一只三相无功功率传感器，用于检测电动机的无功功率。还设置了2只温度传感器，一只用于检测定子油温，一只用于检测液压站油温，一只压力传感器用于检测加载压力，以上传感器均输出0～5 V的模拟信号。平台上的转矩转速传感器，用于检测电动机出轴的转速和转矩。模拟信号由信号处理电路处理后，分两路，一路送数字仪表 显示，一路由A/D板采集后送给工控机进行处理；转矩转速传感器检测信号由微机扭矩仪显示并通过RS-232串口送至工控机，由工控机进行处理。功率因数、电动机输出功率、电动机功率不是直接检测量，而是通过以上参数运算间接获得的。
2、液压加载系统设计
2.1 组成
液压加载系统如图3所示。
图3 电动机加载试验台液压系统图
1—补油泵；2—过滤器；3—低压表；4—低压安全阀；
5—整流阀组；6—加载比例溢流阀；7—压力传感器；
8—温度传感器；9—高压表；10—加载泵；11—流量计；
12—冷却器；D1—补油泵电动机；D2—被试电动机
2.2 工作原理
系统为一开式双向补油系统。试验时，加载液压泵通过电磁比例溢流阀给被试电机加载。整流阀组的作用是保证不管被试电机正转还是反转，补油泵均能为加载泵的吸油口补油，以满足电动机正反转的需要。加载液压泵的输出通过电磁比例溢流阀和流量计流回油箱，调整电磁比例阀的压力可以给加载液压泵加载，从而达到给电动机加载的目的，由于电磁比例溢流阀可以通过比例控制器远距离进行控制，因此加载过程可在控制室内完成，无需近台操作。
2.3 系统设计
在进行液压系统设计时，按试验110kW电动机，最大加载功率140kW考虑，进行系统设计和元件选型。
液压站额定压力/MPa 25
最大压力/MPa 31.5
最大流量/L．min-1 275
液压阀全部采用插装件，结构简单，安装方便，主要液压元件选型如下：
加载液压泵 ZB125型轴向柱塞变量泵
额定压力/MPa 25
最大压力/MPa 31.5
排 量/mL．r-1 125
额定转速/r．min-1 2 200
最大加载功率/kW 140(能够满足110kW电动机的试验要求)
电磁比例溢流阀为意大利Atos公司的产品，主要参数如下：
额定压力/MPa 31.5
额定流量/L．min-1 300
该阀有2个先导阀，一个是安全阀，一个是先导比例阀，用于调节系统的压力，安全阀限定系统的最高压力，防止加载时一旦过载造成对电动机及液压系统和元件的损坏。电磁比例溢流阀是电动机加载试验台的关键元件，要求其工作平稳，加载可靠。
补油泵为CBL-5200型齿轮泵，主要参数如下：
额定压力/MPa 15
排 量/mL．r-1 2 000
3、结束语
该电动机试验台已在新汶矿务局汶南煤矿投入使用一年多，试验台运行平稳，可靠。到目前为止，已对20多台电动机进行了加载试验，经试验下井的电动机运行情况良好。
信息来源：www.topdq.com 信息整理：扬州拓普电气科技有限公司生技部
1、系统组成及工作原理
1.1 系统组成
电动机加载试验台包括加载平台及信号采集系统两部分。加载平台由加载液压站，转速、转矩传感器和被试电动机组成，如图1所示。
信号采集系统由 传感器、信号处理 电路、A/D板、扭矩仪、工控机等组成。如图2所示。
1.2 工作原理
进行电机试验时，由双向变量液压泵，通过液压站上的电磁比例溢流阀给电动机加载，双向液压泵能够满足电动机正反转的要求，电磁比例溢流阀可实现连续平稳远程加载，一般试验时可按空载、半载、满载和120%负载进行。
图1 电动机加载试验台的组成
1—被试电动机；2—转矩转速传感器；3—加载泵；4—液压站
图2 信号采集系统组成框图
试验参数由传感器检测，共设置了3只电流传感器，用于检测三相电动机的三相电流，3只电压传感器，用于检测电动机的三相电压，一只三相有功功率传感器，用于检测电动机的有功功率，一只三相无功功率传感器，用于检测电动机的无功功率。还设置了2只温度传感器，一只用于检测定子油温，一只用于检测液压站油温，一只压力传感器用于检测加载压力，以上传感器均输出0～5 V的模拟信号。平台上的转矩转速传感器，用于检测电动机出轴的转速和转矩。模拟信号由信号处理电路处理后，分两路，一路送数字仪表 显示，一路由A/D板采集后送给工控机进行处理；转矩转速传感器检测信号由微机扭矩仪显示并通过RS-232串口送至工控机，由工控机进行处理。功率因数、电动机输出功率、电动机功率不是直接检测量，而是通过以上参数运算间接获得的。
2、液压加载系统设计
2.1 组成
液压加载系统如图3所示。
图3 电动机加载试验台液压系统图
1—补油泵；2—过滤器；3—低压表；4—低压安全阀；
5—整流阀组；6—加载比例溢流阀；7—压力传感器；
8—温度传感器；9—高压表；10—加载泵；11—流量计；
12—冷却器；D1—补油泵电动机；D2—被试电动机
2.2 工作原理
系统为一开式双向补油系统。试验时，加载液压泵通过电磁比例溢流阀给被试电机加载。整流阀组的作用是保证不管被试电机正转还是反转，补油泵均能为加载泵的吸油口补油，以满足电动机正反转的需要。加载液压泵的输出通过电磁比例溢流阀和流量计流回油箱，调整电磁比例阀的压力可以给加载液压泵加载，从而达到给电动机加载的目的，由于电磁比例溢流阀可以通过比例控制器远距离进行控制，因此加载过程可在控制室内完成，无需近台操作。
2.3 系统设计
在进行液压系统设计时，按试验110kW电动机，最大加载功率140kW考虑，进行系统设计和元件选型。
液压站额定压力/MPa 25
最大压力/MPa 31.5
最大流量/L．min-1 275
液压阀全部采用插装件，结构简单，安装方便，主要液压元件选型如下：
加载液压泵 ZB125型轴向柱塞变量泵
额定压力/MPa 25
最大压力/MPa 31.5
排 量/mL．r-1 125
额定转速/r．min-1 2 200
最大加载功率/kW 140(能够满足110kW电动机的试验要求)
电磁比例溢流阀为意大利Atos公司的产品，主要参数如下：
额定压力/MPa 31.5
额定流量/L．min-1 300
该阀有2个先导阀，一个是安全阀，一个是先导比例阀，用于调节系统的压力，安全阀限定系统的最高压力，防止加载时一旦过载造成对电动机及液压系统和元件的损坏。电磁比例溢流阀是电动机加载试验台的关键元件，要求其工作平稳，加载可靠。
补油泵为CBL-5200型齿轮泵，主要参数如下：
额定压力/MPa 15
排 量/mL．r-1 2 000
3、结束语
该电动机试验台已在新汶矿务局汶南煤矿投入使用一年多，试验台运行平稳，可靠。到目前为止，已对20多台电动机进行了加载试验，经试验下井的电动机运行情况良好。
信息来源：www.topdq.com 信息整理：扬州拓普电气科技有限公司生技部
