專利名稱：一種高壓泵性能測(cè)試的拖動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓泵性能測(cè)試的拖動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
泵類負(fù)載通常采用鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由于以往交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)未成熟， 導(dǎo)致異步電機(jī)只能在恒速狀況下運(yùn)行，當(dāng)需要調(diào)節(jié)流量時(shí)，一般通過節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)系統(tǒng)處于小流量工作狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)的功率大部分消耗在節(jié)流環(huán)節(jié)上，能量損失非常大。直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)先后誕生于19世紀(jì)，距今已有100多年的歷史，并已成為動(dòng)力機(jī)械的主要驅(qū)動(dòng)裝置。但是，由于技術(shù)上的原因，在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，占整個(gè)電力拖動(dòng)系統(tǒng)80%左右的恒速拖動(dòng)系統(tǒng)中采用的是交流電動(dòng)機(jī)(包括異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī))，而在需要進(jìn)行調(diào)速控制的拖動(dòng)系統(tǒng)中則基本上采用的直流電動(dòng)機(jī)。眾所周知，由于結(jié)構(gòu)上的原因，直流電動(dòng)機(jī)存在以下缺點(diǎn)(1)需要定期更換電刷和換向器，維護(hù)保養(yǎng)困難，壽命較短；(2)由于直流電動(dòng)機(jī)存在換向火花，難以應(yīng)用于存在易燃易爆氣體的惡劣環(huán)境；(3)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以制造出大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的直流電動(dòng)機(jī)。而與直流電動(dòng)機(jī)相比，交流電動(dòng)機(jī)則具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，工作可靠，易于維護(hù)保養(yǎng)；(2)不存在換向火花，可以應(yīng)用于存在易燃易爆氣體的惡劣環(huán)境；(3)容易制造出大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的交流電動(dòng)機(jī)。因此，很久以來，人們希望許多場(chǎng)合下能夠用可調(diào)速的交流電動(dòng)機(jī)來代替直流電動(dòng)機(jī)，并在交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制方面進(jìn)行了大量的研究開發(fā)工作。但是，直至20世紀(jì)70 年代，交流調(diào)速系統(tǒng)的研究開發(fā)方面一直未能得到真正能夠令人滿意的成果，也因此限制了交流調(diào)速系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。也正是因?yàn)檫@個(gè)原因，在工業(yè)生產(chǎn)中大量使用的諸如風(fēng)機(jī)、水泵等需要進(jìn)行調(diào)速控制的電力拖動(dòng)系統(tǒng)中不得不采用擋板和閥門來調(diào)節(jié)風(fēng)速和流量。這種做法不但增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，也造成了能源的浪費(fèi)。經(jīng)歷了 20世紀(jì)70年代中期的第2次石油危機(jī)之后，人們充分認(rèn)識(shí)到了節(jié)能工作的重要性，并進(jìn)一步重視和加強(qiáng)了對(duì)交流調(diào)速技術(shù)的研究開發(fā)工作。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和控制理論的發(fā)展，電力半導(dǎo)體器件和微處理器的性能的不斷提高，變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)也得到了顯著的發(fā)展。隨著各種復(fù)雜控制技術(shù)在變頻器中的應(yīng)用，變頻器的性能不斷提高，而且應(yīng)用范圍也越來越廣。目前變頻器不但在傳統(tǒng)的電力拖動(dòng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，而且?guī)缀跻呀?jīng)擴(kuò)展到了工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域，并且在空調(diào)、洗衣機(jī)、電冰箱等家電產(chǎn)品中也得到了廣泛應(yīng)用。變頻器技術(shù)是一門綜合性的技術(shù)，它建立在控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)之上，并隨著這些基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展而不斷得到發(fā)展。隨著電力電子器件的發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)也隨之成熟起來。變頻調(diào)速能實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的無級(jí)調(diào)速，系統(tǒng)的流量控制不再采用節(jié)流閥，而是通過電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速這一方式來實(shí)現(xiàn)，消除了主要耗能環(huán)節(jié)，節(jié)能效果明顯。變頻調(diào)速技術(shù)越來越多地應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。
3現(xiàn)在，液壓泵的使用場(chǎng)合幾乎都采用變頻調(diào)速技術(shù)，以響應(yīng)國(guó)家關(guān)于節(jié)能減排的號(hào)召。目前市場(chǎng)上液壓試驗(yàn)臺(tái)功率最高可查到的是160KW，不適用于更高功率液壓泵的試驗(yàn)要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種高壓泵性能測(cè)試的拖動(dòng)系統(tǒng)，該拖動(dòng)系統(tǒng)中引進(jìn)了變頻技術(shù)，變頻無極調(diào)速，低碳節(jié)能，該拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的功率為200KW，最高轉(zhuǎn)速可達(dá) 3 OOOr i xxn。本實(shí)用新型的特征在于一種高壓泵性能測(cè)試的拖動(dòng)系統(tǒng)，包括安裝在基座上的被測(cè)液壓泵、異步電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x，其特征在于所述異步電動(dòng)機(jī)由用于變頻調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變頻器調(diào)節(jié)控制，所述異步電動(dòng)機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x傳動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x的輸出軸與被測(cè)液壓泵傳動(dòng)連接。上述轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x的輸出軸經(jīng)泵架和泵套與被測(cè)液壓泵傳動(dòng)連接。上述轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x的測(cè)量信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)相連接。上述異步電動(dòng)機(jī)的功率為200KW。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型采用的是變頻器進(jìn)行無極調(diào)速，具有節(jié)能的效果；2、本實(shí)用新型的高壓泵性能測(cè)試的拖動(dòng)系統(tǒng)的功率最高可達(dá)到200KW，而且轉(zhuǎn)速可達(dá) 3000r/min，能帶動(dòng)的測(cè)試泵范圍更加廣泛。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。圖中1為變頻器；2為異步電動(dòng)機(jī)；3為轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x；4為泵架；5為聯(lián)軸器；6
為基座。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提供的高壓泵性能測(cè)試的拖動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施例做具體說明。請(qǐng)參看附圖1，本實(shí)用新型的一種高壓泵性能測(cè)試的拖動(dòng)系統(tǒng)，包括變頻器1、異步電動(dòng)機(jī)2、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x3、泵架4和其他的輔助元件，如聯(lián)軸器5、泵架4與被測(cè)液壓泵之間的輔助泵套，以及變頻器1、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x3、電源之間的電氣連接導(dǎo)線等。 變頻器1與異步電動(dòng)機(jī)2通過電氣連接，用于控制異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的無級(jí)調(diào)速，有利于該拖動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能。異步電動(dòng)機(jī)2與轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x3靠聯(lián)軸器5相連，通過轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x3可測(cè)得的異步電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩信號(hào)，如需要可傳遞至計(jì)算機(jī)等后續(xù)設(shè)備進(jìn)一步處理。轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x3另一端通過聯(lián)軸器5與泵架4相連，泵架4的輸出接口，是一種通用的機(jī)械連接端口，通過泵套將泵架的通用輸出端口轉(zhuǎn)換成與各種型號(hào)的被測(cè)液壓泵相匹配的連接接口，這樣就可以實(shí)現(xiàn)從異步電動(dòng)機(jī)2到被測(cè)液壓泵的能量和運(yùn)動(dòng)傳遞。由于泵架4采用的是通用輸出接口，只需要再配上合適的泵套，就可以實(shí)現(xiàn)泵架與不同系列泵的機(jī)械連接。[0024]與被試泵的相關(guān)的其它輔助設(shè)備，如漏油箱，油箱等等均為本專利所需要的輔助設(shè)備，但均不在本專利的討論范圍之內(nèi)。1、異步電動(dòng)機(jī)的選用說明交流電機(jī)作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵元器件，其正確選擇是至關(guān)重要的。(1)轉(zhuǎn)速本拖動(dòng)系統(tǒng)需要檢測(cè)被測(cè)液壓泵在不同轉(zhuǎn)速下的性能數(shù)據(jù)，其測(cè)試轉(zhuǎn)速在 (T3000r/min 之間。(2)功率及扭矩本拖動(dòng)系統(tǒng)為高功率液壓泵性能試驗(yàn)臺(tái)，所需驅(qū)動(dòng)功率為200kW，綜上考慮，交流電機(jī)所需功率仍按200kW選擇。通過以上考慮以及查相應(yīng)的技術(shù)手冊(cè)，最終選定電機(jī)型號(hào)為Y315L2-2，由于采用功率回收，因此電機(jī)需要雙輸出軸，本系統(tǒng)所用電機(jī)為湘電集團(tuán)有限公司特制的雙軸伸異步電動(dòng)機(jī)。交流電機(jī)變頻調(diào)速經(jīng)歷近20年的發(fā)展及應(yīng)用，已逐步被人們接受并成為當(dāng)代電機(jī)調(diào)速的主流。由于變頻器體積小、重量輕、精度高、工藝先進(jìn)、功能豐富、保護(hù)齊全、可靠性高、操作簡(jiǎn)便、通用性強(qiáng)、易形成閉環(huán)控制等優(yōu)點(diǎn)，它優(yōu)于以往的任何調(diào)速方式。2、本系統(tǒng)采用富士的FRN200P11S-4CX型變頻器對(duì)交流異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)說明由于彈性柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，安裝方便，不用潤(rùn)滑，不需要與金屬硫化粘結(jié)，更換彈性套方便，不用移動(dòng)半聯(lián)軸器，具有一定補(bǔ)償兩軸相對(duì)偏移和減振緩沖性能。適用于安裝底座剛性好、對(duì)中精度較高、沖擊載荷不大、對(duì)減振要求不高的軸系傳動(dòng)，因而受到廣泛應(yīng)用。本系統(tǒng)選用滄州天碩聯(lián)軸器有限公司的B1101-66-80-100型泵用彈性套柱銷聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)矩為. "二，其特點(diǎn)如下①彈性套柱銷聯(lián)軸器的柱銷上套有橡膠圈，具有彈性和補(bǔ)償軸線位移的能力，但相對(duì)角位移較大時(shí)，易磨損，所以要求拖動(dòng)系統(tǒng)中各個(gè)元件的同軸度滿足一定的精度要求；②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，更換容易，尺寸小，質(zhì)量輕，傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，廣泛應(yīng)用于各種旋轉(zhuǎn)泵中； ③許用相對(duì)徑向位移0. ΙΟ. 2mm ；許用相對(duì)角位移O度40分；④兩軸軸線相對(duì)位移產(chǎn)生的附加徑向載荷為(0. Γθ. 3)Ρ。因此，本實(shí)施例聯(lián)軸器均設(shè)計(jì)為彈性柱銷聯(lián)軸器。、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x的選用說明轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x是用來測(cè)量被試泵的輸入扭矩及轉(zhuǎn)速的裝置，轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速是液壓泵性能測(cè)試的兩個(gè)重要的參數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)的測(cè)量精度直接影響液壓泵性能測(cè)試的準(zhǔn)確性和可靠性。本系統(tǒng)選用湘儀動(dòng)力的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x，由JC2C型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和JW-3扭矩儀兩部分組成，附圖1上安裝的是JC2C型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，其基本原理是通過彈性軸、兩組磁電信號(hào)發(fā)生器，把被測(cè)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成具有相位差的兩組交流電信號(hào)，這兩組交流電信號(hào)的頻率相同且與軸的轉(zhuǎn)速成正比，而其相位差的變化部分又與被測(cè)轉(zhuǎn)矩成正比。其主要技術(shù)參數(shù)為額定轉(zhuǎn)矩1"=800雙-1 ，使用轉(zhuǎn)速范圍11=0~40 ^1 1&1 ,它們都能滿足系統(tǒng)要求。JW-3扭矩儀是與JC2C型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器配套使用的二次儀表，其功能豐富，擁有模擬輸入，模擬輸出，開關(guān)量輸入，開關(guān)量輸出，頻率輸入等多種擴(kuò)展功能，模擬輸入可以適應(yīng)(T5V和廣5V (4 20mA)，模擬輸出可提供(T5V，4 20mA等多種形式。將傳感器的兩個(gè)輸出信號(hào)接入扭矩儀，即可在扭矩儀的液晶顯示屏上顯示扭矩和轉(zhuǎn)速值，同時(shí)扭矩儀還提供兩路標(biāo)準(zhǔn)模擬輸出(Γ20πιΑ )，這樣可以方便于采集卡對(duì)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號(hào)的采集。、基座基座1用于固定支撐拖動(dòng)系統(tǒng)各個(gè)元件。根據(jù)所述公開的實(shí)施例，可以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，這些實(shí)施例的各種修改是顯而易見的，并且這里定義的總體原理也可以在不脫離本發(fā)明的范圍和主旨的基礎(chǔ)上應(yīng)用于其他實(shí)施例。以上所述的實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高壓泵性能測(cè)試的拖動(dòng)系統(tǒng)，包括安裝在基座上的被測(cè)液壓泵、異步電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x，其特征在于所述異步電動(dòng)機(jī)由用于變頻調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變頻器調(diào)節(jié)控制，所述異步電動(dòng)機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x傳動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x的輸出軸與被測(cè)液壓泵傳動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓泵性能測(cè)試的拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x的輸出軸經(jīng)泵架和泵套與被測(cè)液壓泵傳動(dòng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓泵性能測(cè)試的拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x的測(cè)量信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓泵性能測(cè)試的拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述異步電動(dòng)機(jī)的功率為200KW。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種高壓泵性能測(cè)試的拖動(dòng)系統(tǒng)，包括安裝在基座上的被測(cè)液壓泵、異步電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x，其特征在于所述異步電動(dòng)機(jī)由用于變頻調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變頻器調(diào)節(jié)控制，所述異步電動(dòng)機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x傳動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x的輸出軸與被測(cè)液壓泵傳動(dòng)連接。該拖動(dòng)系統(tǒng)中引進(jìn)了變頻技術(shù)，低碳節(jié)能，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x與異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩的測(cè)量，然后將測(cè)得信號(hào)送到計(jì)算機(jī)，以便計(jì)算機(jī)進(jìn)一步處理，該拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的功率為200KW，采用變頻調(diào)速，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)。
文檔編號(hào)H02K17/30GK201994803SQ20102065465
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者張偉, 朱漢城, 祝榕生, 陳傳銘, 陳淑梅, 高增法 申請(qǐng)人:福州大學(xué)