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1、礦用隔爆型一體式變頻電機試驗方法探究 【摘要】隨著變頻技術(shù)在電機上的應用越來越廣泛，礦用隔爆型一體式變頻電機也應運而生。在現(xiàn)有電機試驗技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對礦用隔爆型一體式變頻電機的特殊性，分析了其試驗的特殊要求和方法，所得結(jié)果可以作為類似新型電機試驗的參考?！娟P(guān)鍵詞】一體式；變頻電機；隔爆；試驗前言變頻電機可以適應不同工況條件下變速的要求，并與其它機械間匹配良好，應用前景廣闊。與普通電機相比，變頻電機一般具有產(chǎn)品功率密度高、轉(zhuǎn)矩大、過載能力強、操作簡便等特點，可在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)速度連續(xù)可調(diào)，啟動力矩較大，可實現(xiàn)低頻高效率啟動。因此，變頻電機廣泛地
2、應用于煤炭、冶金、石油化工等領(lǐng)域。由于煤炭開采的特殊性，對電機的要求非常高，礦用電機多為隔爆型。據(jù)有關(guān)資料報道：國內(nèi)首臺礦用隔爆型一體式變頻電機于2012年年底由北京某電機公司生產(chǎn)成功，且通過了國家礦用產(chǎn)品安全標志中心的試驗認證，代表著該產(chǎn)品可以在礦井下安全投入運行。但是，關(guān)于礦用隔爆型一體式變頻電機的試驗方法卻鮮有報道，這也是擺在我們面前的一道現(xiàn)實難題。51一體式變頻電機工作原理和特點如上圖，一體式變頻電機的下部為隔爆型三相變頻電機，上部為變頻器，尾部為濾波電抗器等。隔爆型三相變頻電機由定子、轉(zhuǎn)子、軸承、端蓋等組成。隔爆型變頻器組成由整流單元、
3、濾波單元、逆變單元、控制回路及檢測回路等組成。濾波電抗器箱由濾波器、電抗器和控制變壓器等組成。一體式變頻電機冷卻系統(tǒng)采用水冷方式，即變頻器與電機冷卻系統(tǒng)為整體水冷卻。與普通電機相比，一體式變頻電機一般具有下列特點：（1）絕緣性能好。變頻電機一般采用高分子絕緣材料和特殊的絕緣結(jié)構(gòu)以及真空壓力浸漆制造工藝，使電氣繞組的絕緣耐壓有很大提高。（2）散熱系統(tǒng)好、體積小。通過對水冷電機冷卻系統(tǒng)的拓展和延伸，使變頻功率模塊散熱與電機散熱系統(tǒng)連成一體，既可以達到預期的冷卻效果，又可以將一體式變頻電機的體積做得更小?？梢员Ｕ想姍C在任何轉(zhuǎn)速下都得到有效散熱。（3）與
4、普通電機相比，變頻電機一般需要經(jīng)過特殊的磁場設(shè)計，進一步抑制高次諧波磁場，滿足寬頻、節(jié)能和低噪音的要求和無轉(zhuǎn)矩脈動。5（4）與各類變頻器均具有良好的參數(shù)匹配，配合矢量控制，可實現(xiàn)高精度速度控制以及超低速無級調(diào)速的精準控制。2礦用隔爆型一體式變頻電機試驗的特殊要求與方法電機在交付客戶使用之前都要經(jīng)過嚴格的檢測和試驗，電機需試驗的項目和內(nèi)容非常多。電機出廠試驗一般包括：絕緣電阻測定、繞組冷態(tài)電阻測定、最大轉(zhuǎn)矩和最小轉(zhuǎn)矩測定、溫升試驗、空載試驗、堵轉(zhuǎn)試驗、負載試驗、耐壓試驗、振動試驗、噪聲試驗等。試驗方法大部分均參照GB/T22670-2008《變頻器
5、供電三相鼠籠感應電動機試驗方法》。由于礦用隔爆型一體式變頻電機的特殊性，這里考慮采用一臺直流電機和一體式變頻電機同軸相連的方法進行負載試驗，即一體式變頻電機通過被測變頻器來驅(qū)動，而直流電機則通過一臺直流可逆轉(zhuǎn)矩控制的直流調(diào)速器驅(qū)動。由于直流電機可以通過調(diào)速器進行精確的轉(zhuǎn)矩控制，可以隨意改變測試轉(zhuǎn)矩的方向和大小，因此可以實現(xiàn)被測電機的負載任意變化。圖1是礦用隔爆型一體式變頻電機負載試驗示意圖。采用此方法對礦用隔爆型一體式變頻電機進行負載試驗時，可實現(xiàn)各種轉(zhuǎn)速下高精度的加載，且兩個電機之間是同軸相連，加載時的響應速度基本可以達到同步。在試驗時，主要需
6、要注意以下幾個方面：5（1）在普通電機試驗中應用非常成熟的互感器技術(shù)不再適用于變頻電機試驗，其它傳感器技術(shù)也存在諸如電磁兼容等問題，需要采取一定的方法來消除這方面的影響。（2）針對變頻電機試驗的特殊要求，需要在變頻器基礎(chǔ)上研制出一種能夠輸出規(guī)則正弦波的特殊電源。（3）溫升試驗采用電阻法時，需要盡快測取電機繞組熱態(tài)電阻，需將變頻器輸出端與電機繞組進線端斷開后再測量電機繞組熱態(tài)電阻。（4）溫升試驗時，不光要對電機繞組、軸承進行溫度測量，同時也要對變頻功率模塊、輸入輸出濾波電抗及外殼進行溫升測試，達到相關(guān)標準要求。（5）一體式變頻電機在正常運行振動時的
7、穩(wěn)定性和可靠性試驗電機在正常的運行中會產(chǎn)生振動，從電機轉(zhuǎn)子的動平衡入手，要達到更高要求，使電機的振動要嚴格低于普通防爆變頻電機。在不可避免的電機振動環(huán)境下，采取措施抑制對變頻部分的影響。在各種負荷下做長時間的運行，觀察一體式變頻電機的運行情況。（6）一體式變頻電機在空載、半載和滿載條件下電磁兼容試驗一體式變頻電機在空載、半載和滿載條件下通過傳導和輻射測試儀器進行電磁兼容試驗和抗擾度試驗，防止外界的電磁環(huán)境對它產(chǎn)生不良影響。5（7）大部分電機試驗加載裝置均有速度反饋來進行加載裝置的保護，如果輸出轉(zhuǎn)速有波動，就會對試驗裝置和試驗過程造成影響。（8）變
8、頻器的供電電源如果與加載裝置的供電電源為一套進線系統(tǒng)，在試驗時就要考慮到變頻器運行時對加載裝置電源的污染。3結(jié)束語根據(jù)礦用隔爆型一體式變
