多功能电机试验平台研制

多功能电机试验平台研制

李宇波钟雁浩

深圳市地铁集团有限公司广东深圳518000

关键词：电机测试，风机测试，冷却风机，通风机

引言

在地铁车辆的电气部件中，有箱体冷却风机及空调送风机，因车型的不同，所采用的电机类型也不同，为了保证正线运营的稳定性，上车备件均需测试确认良好后装车，本文针对车辆中不同类型电机的测试方式，成功研制多功能电机试验平台的撰写。

1概述

电机是把电能转换成机械能的一种设备，是驱动转矩机械的动力源，是风机的重要组成部件。电机可以按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，也可以按转子与定子的关系分同步电机和异步电机，深圳地铁列车根据风机速度要求分单速电机、双速电机和无极调速电机，为了把控好装车备件的质量，所有委外维修及新购风机装车前均需通过通电运行测试。因所有风机厂商没有提供专业的测试设备，繁杂的电机类型给车辆风机的测试带来很大的困难，一般需要根据车辆类型及功能进行扣车测试。把车当试验台，不但耗费大量的人力物力，也因拆卸安装原车部件容易产生意外故障，给地铁运营的稳定带来影响。为了解决上述问题，搭建兼容多类型电机的试验平台成了我们要解决的重要课题。

2车辆风机调查

根据现运行的车辆情况，归纳出主打风机的电机类型有单速电机、双速电机和无级调速电机，功率普遍小于3KW。单速电机结构比较简单，测试方法也比较容易，使用三相380V电源通电运行即可，期间再利用温度计、转速表、振动检测器辅助判断电机的工作状态即可；双速电机是利用六根电机引线的不同接法，切换不同转速，测试方法可以通过继电器的切换电路加以实现；无级调速电机是通过0-10V的控制信号，实现对电机的转速进行线性的调节和控制，可以根据列车箱体温度的高低实现自动调节风量，保障乘客的舒适度与设备的稳定性，因电机自带简易变频器，测试及维修工作较其他电机困难。

3电机试验平台的设计

为了让试验平台适用于深圳地铁列车各类风机的测试，将三类电机的测试电路综合一体进行设计，第一步是设计电源进线的电源电压、电流检测电路，可以操作时直接观察电机的工作条件和工作状态；第二步是设计相序检测电路，因风机的旋转方向的唯一性，安装风机的环境均在无电区，待有电区测试到风机反转时再纠正，会给作业带来非常大的麻烦，所以必须在风机装车时就要确认好相序；第三步是设计单速电机启动、自锁及停止电路；第四步是设计双速电机的切换、自锁、互锁、启停电路；第五步是无级调速的0-10V信号发生器、启停、自锁电路，最后是三类电机的测试切换、速度检测、振动检测电路，整个电路设计完成后，生成原理图如下（见图1）。

此电路设计亮点主要有：一是在同一测试设备中集成了三类电机的测试功能；二是各类电机的输出通过切换均输出到同一电机电源接口，通过电缆线区分不同类型的电机；三是在测试启动无级调速电机时，信号发生器输出调速信号，测试单速或双速电机时，信号发生器读取振动信号输入电平；四是各类电机测试间设计了互锁，在同一时间里，只能测试一类电机；五是电路具备电机转速测试及数码显示功能；六是电路设计了启动自锁功能，断电后需要重新启动才能开启此设备；七是具有三相工作电流数码显示功能，方便观察三相运行电流是否平衡；八是电路带有相序、缺相提醒功能，确保电机接线与列车线路相符；九是电路设计了漏电开关及急停按钮，可以保护操作者的安全。

图1多功能电机试验平台原理图

4电机试验平台的制作

4.1电机试验平台面板加工

根据设备操作习惯设计的原理图纸，首先是确定各个电气元件的安装位置，在利用工具对箱体面板开孔，宗旨是横平竖直，显示窗口安装上方，急停按钮安装在右下角。因测试无级调速电机测试时需要电压信号源，实际准备了手持型的0-10V信号发生器，所以需要先想好固定安装办法，再在面板上设计好开孔安装位置。本装置采用了一个电源接口及一个测试线接口，其中测试线接口采用了17针的快速插头，在测试不同类型的电机时是采用不同的扩展线。

4.2线路连接

利用电气导轨将所需的断路器、继电器、变压器等元器件定置安装到箱体内部的电木板上，按钮、指示灯等元器件安装固定在操作面板上，在根据原理图将三种测试方式的电路接好线，最后将导线放置到箱内的线槽整理固定好。

5电机试验平台的调试与操作

5.1平台调试

确认接线无误后，首先先通电操作各按钮，观察相应继电器动作良好，电压表指示灯显示正常。然后分别对三类电机进行电机的带载调试，观察相序正确、控制切换功能正常、电流显示与实际相符以及各功能电路正常。

图2多功能电机试验平台竣工图

5.2测试平台的操作方法

5.2.1确认本工装良好（外观、按钮开关、连接插头）。

5.2.2确认本工装电源空开合上、并且相序故障灯不亮。

5.2.3弹起试验台急停关机按钮，按压开机按钮，观察电源指示灯亮。

5.2.4按测试部件选用相应的主电缆线，插入主电路插头。

5.2.5测试三相双速电机，应选用22列车电缆测试线，按电机接线方法连接好，旋动半速、全速选择旋钮进行运行测试，工作指示灯亮。

5.2.6测试三相调速电机，应选用26列车电缆测试线，按电机接线方法插接好，并调整信号源为电压输出模式，确认输出电压0V，旋动常规、调速选择旋钮为调速电机模式进行运行测试，工作指示灯亮，调节信号源输出电压可改变电机运行速度。

5.2.7测试常规三相电机，应选用常规电机电缆测试线，按电机接线方法连接好，旋动常规、调速选择旋钮为常规电机模式进行运行测试，工作指示灯亮。

5.2.8将传感器电缆连接在传感器插座上时，并固定好振动探头、转速探头，可以检测电机的转速和振动量，振动量显示数值需信号源调整为电压输入模式显示。

5.2.9测试结束后，按下试验台急停按钮，拔掉电源。

6结语

通过对地铁车辆的小型风机的调研，成功自主制作多功能电机试验平台的实际案列，展示了深圳地铁维修人员对维修、测试方法的创新思维，针对地铁列车小型风机类型复杂的问题，集成了单速电机、双速电机、无级调速电机集一体的多功能测试设备，深化了维修、测试手段，方便了架大修作业及备件验收作业。

参考文献：

[1]深圳地铁1号线22列车地铁车辆维修手册