專利名稱：同步發(fā)電機(jī)和同步電動機(jī)互饋系統(tǒng)的構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)聯(lián)動技術(shù)，具體為同步發(fā)電機(jī)和同步電動機(jī)互饋系統(tǒng)的構(gòu) 建方法。
.
背景技術(shù)：
減速機(jī)(器)制造完成后需進(jìn)行動力-負(fù)載測試。測試時將兩個減速機(jī)JS1、 JS2的低速軸端對接，然后用一個直流(調(diào)速)電動機(jī)DG (或帶調(diào)速裝置的交 流電動機(jī))拖動，同時在減速機(jī)的輸出軸端聯(lián)接一個發(fā)電機(jī)FG (作為減速機(jī)負(fù) 載)，發(fā)電機(jī)的電壓(電功率)輸出端連接一個(組)電負(fù)載(電阻R)(如附 圖1所示)。被測的減速機(jī)要想滿負(fù)荷運行，就需要大功率的直流電動機(jī)或帶調(diào) 速裝置的交流電動機(jī)拖動，并且需要大功率的發(fā)電機(jī)作負(fù)載；而大功率電機(jī)極 其控制裝置的制造復(fù)雜、成本極高；同時，發(fā)電機(jī)輸出的電能被白白浪費。因 此，上述的測試裝置成本高、浪費能源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有減速機(jī)動力-負(fù)載測試系統(tǒng)(裝置)成本高、浪費能源 等問題，提供一種至少可用于減速機(jī)動力-負(fù)載測試的同步發(fā)電機(jī)和同步電動機(jī) 互饋系統(tǒng)的構(gòu)建方法。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的同步發(fā)電機(jī)和同步電動機(jī)互饋系統(tǒng)的 構(gòu)建方法，選擇兩臺性能參數(shù)(如極數(shù)、額定電壓等)相同的同步電機(jī)，使其 中的一臺同步電機(jī)的定子可相對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動；將兩同步電機(jī)在轉(zhuǎn)子的機(jī)械相位(即
轉(zhuǎn)子相對定子的機(jī)械位置)保持相同的情況下同軸聯(lián)接；與兩同步電機(jī)同軸聯(lián) 接一個(調(diào)速)電動機(jī)；啟動電動機(jī)，帶動兩同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)，用示波器測試兩 同步電機(jī)輸出電壓(即空載電壓)的相位(由于兩同步電機(jī)的性能參數(shù)相同， 其輸出電壓的波形、幅值肯定相同)，轉(zhuǎn)動其中一臺同步電機(jī)的定子使兩同步電 機(jī)輸出電壓的相位相同(轉(zhuǎn)動定子的過程實質(zhì)上是將兩臺同步電機(jī)定子電樞相 對轉(zhuǎn)子的位置調(diào)節(jié)一致)，然后將兩同步電機(jī)的電樞輸出端以A、 B、 C相對C、 B、 A相的對應(yīng)關(guān)系連接(同步電機(jī)出廠時其電樞輸出端有明確的三相標(biāo)記)； 由于兩同步電機(jī)同軸連接后位置是相向的(即同端相對)，轉(zhuǎn)子相對定子的轉(zhuǎn)向 不同，因此其定子電樞的相序關(guān)系正好相反，以A、 B、 C相對C、 B、 A相的 對應(yīng)關(guān)系連接可保證兩同步電機(jī)的定子電樞以相同的相序進(jìn)行電連接。此時由 于兩同步電機(jī)的輸出電壓相序、相位、波形、幅值都完全相同，電連接后回路 中并沒有電流，兩同步電機(jī)不作功(沒有功率輸出)，因此兩同步電機(jī)的功率角 [勵磁(定子感應(yīng))電勢EO與端電壓U的夾角]為零，兩同步電機(jī)在電動機(jī)的拖 動下處于空載運行狀態(tài)；此時人為的轉(zhuǎn)動其中一臺同步電機(jī)的定子一個角度(即 通過轉(zhuǎn)動定子，人為地給該同步電機(jī)一個功率角)，該被轉(zhuǎn)動的同步電機(jī)將運行 于發(fā)電機(jī)或電動機(jī)狀態(tài)(順轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動一個角度，將使勵磁電勢EO超前 于端電壓U，該同步電機(jī)將運行于發(fā)電機(jī)狀態(tài)；反之，逆轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動一 個角度，將使勵磁電勢EO滯后于端電壓U，該同步電機(jī)將運行于電動機(jī)狀態(tài))， 另一同步電機(jī)將運行于電動機(jī)或發(fā)電機(jī)狀態(tài)；此時，兩同步電機(jī)之間將實現(xiàn)能 量互饋。電動機(jī)決定機(jī)組的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速外，還確定了同步電機(jī)運行狀態(tài)并且還 用于補(bǔ)償該互饋系統(tǒng)的損耗。在同步電機(jī)功率角的可調(diào)范圍內(nèi)，其中一臺同步 電機(jī)的定子人為轉(zhuǎn)動的角度越大，兩同步電機(jī)的輸出功率越大(也可通過調(diào)節(jié)兩同步電機(jī)的勵磁電流來調(diào)節(jié)輸出功率)，兩同步電機(jī)之間互饋的能量也越大， 作用在兩同步電機(jī)之間的轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩也越大。這樣，當(dāng)?shù)退佥S端對接的兩個 減速機(jī)聯(lián)接于兩同步電機(jī)之間的轉(zhuǎn)軸上時，即可對減速機(jī)進(jìn)行動力-負(fù)載測試， 而且測試系統(tǒng)中的電動機(jī)只需要較小的功率(足以補(bǔ)償系統(tǒng)的損耗)，通過調(diào)節(jié) 其中一臺同步電機(jī)的定子人為轉(zhuǎn)動的角度，即可調(diào)節(jié)減速機(jī)的負(fù)載功率，通過 調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)在不同負(fù)載功率下不同的轉(zhuǎn)速下減速機(jī)的動力-負(fù)載測試。通過能量互饋系統(tǒng)，有效地利用和節(jié)約了能源。
本發(fā)明給出了一種同步發(fā)電機(jī)和同步電動機(jī)互饋系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其設(shè)計
思路新穎、巧妙、科學(xué)、合理；針對減速機(jī)動力-負(fù)載測試，該方法構(gòu)建的測試 系統(tǒng)(裝置)成本低(無需大功率的拖動電動機(jī)，且同步電機(jī)的成本遠(yuǎn)低于大 功率的直流或交流電動機(jī))，節(jié)約能源。以該方法構(gòu)建的系統(tǒng)(裝置)在大連重 工集團(tuán)華銳減速機(jī)廠進(jìn)行測試減速機(jī)的試運行，運行狀態(tài)穩(wěn)定、可靠，并經(jīng)測 試最大可節(jié)約能源90°/。左右。
測試實驗以上述方法構(gòu)成互饋系統(tǒng)。兩臺同型號同步電機(jī)選用850KW(根 據(jù)實際需要可任意選擇)，直流電動機(jī)選用IOOKW。在兩同步電機(jī)之間的轉(zhuǎn)軸 上聯(lián)接一個扭矩傳感器(可顯示轉(zhuǎn)速)， 一臺同步電機(jī)的定子人為轉(zhuǎn)動20度電 角度(轉(zhuǎn)動度數(shù)與極數(shù)有關(guān))；系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，讀取扭矩傳感器上的扭矩值和 轉(zhuǎn)速值，由扭矩值和轉(zhuǎn)速值可計算得到兩同步電機(jī)之間的轉(zhuǎn)軸上傳遞的機(jī)械功 率為約500KW (由扭矩值和轉(zhuǎn)速值計算出機(jī)械功率是公知計算方法)；隨著人 為轉(zhuǎn)動角度的增加(在許可范圍內(nèi))，轉(zhuǎn)軸上傳遞的機(jī)械功率也隨之增加，最大 可達(dá)到850KW左右。
本發(fā)明解決的技術(shù)問題雖然是由減速機(jī)的動力-負(fù)載測試提出的，但以該方
法構(gòu)建的系統(tǒng)(裝置)的用途并不僅局限于減速機(jī)的動力-負(fù)載測試。以該方法 構(gòu)建的系統(tǒng)(裝置)可用于對同步電機(jī)本身的負(fù)載試驗、研究性試驗以及出廠 檢驗；還可用于對機(jī)械軸類部件的扭矩強(qiáng)度測試，扭矩傳感器的測試(被測部 件固定于兩同步電機(jī)之間的轉(zhuǎn)軸上)；將電器、電纜以及開關(guān)裝置等連接于兩同 步電機(jī)電樞輸出線之間的導(dǎo)線支路上，可實現(xiàn)電器、電纜以及開關(guān)裝置等通電 流發(fā)熱試驗及其它性能測試。


圖1為現(xiàn)有減速機(jī)動力-負(fù)載測試的示意圖； 圖2為實現(xiàn)本發(fā)明所述方法的示意圖；
具體實施例方式
如附圖2所示，同步發(fā)電機(jī)和同步電動機(jī)互饋系統(tǒng)的構(gòu)建方法，選擇兩臺 性能參數(shù)(如極數(shù)、額定電壓等)相同的同步電機(jī)GS1、 GS2，使其中的一臺 同步電機(jī)GS1的定子可相對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，常規(guī)的作法是將該同步電機(jī)制成雙軸伸， 并通過軸承將雙軸伸支撐；將兩同步電機(jī)在轉(zhuǎn)子的機(jī)械相位(即轉(zhuǎn)子相對定子 的機(jī)械位置)保持相同的情況下同軸聯(lián)接；與兩同步電機(jī)同軸聯(lián)接一個電動機(jī) M (電動機(jī)M可位于一臺同步電機(jī)的一側(cè)或位于兩臺同步電機(jī)之間，從結(jié)構(gòu)合 理性考慮，電動機(jī)M通常位于一臺同步電機(jī)的一側(cè))；啟動電動機(jī)M，帶動兩 同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)，用示波器測試兩同步電機(jī)輸出電壓(即空載電壓)的相位，轉(zhuǎn) 動其中一臺同步電機(jī)GS1的定子使兩同步電機(jī)輸出電壓的相位相同，然后將兩 同步電機(jī)的電樞輸出端以A、 B、 C相對C、 B、 A相的對應(yīng)關(guān)系連接；此時人 為的轉(zhuǎn)動其中一臺同步電機(jī)GS1的定子一個角度，該被轉(zhuǎn)動的同步電機(jī)將運行 于發(fā)電機(jī)或電動機(jī)狀態(tài)，另一同步電機(jī)將運行于電動機(jī)或發(fā)電機(jī)狀態(tài)；此時，
兩同步電機(jī)之間將實現(xiàn)能量互饋。
與兩同步電機(jī)同軸聯(lián)接的電動機(jī)M為直流電動機(jī)或交流電動機(jī)。 具體實施時，將兩同步電機(jī)在轉(zhuǎn)子的機(jī)械相位保持相同的情況下同軸聯(lián)接 至少可采用如下兩種方法1、在兩臺同步電機(jī)的軸端固定有連軸器，在兩連軸 器的相同位置上作一個位置標(biāo)記，以該位置標(biāo)記為參照，調(diào)節(jié)連軸器與同步電 機(jī)轉(zhuǎn)子的相對位置，使兩個連軸器與兩個同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的相對位置相同(如位 置標(biāo)記都對準(zhǔn)轉(zhuǎn)子的同一磁極軸線)，然后通過連軸器并使連軸器上的位置標(biāo)記 相對將兩同步電機(jī)同軸連接，以此實現(xiàn)將兩同步電機(jī)在轉(zhuǎn)子的機(jī)械相位保持相 同的情況下同軸聯(lián)接。2、采用可調(diào)徑向任意角度的聯(lián)軸器，該聯(lián)軸器的具體結(jié) 構(gòu)已在專利號為200520104551.9的實用新型專利中公開。使用時，采用該可調(diào) 徑向任意角度的聯(lián)軸器將兩同步電機(jī)同軸聯(lián)接或同時將被測部件同軸聯(lián)接，通 過調(diào)節(jié)可調(diào)徑向任意角度的聯(lián)軸器改變同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，使轉(zhuǎn)子的某一位 置(如磁極軸線)與定子上的相同位置對準(zhǔn)，從而實現(xiàn)將兩同步電機(jī)在轉(zhuǎn)子的 機(jī)械相位保持相同的情況下同軸聯(lián)接。
在兩同步電機(jī)電樞輸出線之間的導(dǎo)線支路串接有開關(guān)裝置K。除了用于核 對相角外、還用于繼電保護(hù)，防止電氣故障；該裝置上安裝有電流、電壓測量 元件和儀表。
權(quán)利要求
1、一種同步發(fā)電機(jī)和同步電動機(jī)互饋系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征為選擇兩臺性能參數(shù)相同的同步電機(jī)(GS1、GS2)，使其中的一臺同步電機(jī)(GS1)的定子可相對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動；將兩同步電機(jī)在轉(zhuǎn)子的機(jī)械相位保持相同的情況下同軸聯(lián)接；與兩同步電機(jī)同軸聯(lián)接一個電動機(jī)(M)；啟動機(jī)電動機(jī)(M)，帶動兩同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)，用示波器測試兩同步電機(jī)輸出電壓的相位，轉(zhuǎn)動其中一臺同步電機(jī)(GS1)的定子使兩同步電機(jī)輸出電壓的相位相同，然后將兩同步電機(jī)的電樞輸出端以A、B、C相對C、B、A相的對應(yīng)關(guān)系連接；此時人為的轉(zhuǎn)動其中一臺同步電機(jī)(GS1)的定子一個角度，該被轉(zhuǎn)動的同步電機(jī)將運行于發(fā)電機(jī)或電動機(jī)狀態(tài)，另一同步電機(jī)將運行于電動機(jī)或發(fā)電機(jī)狀態(tài)；此時，兩同步電機(jī)之間將實現(xiàn)能量互饋。
2、 如權(quán)利要求1所述的同步發(fā)電機(jī)和同步電動機(jī)互饋系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其 特征為與兩同步電機(jī)同軸聯(lián)接的電動機(jī)(M)為直流電動機(jī)或交流電動機(jī)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的同步發(fā)電機(jī)和同步電動機(jī)互饋系統(tǒng)的構(gòu)建方法， 其特征為在兩臺同步電機(jī)的軸端固定有連軸器，在兩連軸器的相同位置上作 一個位置標(biāo)記，以該位置標(biāo)記為參照，調(diào)節(jié)連軸器與同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的相對位置， 使兩個連軸器與兩個同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的相對位置相同，然后通過連軸器并使連軸 器上的位置標(biāo)記相對將兩同步電機(jī)同軸連接，以此實現(xiàn)將兩同步電機(jī)在轉(zhuǎn)子的 機(jī)械相位保持相同的情況下同軸聯(lián)接。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的同步發(fā)電機(jī)和同步電動機(jī)互饋系統(tǒng)的構(gòu)建方法， 其特征為采用可調(diào)徑向任意角度的聯(lián)軸器，來實現(xiàn)將兩同步電機(jī)在轉(zhuǎn)子的機(jī)械相位保持相同的情況下同軸聯(lián)接。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的同步發(fā)電機(jī)和同步電動機(jī)互饋系統(tǒng)的構(gòu)建方法， 其特征為在兩同步電機(jī)電樞輸出線之間的導(dǎo)線支路串接有開關(guān)裝置(K)。
6、 如權(quán)利要求3所述的同步發(fā)電機(jī)和同步電動機(jī)互饋系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其 特征為在兩同步電機(jī)電樞輸出線之間的導(dǎo)線支路串接有開關(guān)裝置(K)。
7、 如權(quán)利要求4所述的同步發(fā)電機(jī)和同步電動機(jī)互饋系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征為在兩同步電機(jī)電樞輸出線之間的導(dǎo)線支路串接有開關(guān)裝置(K)。
全文摘要
本發(fā)明涉及電機(jī)聯(lián)動技術(shù)，具體為同步發(fā)電機(jī)和同步電動機(jī)互饋系統(tǒng)的構(gòu)建方法。解決現(xiàn)有減速機(jī)動力-負(fù)載測試系統(tǒng)成本高、浪費能源等問題。選擇兩臺性能參數(shù)相同的同步電機(jī)，使其中的一臺同步電機(jī)的定子可相對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動；將兩同步電機(jī)在轉(zhuǎn)子的機(jī)械相位保持相同的情況下同軸聯(lián)接；與兩同步電機(jī)同軸聯(lián)接一個電動機(jī)；將兩同步電機(jī)的電樞輸出端以同相位連接；再人為的轉(zhuǎn)動其中一臺同步電機(jī)的定子一個角度，該被轉(zhuǎn)動的同步電機(jī)將運行于發(fā)電機(jī)或電動機(jī)狀態(tài)，另一同步電機(jī)將運行于電動機(jī)或發(fā)電機(jī)狀態(tài)。該方法構(gòu)建的測試系統(tǒng)成本低，節(jié)約能源。適用于減速機(jī)、同步電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、扭矩傳感器、電器、電纜以及開關(guān)裝置等的性能測試。
文檔編號H02P3/18GK101114805SQ20071006222
公開日2008年1月30日 申請日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日
發(fā)明者衛(wèi)牢娃, 張堯智, 張英杰, 賈云剛 申請人:永濟(jì)電機(jī)天作電氣有限責(zé)任公司