[發明專利]坑埋式深冷電機型式實驗裝置及被試電機溫升計算方法

在審

• 申請號: 201611115810.7
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN106772034A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 鄒振東;王洪生
• 申請（專利權）人: 大連威克特工貿有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01K7/16
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 李洪福

技術領域

本發明涉及電機技術領域，特別是一種坑埋式深冷電機型式實驗裝置。

背景技術

電機的型式試驗包含了很多項目，如空載電流、空載損耗、效率、溫升、起動轉矩、最大轉矩等等。這些項目的檢測，需和實際使用工況相同或類似，不能有太大的差異，這對普通電機來說，一般的電機試驗站就完全能滿足要求。但對深冷電機來說，由于使用溫度(-100℃以下)大大低于室溫，電機繞組的電阻已發生了很大的變化，如還在常溫環境進行測試的話，其得到的結果會和實際情況嚴重偏離，這就失去了試驗的意義。

再有，常規電機的溫升測試，是用溫度計測量電機的表面溫度，當電機表面溫度在1小時內的變化不超過1K時，可認定電機的溫升達到了穩定狀態，這時再通過電阻法測量電機的電阻變化量換算出電機的溫升，也就是常說的電阻法。可這種方法并不適用于深冷電機，因為深冷電機在試驗時無法測量電機的表面溫度。即使通過預埋測溫元件的方法，由于液氮的溫度過低，測溫元件也存在著無法準確測量的風險。

圖1是國內各電機型式試驗站的標準模式，它包括聯軸器13、負載18、試驗平臺19和控制測試設備，負載18通過聯軸器13與被試電機12連接。測試設備包括強電柜1、操作臺2、電功率變送器3、工頻變送器4、功率因數變送器5、電流變送器6、電壓變送器7、三相電流互感器8、三相電壓互感器9、電阻測量儀10、環境及鐵芯溫度測試儀11、轉矩轉速采集卡14、扭矩儀15、轉矩轉速傳感器16、堵轉裝置17和加載控制柜20。從圖1中可看出，這些設備和儀器等均安裝在地面上，電機在測試時是采用臥式結構的，且沒有實現深冷的裝置。目前在電機行業內，即使是立式安裝電機，在進行型式試驗時也是采用臥式安裝(這并不會影響立式安裝電機的測試結果)的方式實現的。這使得深冷電機的型式試驗無法利用現有的試驗站進行。如果采用目前的試驗站進行深冷電機的測試，主要存在以下兩點問題：

1、無深冷裝置，電機無法實現深冷狀態下的運行；

目前的電機型式試驗站，當電機進行試驗時，環境溫度為室溫，即20℃左右，即使電機實際工況溫度不在這個范圍內，由于溫差變化不大，不會對測試結果產生實質性的影響。但是，在深冷(-100℃以下)環境下，由于和室溫的溫差太大，實驗室的環境溫度已不能滿足深冷電機的測試條件，所以必須具備深冷裝置。

2、現有的試驗站即使增加深冷裝置，也無法實現深冷電機的精確測試；

因為要實現深冷，必須有液氮，而臥式的結構必須實現液氮的密封。不說低溫密封材料選型困難，單就密封裝置產生的能量損失帶來的測量誤差就無法保證電機的效率、轉矩、電流等關鍵數據的真實性。

發明內容

為解決現有技術存在的上述問題，本發明要設計一套能模擬深冷測試環境并能精確測量電機參數的坑埋式深冷電機型式實驗裝置及被試電機溫升計算方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：坑埋式深冷電機型式實驗裝置，包括負載、升降機構、聯軸器、深冷裝置和控制測試設備，所述的負載采用立式方式安裝在升降機構上，升降機構安裝在地面上，所述的深冷裝置安裝在地坑里；被試電機采用底部固定方式立式安裝在深冷裝置中，被試電機通過聯軸器與負載連接，所述的控制測試設備安裝在地面上。

進一步地，所述的深冷裝置包括液氮罐、液氮和耐深冷保溫殼體，所述的液氮罐里充填液氮，液氮罐外為耐深冷保溫殼體。

進一步地，所述的耐深冷保溫殼體包括耐深冷硬質保溫材料的底板和耐深冷軟質保溫材料的側板。

進一步地，所述的耐深冷硬質保溫材料為Deltherm 68890或Pamitherm 41140；所述的耐深冷軟質保溫材料為玻璃棉。

坑埋式深冷電機型式實驗裝置的被試電機溫升計算方法，包括以下步驟：

利用被試電機的動力線測量被試電機的電阻，當被試電機的電阻在1小時內波動幅度不超過電阻基準值的0.4％時，認定溫升到達穩定狀態，通過計算該時間段的被試電機電阻值即換算出被試電機的溫升。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1、本發明的被試電機采用立式安裝方式，軸伸向上，被試電機直接浸沒在液氮里。較臥式安裝的優勢在于實現深冷用的液氮不會流出，因此無需密封。采用本發明的優點是不涉及到液氮的密封，因此無臥式安裝時為防止液氮從軸伸處流出而采取密封而導致的能量損耗，可精確測量電機的效率及各項技術參數，試驗精度等同于常規電機型式試驗臺。同時，坑埋式的立式安裝結構，可有效地避免由于低溫液氮泄漏對人體造成的潛在威脅。本發明填補了該技術領域的國內空白。