浅谈高压电机及开关电气试验自动化测试系统

彭晓鸣

（国网江西省电力公司赣东北供电分公司 江西乐平 333300）

浅谈高压电机及开关电气试验自动化测试系统

彭晓鸣

（国网江西省电力公司赣东北供电分公司 江西乐平 333300）

电力对人类有着重要意义，现代社会不论是日常生活，还是企业生产都离不开电力支持，人类已对电能产生依赖性。高压电机是高压电气系统的核心，在制造行业发展中重要作用，对提高工业生产效率有很多帮助。为对高压电机工作状态和性能进行有效检测，需要进行必要的电机试验测试。本文将针对高压电机及开关电气试验自动化测试系统展开分析，从而为高压电气系统性能改进提供了借鉴，为开关电气试验自动化测试系统优化设计提供参考，进而确保高压电机性能，使其电机试验能达到预期试验要求。

高压电机；高压电气系统；电气试验；测试系统

引言

随着电机工业技术的发展，电机性能和质量指标不同提高，电机测试技术面临新的挑战。电机测试技术与电机工业发展密切相关，关系着电机试验有效性。由于当前我国大部分电机制造企业注重低压电机制造，高压电机方面试验数据少之又少，并且传统测试技术手段落后，试验效果差。因此，必须运用先进技术手段，弥补传统高压电机试验的不足，以提高试验有效性。实践证明，开关电气试验自动化测试系统在高压电机试验中的应用，能有效提高测试质量和效率，降低试验成本，保障试验有效性，非常值得推广和应用。

1 高压电机特点

电机指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的电磁装置，能够通过产生驱动转矩，作为用电器或各种机械动力源，高压电机指额定电压在1000V以上电机，具有功率大，承受冲击能力强的优势，可用于驱动各种不同机械，如：切削机床、压缩机、水泵、运输机械、破碎机等设备，常被作为机械工业原动机，用以传动鼓风机、磨煤机、轧钢机、卷扬机[1]。根据性能与特点不同可分为：高压异步电机、高压同步电机、高压异步绕线式电机等各种类型（如图1）。高压电机振动频率范围大、漏抗系数大、性能好、噪音小、使用寿命长，结构简单，易于维护保养，且近些年，其设计水平和工艺水平都得到了明显提高。

图1 高压同步电机

2 开关电气试验自动化测试系统

电机测试技术发展与电机工业发展密切相关，想要保障机电性能和质量，必须采取有效测试手段。电机试验是电机装配质量及技术性能综合评价的重要环节，是电机制造和生产重要工序。但由于一直以来，我国电机制造企业普遍侧重低压电机，高压电机相关试验数据少之又少，传统低压电机测试方式并不能完全适用于高压电机。而且传统测试方式精度低，效率差，试验时间长，操作复杂，涉及众多观测仪器，易受到人员因素干扰，对试验结果造成负面影响，导致试验结果失真，所以一些时候需要进行反复试验，所以试验成本高，并且数据分析和计算是人工读取测试，工作量大，难度高，影响电机试验精度的不确定因素多[2]。而且随着近些年，高压电机设计技术水平和工艺水平的提高，其质量指标和性能指标发生很大变化，传统试验方式更是难以获得理想测试结果。而开关电气试验自动化测试系统，则能很好的弥补传统试验方式的不足，在提高试验效率的同时，更能降低试验成本和投入，试验精度被大大提升，实效了一种自动化、信息化电机试验，有效降低了试验难度和劳动强度，缩短了试验操作时间，节约了大量电机试验人力物力的投入。另外，开关电气试验自动化测试系统能根据电机材料质量、工艺水平、产品设计要求的差异进行具有针对性和实效性的试验，如：电气性能试验、力学性能试验、稳定性技术指标试验、安全性技术指标试验等等，通过各项试验结果判断电机合格率，分析电机存在的缺陷和可能发生的故障问题，并给出相应改进参考，这对于高压电机性能改进，找出改进措施，有很多帮助[3]。并且试验结果以可视化形式数据形式呈现，数据直观性强，具有较强的可比性和量化特点，所以通过这些数据，便能确定改进方向，了解电机参数是否符合设计要求，能行之有效的全面提升高压电机试验效果和质量，非常值得在电机试验中推广和应用。

3 高压电机的开关电气试验自动化测试系统设计

通过前文分析可以知道，传统试验测试方式难以满足高压电机试验需求，无法获得理想的测试效果，存在严重的数据失真问题[4]。而开关电气试验自动化测试系统则能实现一种现代化、高效化的高压电机试验，且测试效率高，准确性好，成本低，自动进行数据采集和分析，采取虚拟仪器技术和中文操作节目，能进行分析结果自动计算，计算数据信息可打印、可存储，能自动生产报告，是传统试验方式所无法比拟的。系统在设计中应采用模块化设计方式，从而降低设计难度，提高系统灵活性，降低系统设计总体成本。具体设计中整个系统将由：软件部分与硬件部分两大部分组成，其中软件部分涉及到：电机综合试验系统、数据库系统、控制台系统、电力试验控制系统、电力试验台、数据生产系统、用户系统、信号系统等几大部分。硬件系统部分涉及到：功率测量设备、试验电源设备、信号传感装置、负载测试设备、陪试电机、动力开关屏柜、数据处理机等等，各设备接口应采用信号调理接口模块，从而提高硬件设备协调性，控制方式可选择MCU直控方式。这种控制方式，系统系统温度，可根据试验测试要求进行程序定制和修改，且系统具有较好可扩展性，能满足各类不同测试需要。另外，为了保证系统处理速度和性能，必须做好数据处理机的选择，若资金条件允许情况下，要尽量选取知名品牌原装工业计算机，这类计算机处理性能强，系统稳定性好，并不会出现当机现象，且不会造成数据冗余，影响试验结果。若资金不充足条件下，可选择云服务器作为数据处理机，租用云服务器，成本低，并且不涉及到维护问题，一切服务器维护工作均由云运营商负责，所以能节约维护费用，降低处理机维护难度。但租用云服务器作为数据处理机，测试数据存储在云服务器中，若云运营商出现问题，将可能导致数据的丢失。因此，要定期进行数据本地备份，把数据保存在本地储存器中，避免数据的丢失你和损坏[5]。从软件系统设计角度来看，其模块核心是自动化测试架构，应采取I/O模块化分层设计思路，根据系统功能、试验要求进行设计，包括：总线处理软件、测试开发软件、程序驱动软件、系统服务软件、管理软件等等。从系统软件操作功能需求来看，要具有：数据分析功能、试验项目编辑功能、数据统计功能、数据显示功能、数据存储功能、报告生成功能、用户管理功能。其中，试验项目编辑功能要满足能根据用户需求及试验要求，对电机试验项目的各项参数进行设计，对试项进行添加和删减，制定具有针对性的测试方案。数据统计功能则要负责对测试数据进行快速计算，求解CPK。而分析功能则能要对试验结果进行分析处理，并反馈处理建议。在由报表生产功能负责生产处理分析包括，呈现给用户。而数据存储功能，则要负责将这些试验数据以及数据处理分析结果存储到数据库中，以供用户调取。

4 结束语

新时代背景下，电机技术不断进步和发生，其性能和技术标准越来越高，尤其是高压电机，近些年来工艺水平明显提升，传统的电机试验方式以无法对高压电机进行有效试验，不能获得预期测试效果。而通过开关电气试验自动化测试系统，则能有效提高测试试验效率，降低试验成本，提高试验数据可靠性，为电机性能改进提供了可靠依据。

[1]陈娜.中高压功率IGBT模块开关特性测试及建模[D].浙江大学，2014，12（12）：75.

[2]石强.基于虚拟仪器的直驱力矩电机自动测试系统研究[D].中北大学，2015，16（02）：266.

[3]李少銮.基于虚拟仪器的开关磁阻电机测试系统研究[D].华南理工大学，2014，06：62～68.

[4]林高翔.基于虚拟仪器技术的网络型电机测试系统软件设计[D].浙江大学，2014，12：122～124.

[5]王靖.华电包头电厂高压变频设备综合保护系统的研究及应用[D].华北电力大学，2012，11：113～115.

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1004-7344（2016）14-0077-02

2016-4-22