高压泵性能试验台的拖动系统设计.pdfVIP

2013年5月 机械设计与制造工程 May．2013 第42卷 第5期 MachineDesignandMnaufacturingEngineering Vo1．42No．5 DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2013．05．O11 高压泵性能试验台的拖动系统设计 高增法 (福州大学 机械工程及 自动化学院，福建 福州 350108) 摘要：主要介绍了一种高压泵性能试验台的拖动系统，包括安装在基座上的被测液压泵、异步电 动机和转速转矩测量仪。该拖动系统中引进 了变频技术，低碳节能，转速转矩测量仪与异步电动 机传动连接，实现对异步电动机输出转速转矩的测量，并将测得信号送到计算机，以便计算机进 一 步处理，该拖动系统中电动机的功率为200kW，采用变频调速 ，最高转速可达3000r／min。 关键词：拖动；变频；高压泵；高速 中图分类号：TH39 文献标识码 ：A 文章编号：2095—509X(2013)05—0045—03 泵类 负载通常采用 鼠笼型异步电动机拖 动 ¨，工作在恒速状况下流量稳定，结合挡板、节 流阀可进行流量调节。然而，当处于小流量工作状 态时系统功率大量消耗在节流环节上，损失很大。 在很长一段时期内占电力拖动系统80％左右的恒 速控制采用交流电动机，而在需要进行调速控制时 则基本上采用直流电动机。直流电动机存在结构 复杂、寿命短、容量及转速受限等缺陷 2【]，其用途 l一变频器；2一异步电动机；3一联轴器；4一转速转矩测量仪； 5一联轴器；6一泵架 ；7一基座 难 以推广。随着电力电子技术、微 电子技术和控制 图1 高压泵性能试验 台的拖动系统 理论的发展，变频驱动技术得到了实际应用，使得 交流变频 电动机几乎完全取代 了直流电动机 ，应用 速 ，有利于该拖动系统的节能。 到了工业生产的各个领域。 异步电动机 2与转速转矩测量仪4之间用联 本文针对大功率交流异步电动机的拖动需要， 轴器 3相连，通过转速转矩测量仪4可测得异步电 采用变频调速技术设计一种高压泵性能试验台拖 动机 2的转速、转矩信号，如需要可传递至计算机 动系统，采用计算机进行转速转矩测量及信息处 等后续设备进一步处理。 理，实现了大功率、宽调速系统的控制。 转速转矩测量仪4另一端通过联轴器 5与泵 架6相连，泵架6的输出接 口是一种通用的机械连 1 高压泵性能试验台的拖动系统设计 接端 口，通过泵套将泵架的通用输出端 口转换成与 本文设计的高压泵性能试验台的拖动系统，包 各种型号的被测液压泵相匹配的连接接 口，这样即 括变频器 1、异步 电动机 2、转速转矩测量仪 4、泵 可实现从异步电动机 2到被测液压泵的能量和运 架6和其他的辅助元件，如联轴器3和5、泵架6与 动传递。由于泵架6采用的是通用输出接 口，只需 被测液压泵之间的辅助泵套，以及变频器 1、转速 要再配上合适的泵套，就可以实现泵架与不同系列 转矩测量仪4、电源之间的电气连接导线等。如图 泵的机械连接。 1所示。 1．1 异步电动机的选用说明 变频器 1与异步电动机2通过电气连接，用于 交流电机作为动力驱动系统的关键元器件，其 控制异步电动机的转速，实现异步电动机的无级调