电机拆装维修实验台

1.本实用新型涉及电机维修技术领域，尤其涉及一种电机拆装维修实验台。


背景技术：

2.电机是船舶电力拖动的重要组成部分，主要对舵机、锚机、绞缆机、水泵、油泵、空压机等设备直接提供动力，是船船舶航行和完成作战使命的重要保障，因此要求水面船船舶电工专业船员按照规范操相关设备，平时注意设备的维护保养，并能在故障时及时排除故障，以切实保障设备的正常工作。
3.电机拆装实验台涉及电机启动、调速、端线判别、正反转、电机结构、电工仪表使用、备品备件更换等多方面综合知识，是水面船船舶电工专业船员维修保障工作的必备技能。电机结构简单，但装配过程及接线方式复杂，船员需要大量的实践装配和维修经验积累才能准确、快速地排除故障，而在实船装置上进行维修操作训练显然不合适，因而限制了船员对电机装配维修能力的提高。
4.寻求一种独立于实船装置，并可进行电机装配、维修，以提高船员对电机装配维修能力的实验台已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
5.故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本实用新型一种电机拆装维修实验台。


技术实现要素：

6.本实用新型之目的是针对现有技术中，传统电机装配维修操作训练均由船员在实船装置上进行，存在明显不合适，且极大的限制了船员对电机装配维修能力的提高等缺陷提供一种电机拆装维修实验台。
7.为实现本实用新型之目的，本实用新型提供一种电机拆装维修实验台，所述电机拆装维修实验台，包括：
8.交流电机实验系统，将输入三相电压利用三相调压电路调节成与被测电机相适应实验电压，供给被测电机运转，同时检测输入被测电机的电流值、电压值和功率值及功率因数值，获得被测电机运行基本参数；
9.直流电机实验系统，将输入交流电源利用整流控制电路变成与被测直流电机相适应的直流电源，分别供给被测电机电枢绕组和励磁绕组，使被测电机运转，同时检测输入被测电机的电流值、电压值，获得被测电机运行基本参数；
10.电机拆装台，用于固定被测电机，并在所述电机拆装台上设置控制面板，所述控制面板进一步包括用于交流电机实验系统的电压端子、电压表、降压启动控制键、直接启动控制键，以及用于直流电机实验系统的电枢控制键、励磁控制键、直流电机控制键、励磁调节控制键。
11.可选地，所述电机拆装维修实验台可设置的训练项目包括：三相交流异步电动机启动、调速、反转；三相异步电动机同名端判别；三相异步电动机拆装、更换轴承；直流电动
机启动、调速、反转；直流电动机拆装、刷架更换；直流电机碳刷更换；电动机绝缘测量；电动机空载实验。
12.可选地，在交流电机实验之电动机空载实验时，任意变换电压端子之“ua，ub，u
c”上的两根接线，可改变被测电机旋转方向。
13.可选地，在电动转速值测量时，将红外线反光纸贴在电机前轴之连续的表面上。
14.可选地，所述电机拆装维修实验台的外形尺寸(长
×
宽
×
高)为1400mm
×
800mm
×
1220mm。
15.可选地，所述连续的表面为无键槽的位置。
16.可选地，所述反光纸长度为10毫米。
17.综上所述，本实用新型电机拆装维修实验台独立于实船装置，并可进行电机装配、维修，以提高船员对电机装配维修能力的实验台，值得业界推广使用。
附图说明
18.图1所示为本实用新型电机拆装维修实验台的框架结构示意图；
19.图2所示为本实用新型电机拆装维修实验台的控制面板框架结构示意图；
20.图3所示为本实用新型电机拆装维修实验台中交流电机测试主电路部分的工作原理图；
21.图4所示为本实用新型电机拆装维修实验台中直流电机测试主电路部分的工作原理图；
22.图5所示为本实用新型电机拆装维修实验台中测量仪表电路部分的工作原理图。
具体实施方式
23.为详细说明本实用新型创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
24.请参阅图1、图2，图1所示为本实用新型电机拆装维修实验台的框架结构示意图。图2所示为本实用新型电机拆装维修实验台的控制面板框架结构示意图。所述电机拆装维修实验台1，包括：
25.交流电机实验系统10，所述交流电机实验系统10是将输入三相电压利用三相调压电路调节成与被测电机相适应实验电压，供给被测电机运转，同时检测输入被测电机的电流值、电压值和功率值及功率因数值，获得被测电机运行基本参数；
26.直流电机实验系统20，所述直流电机实验系统20是将输入交流电源利用整流控制电路变成与被测直流电机相适应的直流电源，分别供给被测电机电枢绕组和励磁绕组，使被测电机运转，同时检测输入被测电机的电流值、电压值，获得被测电机运行基本参数；
27.电机拆装台30，所述电机拆装台30用于固定被测电机，并在所述电机拆装台30上设置控制面板31，所述控制面板31进一步包括用于交流电机实验系统10的电压端子32、电压表33、降压启动控制键34、直接启动控制键35，以及用于直流电机实验系统20的电枢控制键36、励磁控制键37、直流电机控制键38、励磁调节控制键39。
28.请参阅图3至图5，并结合参阅图1、图2，图3所示为本实用新型电机拆装维修实验台的电路原理图。作为本领域技术人员，容易理解地，所述电机拆装维修实验台1可设置的
训练项目包括但不限：三相交流异步电动机启动、调速、反转；三相异步电动机同名端判别；三相异步电动机拆装、更换轴承；直流电动机启动、调速、反转；直流电动机拆装、刷架更换；直流电机碳刷更换；电动机绝缘测量；电动机空载实验。所述电路原理图仅为一种示例，本领域技术人员也可通过其他等效电路实现上述功能。
29.为了更直观的揭露本实用新型之技术方案，凸显本实用新型之有益效果，现结合具体实施方式，对所述电机拆装维修实验台及工作原理进行阐述。在具体实施方式中，所述各功能部件的布局、形状、大小等仅为列举，不应视为对本实用新型技术方案的限制。作为具体实施方式，所述电机拆装维修实验台1的外形尺寸(长
×
宽
×
高)为1400mm
×
800mm
×
1220mm。电机拆装维修实验台1输入输出电源参数如表1。
30.表1电机拆装维修实验台输入输出电源参数
[0031][0032][0033]
本实用新型电机拆装维修实验台1的工作方式及工作原理如下，
[0034]
一、开机检查
[0035]
将符合要求的三相电源接至实验台的进线端子上。先合上“总开关”再合上“控制电源”断路器，此时所有仪表应该全部显示“0”。
[0036]
二、实验方法
[0037]
1.交流电机实验
[0038]
将被测电机牢固、可靠固定在工作台上。记录实验开始时的室内气温值。实验过程中，要及时记录好有关数据(电压、电流、转速、温度)。
[0039]
将实验电缆线一端与被测电机接线柱连接(电机y接)，另一端分别接至实验台面板上的“ua、ub、u
c”端子上。
[0040]
1.1电机空载实验
[0041]
空载实验主要确认机械旋转部分是否正常无过热现象，无异常噪声，振动是否正常，尤其要监视在额定电压下转速是否正常及稳定。
[0042]
根据测得的被测电机空载电压值和空载电流值可以绘制电机空载特性曲线。
[0043]
将“交流电机实验”调压器旋柄左旋回至“0”位，合上“总开关”断路器，合上“控制电源”断路器，合上“交流电机”断路器，按下“降压起动合”按钮，缓慢调节“交流电机实验”调压器旋柄右转，观察电压表“u
ab
/i
a”、“u
bc
/i
b”、“u
ca
/i
c”，可见电压值、电流值逐渐升高，表示加于被测电机上的电压逐渐增大，电机转速逐渐升高。
[0044]
当电机开始转动时的电压值即为电机起动电压值。
[0045]
当实验电压与电机额定电压一致时，测得的“功率”值即为电机空载功率。测得的“电流”值即为电机空载电流。
[0046]
实验完毕，应将“交流电机实验”调压器左旋到底回到“0”位，此时各仪表读数逐渐
降低，按下“降压起动分”按钮。然后，依次断开“交流电机”断路器，“控制电源”断路器，“总开关”断路器。
[0047]
当被测电机起动电流较小，只需要观察被测电机额定电压下的运行状况时，可以使用本实验台的“直接起动”功能。当电机接线完毕检查正确后，合上“总开关”断路器，合上“控制电源”断路器，合上“交流电机”断路器，按下“直接起动合”按钮，被测电机在额定电压下迅速运转。按下“直接起动分”按钮。电机迅速断电，停止运转。实验完毕，依次断开“交流电机”断路器，“控制电源”断路器，“总开关”断路器。
[0048]
任意变换“ua，ub，u
c”端子上的两根接线，可改变被测电机旋转方向。
[0049]
1.2测量电机转速值
[0050]
将红外线反光纸贴在电机前轴上，应尽量贴在连续的表面，即无键槽的位置(防止键槽反射干扰)，反光纸长度只要10毫米即可。
[0051]
参照1.1将被测电机工作在额定电压下，待被测电机转速稳定后，手持红外测速仪进行测速，按照测速仪规定的测量方法，保持规定距离，将测实头对准电机轴上贴反光纸部分，测得转速值即为被测电机实际转速值。
[0052]
1.3测量电机振动值
[0053]
参照1.1将被测电机工作在额定电压下，待被测电机转速稳定后，打开电机振动测实仪，按照振动测实仪规定的测量方法，分别测量被测电机两个轴承位、电机机座中部、电机底脚中部的振动值，即为被测电机两个轴承位、电机机座中部、电机底脚中部的振动值。
[0054]
1.4测量电机噪声值
[0055]
参照1.1将被测电机工作在额定电压下，待被测电机转速稳定后，打开电机噪声测实仪，按照噪声测实仪规定的测量方法，保持规定距离，将测实头对准电机中部，测得的噪声值即为被测电机噪声值。
[0056]
1.5测量电机温度及温升值
[0057]
1.5.1测量电机外部温度：参照1.1将被测电机工作在额定电压下，工作半小时后，打开红外线温度检测仪，按照温度检测仪规定的测量方法，保持规定距离，将测量指示光点对准电机需要测量部位，进行温度测量，测得温度值即为被测电机此部位实际温度值。
[0058]
1.5.2测量电机绕组温升：使用电桥测量被测电机绕组未工作时的电阻值，记为r1。此时室温记为t1。
[0059]
参照1.1将被测电机工作在额定电压下，工作30min后，迅速切断电机电源，再次测量电机绕组电阻值，记为r2。记录此时室温为t2。
[0060][0061]
t＝δt t2[0062]
式中，
[0063]
δt表示绕组温升；
[0064]
r2表示实验结束时绕组电阻值(热态电阻)；
[0065]
r1表示实验开始时绕组电阻值(冷态电阻)；
[0066]
k表示温度常数，铜线电机k＝235；
[0067]
t2表示实验结束时的室温；
[0068]
t1表示实验开始时的室温；
[0069]
t表示电机绕组实际温度。
[0070]
在实际工作中，采用让电机运转一段时间后，每隔15分钟测量一次电阻值的方法，连续三次测得的电阻值相同，可以认为电机温度基本稳定。
[0071]
2.直流电机实验
[0072]
将被测电机牢固、可靠固定在工作台上。记录实验开始时的室内气温值。实验过程中，要及时记录好有关数据(电枢电压、电枢电流、励磁电压、励磁电流、转速)。接线过程中切忌将电枢和励磁接反。
[0073]
首先，准备两条实验电缆，将第一实验电缆的一端分别连接被测电机电枢绕组两端上，另一端分别接至实验台面板上的“电枢 、电枢
‑”
端子上。第二实验电缆的一端分别连接被测电机励磁绕组两端上，另一端分别接至实验台面板上的“励磁 、励磁
‑”
端子上。注意线路连接必须可靠，防止运行过程中线路松动。由于两组端子电压、电流不同，故不能将励磁和电枢接反，容易造成电机飞车事故。
[0074]
2.1电机空载实验
[0075]
将“直流电机实验”调压器旋柄左旋到底回至“0”位，“励磁调节”旋扭左旋到底回至“0”位，合上“总开关”断路器，合上“控制电源”断路器，合上“直流电机”断路器，按下“直流电机合”按钮，缓慢调节“励磁调节”旋扭右旋，观察“励磁”电流表，可见励磁电流值逐渐升高，表示加于被测电机上励磁电流逐渐升高。调整电流升高至额定励磁值(不能低于额定值)。然后缓慢调节“直流电机实验”调压器旋柄右旋，观察“电枢”电压表，可见电压值逐渐升高，表示加于被测电机上电枢电压逐渐升高。此时，被测电机由静止慢慢转动。调整电压升高至额定电枢电压(不能超过额定值)。
[0076]
空载实验主要确认机械旋转部分是否正常有无过热现象，有无异常噪声，振动是否正常，尤其要监视在额定电压下转速是否正常及稳定。电刷与换向器之间不允许泛起火花，若有火花，则应检查并消除。
[0077]
实验完毕，首先将“直流电机实验”调压器左旋回到“0”位，此时“电枢”仪表读数逐渐降低直至“0”，按下“直流电机分”按钮。调节“励磁调节”旋扭左转，至“励磁”电压表显示“0”，按下“直流电机分”按钮。然后，依次断开“直流电机”断路器，“控制电源”断路器，“总开关”断路器。
[0078]
直流电机通电、断电过程中，各个工作顺序，不能错误，运行过程中连接励磁的导线不能断路。否则，造成电机飞车事故。
[0079]
变换“电枢 、电枢
‑”
端子上的接线可以改变被测电机转向。
[0080]
变换“励磁 、励磁
‑”
端子上的接线可以改变被测电机转向。
[0081]
除换向实验外，电机转向应与电机箭头指示方向一致。
[0082]
2.2测量电机转速值
[0083]
将红外线反光纸贴在电机前轴上，应尽量贴在连续的表面，即无键槽的位置(防止键槽反射干扰)，反光纸长度只要10毫米即可。
[0084]
参照2.1将被测电机工作在额定电压下，待被测电机转速稳定后，打开电机测速仪，手持测速仪保持稳定，按照测速仪规定的测量方法，将测实头指示光点水平对准电机前轴反光纸部分，测得转速值即为被测电机实际转速值。
[0085]
2.3测量电机振动值
[0086]
参照2.1将被测电机工作在额定电压下，待被测电机转速稳定后，打开电机振动测实仪，按照振动测实仪规定的测量方法，分别测量被测电机两个轴承位、电机机座中部、电机底脚中部的振动值，即为被测电机两个轴承位、电机机座中部、电机底脚中部的振动值。
[0087]
2.4测量电机噪声值
[0088]
参照2.1将被测电机工作在额定电压下，待被测电机转速稳定后，打开电机噪声测实仪，按照噪声测实仪规定的测量方法，保持规定距离，将测实头对准电机中部，测得的噪声值即为被测电机噪声值。
[0089]
2.5测量电机温度及温升值
[0090]
2.5.1测量电机外部温度：参照2.1将被测电机工作在额定电压下，工作30min后，打开红外线温度检测仪，按照温度检测仪规定的测量方法，保持规定距离，将测量指示光点对准电机需要测量部位，进行温度测量，测得温度值即为被测电机此部位实际温度值。
[0091]
2.5.2测量电机绕组温升：直流电机绕组温升测量应分别测量电枢绕组和励磁绕组的温升。使用电桥测量被测电机绕组未工作时的电阻值，记为r1。此时室温记为t1。
[0092]
参照2.1将被测电机工作在额定电压下，工作半小时后，迅速切断电机电源，再次测量电机绕组电阻值，记为r2。此时室温记为t2。
[0093][0094]
t＝δt t2[0095]
δt表示绕组温升；
[0096]
r2表示实验结束时绕组电阻值(热态电阻)；
[0097]
r1表示实验开始时绕组电阻值(冷态电阻)；
[0098]
k表示温度常数，铜线电机k＝235；
[0099]
t2表示实验结束时的室温；
[0100]
t1表示实验开始时的室温；
[0101]
t表示电机绕组实际温度。
[0102]
在实际工作中，采用让电机运转一段时间后，每隔15分钟测量一次电阻值的方法，连续三次测得的电阻值相同，可以认为电机温度基本稳定。
[0103]
2.6电机超速实验
[0104]
参照2.1将被测电机工作在额定电压下，调节“励磁调节”旋扭左旋，缓慢减小励磁电流(不能低于0.42a)，此时，可见电机速度加快。控制被测电机速度最高为1.2倍额定转速，时间为2分钟。本实验主要考核转子绕组，换向器的机械强度和两者的焊接质量。实验时，被测电机上加盖防护罩。
[0105]
三、使用注意事项
[0106]
1.实验前需保证有一人在场，严禁单独进行实验。
[0107]
2.线路连接要保证牢固可靠，线路要经两人检查无误方可进行实验。
[0108]
3.实验过程中出现异响、震动、火花、异味等异常现象，要立即切断总电源，查明异常现象出现原因，并及时处理。
[0109]
4.直流机实验时，要按规定步骤进行启、停机的操作，防止发生飞车事故。发生飞
车事故时，要迅速切断总电源。
[0110]
5.实验过程中注意人员人身安全，防止触电。
[0111]
四、维护和保养
[0112]
1.本实验台应放置在无灰尘、无高温、无潮湿及通风良好的场合。
[0113]
2.每次使用前，应检查实验台电源输入情况及各器件工作状况，调压器、电位器是否左旋到底处于“0”位，以及实验电缆的绝缘情况，如有老化、破损等现象，应及时更换。
[0114]
3.更换本实验台使用的熔断器(芯)时，应与原型号、原规格、原容量一致。
[0115]
五、运输与安装
[0116]
1.运输时必须小心谨慎，不得跌、撞、碰、砸。
[0117]
2.包装箱应防潮、防雨，不得露天存放。
[0118]
3.安装时箱体应牢固地固定在地面上。
[0119]
4.按图纸要求，正确接线，接地应牢固可靠。
[0120]
5.检查安装、接线等无误后方可通电工作。
[0121]
综上所述，本实用新型电机拆装维修实验台独立于实船装置，并可进行电机装配、维修，以提高船员对电机装配维修能力的实验台，值得业界推广使用。
[0122]
本领域技术人员均应了解，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可以对本实用新型进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本实用新型涵盖这些修改和变型。