陀螺儀電機(jī)是保持陀螺高速轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力來源，其輸出的穩(wěn)定性直接決定著陀螺的穩(wěn)定性。為確保產(chǎn)品品質(zhì)，陀螺儀電機(jī)出廠前必須經(jīng)過長時間運(yùn)行，并監(jiān)測其穩(wěn)定性。

　　陀螺儀電機(jī)的穩(wěn)定性可通過其輸入電參量的穩(wěn)定性體現(xiàn)出來。電機(jī)機(jī)械能做功的有功功率計算方式如下：

　　其中cosφ為功率因數(shù)，φ為電壓電流的相位角差。

　　這表明，僅測量陀螺儀電機(jī)的電壓、電流是不夠的，尤其是陀螺儀電機(jī)的功率因數(shù)并不高，相位角差的輕微波動會造成功率因數(shù)較大的波動，導(dǎo)致即使電壓、電流穩(wěn)定功率卻出現(xiàn)變動的情況。

一陀螺儀電機(jī)測試指標(biāo)

• 　　為了滿足陀螺儀電機(jī)穩(wěn)定度測試需求，結(jié)合工程實踐，銀河電氣提出以下測試指標(biāo)：
• 　　電壓基波有效值、電壓真有效值;
• 　　電流基波有效值、電流真有效值;
• 　　有功功率、基波功率、功率因數(shù)、位移因數(shù)、諧波功率;
• 　　頻率、總諧波失真、總諧波因數(shù);
• 　　電壓、電流、頻率穩(wěn)定度;
• 　　電壓、電流正序分量及負(fù)序分量;
• 　　電壓、電流的100kHz范圍內(nèi)諧波及相位;
• 　　0.1Hz以上的次諧波，各種頻率的間諧波;
• 　　無功功率、視在功率、位移無功功率、畸變無功功率;
• 　　7種國標(biāo)及國際標(biāo)準(zhǔn)定義的三相不平衡度。
• 　　電壓、電流測試精度為0.1%，功率測試精度0.2%。

二陀螺儀電機(jī)測試方案

　　對于采用三相交流輸入的陀螺儀電機(jī)，如采用二瓦計法，一臺陀螺儀電機(jī)需要2路電壓和2路電流通道的測量;如采用三瓦計法，一臺陀螺儀電機(jī)需要3路電壓和3路電流通道的測量。陀螺儀電機(jī)需要考察長期運(yùn)行穩(wěn)定性，測試周期往往以天計算。為保證測試效率，采用以下多功率分析儀并連測試的方案，實現(xiàn)數(shù)十臺陀螺電機(jī)的同時測量。

　　功率分析儀采用銀河電氣WP4000，每臺WP4000連接6個DT數(shù)字變送器，采用二瓦計法可測量三臺兩相或三相陀螺儀電機(jī);采用三瓦計法可測量兩臺三相陀螺儀電機(jī)，一套測試柜共用一臺試驗電源供電。

　　當(dāng)采用三瓦計法測量三相功率時，每相均采用一個DT數(shù)字變送器進(jìn)行測量，由于該電機(jī)的中性線未引出，可以利用同型號的DT數(shù)字變送器電壓通道輸入阻抗相等的原理，構(gòu)建虛擬中性點(diǎn)。

　　為了實現(xiàn)自動化測試。共采用3臺開關(guān)量測控子站DC0404對試驗電源進(jìn)行分合控制。

　　圖1 陀螺儀電機(jī)自動化測試平臺構(gòu)成

　　每套陀螺儀電機(jī)自動化測試平臺包含一個測試柜和一臺上位機(jī)。測試柜和上位機(jī)之間通過以太網(wǎng)相連。

　　上位機(jī)安裝DCCS2012試驗數(shù)據(jù)采集軟件、DH2000諧波分析軟件，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于存儲所有試驗原始數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的完整性，以便事后對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)行提取分析、數(shù)據(jù)挖掘。

　　上位機(jī)軟件預(yù)置三種試驗?zāi)Ｊ?，即二瓦計試驗?zāi)Ｊ健⑷哂嬙囼災(zāi)Ｊ?、兩相電機(jī)試驗?zāi)Ｊ?。每種試驗?zāi)Ｊ礁鶕?jù)接線方式的不同，數(shù)據(jù)分析處理方式不同。用戶在進(jìn)行試驗時，只需選擇對應(yīng)的試驗?zāi)Ｊ浇缑婕纯?，軟件自動進(jìn)行分析運(yùn)算并顯示結(jié)果。

　　圖2 測試柜效果圖

　　1~9臺被測陀螺儀電機(jī)安裝在測試臺架上。每臺電機(jī)三相線均分為電壓線和電流線，因此，每臺電機(jī)共6根測試線。所有測試線均與54芯航空插座相連。

　　采用二瓦計法時(含兩相陀螺儀電機(jī)試驗)，測試臺架共可連接9臺被試電機(jī)，采用三瓦計法時，測試臺架共可連接6臺被試電機(jī)。

三陀螺儀電機(jī)測試系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

01WP4000-6變頻功率分析儀

• 　　功率單元配置數(shù)量：6個;
• 　　顯示方式：12.1寸液晶顯示屏，800x600真彩色;
• 　　安裝方式：嵌入式/臺式;
• 　　數(shù)據(jù)刷新速率(積分周期)：20 ms~2 S可設(shè) ;
• 　　功率單元通訊接口：光纖;
• 　　與上位機(jī)通訊接口：以太網(wǎng);
• 　　電源質(zhì)量：正序分量、負(fù)序分量，總諧波畸變率(THD)，總諧波因數(shù)(THF)，諧波電壓(HVF)/電流因數(shù)(HCF)等;
• 　　線路選擇：17種常用線路圖供選擇;
• 　　測量模式：基波有效值模式(H01)，真有效值模式(RMS)，校準(zhǔn)平均值模式(MEAN)，算術(shù)平均值模式(avg);
• 　　平均方式：滑動平均，指數(shù)平均，智能平均，平均點(diǎn)數(shù)可設(shè);
• 　　諧波分析：提供0-99次諧波分析數(shù)據(jù)，顯示方式：柱狀圖、圖表;
• 　　其它接口：擴(kuò)展大屏幕(VGA接口)、功能擴(kuò)展接口、USB接口，同步光纖接口;
• 　　數(shù)據(jù)記錄：BMP截屏圖像，*.wav格式瞬態(tài)數(shù)據(jù);
• 　　供電電源：AC220V，50/60Hz;

02DT223B數(shù)字變送器

• 　　額定測試電壓：128V;
• 　　額定測試電流：1.28A;
• 　　電壓準(zhǔn)確測試范圍：0.64V~128V(0.5%Un~100%Un);
• 　　電流準(zhǔn)確測試范圍：1.28mA~1.28A(1%In~100%In);
• 　　電壓測試量程：0.5V/1V/2V/4V/8V/16V/32V/64V/128V;
• 　　電流測試量程：20mA/40mA/80mA/160mA/320mA/640mA/1.28A。
• 　　基波頻率測試范圍：DC，0.1Hz~1500Hz;
• 　　電壓/電流測量準(zhǔn)確度：0.1%rd;
• 　　功率測量準(zhǔn)確度：0.2%rd;
• 　　功率因數(shù)測量范圍：0.05~1;
• 　　供電電源：自帶直流電源適配器;
• 　　通訊接口：ST多模光纖;

03DC0404開關(guān)量測控子站

• 　　輸入通道：4路無源觸點(diǎn);
• 　　輸出通道：4路繼電器輸出，220V/1A;
• 　　通訊接口：RS485或光纖;
• 　　供電電源：AC220V，50/60Hz。

四WP4000測量陀螺儀電機(jī)的優(yōu)勢

• 　　提供完整陀螺儀電機(jī)測試解決方案，可實現(xiàn)多臺電機(jī)長期自動化測試;
• 　　變送器直接采集電參量，角差指標(biāo)可控并能精確測量;
• 　　可實現(xiàn)低功率因數(shù)下高精度有功功率、視在功率、基波功率、諧波功率的測量;
• 　　靈活配置通道數(shù)量，可通過網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展，實現(xiàn)多組電機(jī)的同步測試;
• 　　能夠?qū)y試原始數(shù)據(jù)(波形)進(jìn)行記錄，建立電機(jī)特性檔案，方便后續(xù)分析。

　　擴(kuò)展閱讀：

　　電機(jī)試驗臺測控整體解決方案

　　最全的電機(jī)試驗臺測試系統(tǒng)解決方案

　　電機(jī)試驗臺典型案例

　　作者：cls_yinhe

　　湖南銀河電氣有限公司(www.xvideos3.net)

---