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鑄鐵平臺在高速永磁電機(jī)試驗(yàn)臺總成的應(yīng)用
閱讀：202 發(fā)布時間：2021-8-31所謂的電機(jī)，其實(shí)是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能向動能轉(zhuǎn)換的一種電磁裝置。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，是機(jī)械設(shè)備的動力源。常用的主要有交流異步電機(jī)和永磁電機(jī)兩種。永磁電機(jī)由于省去了勵磁裝置，簡化了結(jié)構(gòu)，因而，功率因數(shù)高，力矩慣量比大，永磁電機(jī)的體積和質(zhì)量較異步電機(jī)也的縮小了，同時降低了電機(jī)的溫升及配電設(shè)備容量，且轉(zhuǎn)子參數(shù)可測、控制性能好。
為進(jìn)一步減少能源消耗，隨著稀土提純和應(yīng)用技術(shù)的成熟，電機(jī)轉(zhuǎn)速越來越向高速方向發(fā)展，大量新型節(jié)能高速稀土永磁
電機(jī)被開發(fā)出來，高速永磁電機(jī)具有優(yōu)異的體積小、、功率密度高、能量密度高和高力矩慣量比等特點(diǎn)，成電機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。高速永磁電機(jī)在高速高精度機(jī)床、新能源領(lǐng)域發(fā)電設(shè)備、航天、航空領(lǐng)域大量使用，特別是被用于交通物流上使用的新能源汽車、輪船、電梯提升電機(jī)、機(jī)器人等新領(lǐng)域。
高速永磁電機(jī)試驗(yàn)臺的整體設(shè)計
1、試驗(yàn)臺構(gòu)成
試驗(yàn)臺主要包括：機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。機(jī)械系統(tǒng)由負(fù)載電機(jī)，負(fù)載對中機(jī)構(gòu)，高速聯(lián)軸器，轉(zhuǎn)矩傳感器，一體式增速箱，聯(lián)軸器，驅(qū)動電機(jī)(被試件)和鑄鐵平臺底座構(gòu)成。
2、試驗(yàn)臺的機(jī)械系統(tǒng)
機(jī)械系統(tǒng)包括：負(fù)載電機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、一體式增速箱、對中定位系統(tǒng)和試驗(yàn)平臺。其中，負(fù)載電機(jī)支座、負(fù)載電機(jī)、負(fù)載電機(jī)法蘭、膜片聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)矩傳感器、防護(hù)罩及其支座構(gòu)成了試驗(yàn)臺的驅(qū)動系統(tǒng)。
負(fù)載電機(jī)選用基于矢量控制的專用試驗(yàn)電機(jī)，其特點(diǎn)是：(1)基于矢量控制，可以在近零速下帶載啟動；(2)慣量小，動態(tài)性能好；(3)可連續(xù)運(yùn)行轉(zhuǎn)速可達(dá)8900r/min，高速性能好；(4)專 業(yè)試驗(yàn)電機(jī)，性高。
轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器特點(diǎn)是：法蘭式結(jié)構(gòu)，無軸承電流影響，可長期傳感器測量精度。在變頻驅(qū)動系統(tǒng)中使用的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器應(yīng)盡量避免高頻諧波可能對軸承產(chǎn)生的腐蝕作用。由于變頻器工作時可能產(chǎn)生高次諧波，此高次諧波可能在其附近工作的軸承內(nèi)形成軸承電流而腐蝕軸承，從而降低軸承壽命或影響設(shè)備的工作性能。法蘭式傳感器不使用軸承，可避免軸承電流的產(chǎn)生，從而提高測量裝置的性。
對中定位系統(tǒng)位于負(fù)載電機(jī)和增速箱輸入軸之間，其作用有兩個：(1)通過結(jié)構(gòu)約束，提高負(fù)載電機(jī)和增速箱輸入軸的同心度；(2)起安 全保護(hù)作用。
試驗(yàn)平臺為試驗(yàn)臺的底座，由于臺架主軸轉(zhuǎn)速較高，因此作為試驗(yàn)平臺主體基座的鑄鐵平臺必 須有足夠的自重和抗震能力。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，鑄鐵平臺厚度不低于350mm，材料為球墨鑄鐵QT350。
3、控制系統(tǒng)設(shè)計
控制系統(tǒng)主要包括：試驗(yàn)電機(jī)控制、負(fù)載模擬控制和潤滑系統(tǒng)控制。負(fù)載模擬控制主要是完成對負(fù)載電機(jī)的變頻控制。其中變頻控制系統(tǒng)選用ABBACS880智能變頻系統(tǒng)。其特點(diǎn)是：(1)智能化程度高；(2)四象限運(yùn)行，可以很好的模擬多種負(fù)載工況；(3)可以跟多種控制器進(jìn)行電封閉協(xié)調(diào)控制，能量回收率不低于70%。潤滑系統(tǒng)主要是通過西門子PLC完成，主要是控制噴油系統(tǒng)的流量和注油時間和節(jié)拍。
開發(fā)的高速永磁電機(jī)試驗(yàn)臺，使各測試部件集中為一個平臺臺架上，成為一個整體單元，結(jié)構(gòu)緊湊，控制和軟件系統(tǒng)操作方便，檢查數(shù)據(jù)，測試精度高。實(shí)現(xiàn)了對高速永磁電機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)、技術(shù)參數(shù)和負(fù)載情況的檢測及驗(yàn)證。