一种石油钻井井下电磁阻尼发电机测试台架制造技术

本实用新型专利技术公开了一种石油钻井井下电磁阻尼发电机测试台架，包括减振平台、信息采集和控制硬件部分，减振平台上设置有负载电机与被测电磁阻尼发电机。负载电机与被测电磁阻尼发电机之间设置有转矩转速传感器和增速器，转矩转速传感器信号传输到信息采集硬件中。将被测电磁阻尼发电机与负载电机都设置在减振平台上，供电电源对负载电机供电，为被测电磁阻尼发电机提供转矩与转速测试环境，转矩转速传感器设置在二者之间，能够采集到被测电磁阻尼发电机的加载情况，转矩转速传感器信号连接在信息采集硬件上，实验操作人员可以通过远程控制操作测试，测试不同工作情况下被测电磁阻尼发电机的特性与控制性能。发电机的特性与控制性能。发电机的特性与控制性能。

【技术实现步骤摘要】
一种石油钻井井下电磁阻尼发电机测试台架


[0001]本技术涉及旋转电机测试设备领域，具体涉及一种电磁阻尼发电机特性测试台架。

技术介绍

[0002]近年来，随着工业快速发展，对于石油天然气等能源的需求量不断上涨。因此钻探技术也得到了迅速发展，促进了钻探设备所需的供电设备即井下发电机的广泛应用。而同时对井下发电机性能和质量指标提出了越来越高的要求。
[0003]在发电机研发过程中，经过前期的研究和论证，最终试制出样机。为了验证发电机样机的实际性能与理论性能是否吻合，需要进行样机试验来验证。传统的试验设备和方法多采用人工读取测试方式，不仅操作时间长、效率低，且具有一定测试危险。同时测试精度和响应速度难以得到保证。传统的试验设备仅能进行转矩转速实验，不能对被测电磁阻尼发电机的控制性能进行测试。因此，为降低测试的时间成本、提高测试效率，研究一种具有快速、实时、全面可靠的电磁阻尼发电机特性测试系统就显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本技术的主要目的是提出了一种石油钻井井下电磁阻尼发电机测试台架，可有效解决
技术介绍
中提及的传统测试设备具有一定危险性、测试效率低，且不能对被测电磁阻尼发电机的控制性能进行测试的问题。
[0005]为实现以上目的，本技术提出的一种石油钻井井下电磁阻尼发电机测试台架，技术实现方案如下：
[0006]一种石油钻井井下电磁阻尼发电机测试台架，其特征在于：包括减振平台和信息采集和控制硬件部分，所述减振平台上设置有负载电机与被测电磁阻尼发电机。所述负载电机与被测电磁阻尼发电机之间设置有转矩转速传感器和增速器，所述增速器通过联轴器与负载电机与转矩转速传感器同轴固连，所述转矩转速传感器与被测电磁阻尼发电机通过法兰同轴固连，所述负载电机通过导线与供电电源连接，所述转矩转速传感器与信息采集和控制硬件连接。
[0007]进一步地，所述信息采集和控制硬件包括：上位机、变频器、转矩转速传感器、光电隔离模块、PLC、温度变送器、噪声监测模块以及STM32硬件电路板。上位机通过控制变频器与负载电机连接；转矩转速传感器的输出信号经过光电隔离模块后与PLC电性连接，PLC将接收到的转矩转速传感器的输出信号经过转换传输到上位机中的测试数据接收模块。噪声监测模块与PLC相连并传输模拟量数据。所述温度变送器与安装在被测电磁阻尼发电机上的温度传感器电性连接，所述温度变送器与上位机的测试数据接收模块连接。电磁阻尼发电机中阻尼器部分的线圈引出线与STM32硬件电路板连接。STM32硬件电路板与上位机电性连接。
[0008]进一步地，STM32硬件电路板上设有预留口，被测电磁阻尼发电机中发电机部分的
线圈引出线与STM32硬件电路板上的预留口连接，STM32硬件电路板中的传感器获取母线电压和电流，以及被测电磁阻尼发电机转速。
[0009]进一步地，上位机中设有测试结果接收模块，STM32硬件电路板与上位机中的测试结果接收模块通过通讯线连接，传输被测电磁阻尼发电机工作时的母线电压、母线电流以及转速，并在上位机面板上显示并记录。
[0010]进一步地，所述测试台架还包括水冷机，通过水冷机将冷却水输送到冷却水套中协助被测电磁阻尼发电机冷却。
[0011]本技术一种石油钻井井下电磁阻尼发电机测试台架的主要优点如下：
[0012]本技术能够实现远程实时在线测试，避免了现场人工测试，可能会对测试人员造成的身体伤害。
[0013]本技术不仅能够测试常规的测试项，如负载特性、T
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N曲线、空载特性、正反转速差、温升测试连续堵转测试峰值堵转测试等，还能够进行转速波动测试、转矩波动测试、转速变化时间响应、转矩变化时间响应以及PID稳定电磁阻尼发电机输出电压和电流的测试。
[0014]本技术中，电磁阻尼发电机旋转发出的母线电压和电流经过整流后由STM32及其硬件电路中的传感器进行采集，获取到电磁阻尼发电机的母线电压和母线电流的数据，STM32微处理器通过PWM调节控制改变电磁阻尼发电机内部的阻尼器线圈的电流大小来稳定发电机转轴的转速，使其输出电压与额定输出电压基本一致，保证电磁阻尼发电机工作正常以及用电设备工作正常。
[0015]本技术中，将所有控制端与数据接收端都集成到上位机中，在上位机中即可完成整个测试系统的控制以及数据的接收和显示，使用起来更加直观、简洁、方便。
[0016]本技术的上位机内设置有用户设定模块及二次开发接口模块，为测试项的升级迭代提供可能。
附图说明
[0017]图1、本技术的一种石油钻井井下电磁阻尼发电机测试台架技术方案原理图；
[0018]图中：1、减振平台 2、变频器 3、负载电机 4、联轴器一 5、增速器6、联轴器二 7、转矩转速传感器 8、法兰 9、电磁阻尼发电机 10、冷却水套11、水冷机 12、光电隔离模块 13、温度变送器 14、噪声监测模块15、STM32硬件电路板16、PLC(可编程逻辑控制器)17、测试数据接收模块18、用户设定模块及二次开发接口19、上位机。
具体实施方式
[0019]下面结合附图进一步对本技术的具体实施例进行说明。
[0020]一种石油钻井井下电磁阻尼发电机测试台架，包括减振平台、信息采集和控制硬件部分，所述减振平台上设置有负载电机与被测电磁阻尼发电机。所述负载电机与被测电磁阻尼发电机之间设置有转矩转速传感器和增速器，所述增速器的左端通过联轴器一与负载电机的输出端同轴固连，所述增速器的右端通过联轴器二与转矩转速传感器的一端同轴固连，所述转矩转速传感器的另一端与被测电磁阻尼发电机的输入端通过法兰同轴固连，所述负载电机通过导线与供电电源连接。
[0021]所述信息采集和控制硬件部分，包括：支持远程控制的变频器、转矩转速传感器、光电隔离模块、PLC、温度变送器、噪声监测模块以及STM32硬件电路板。
[0022]所述负载电机通过导线与变频器相连，变频器可以设置为远程控制模式，通过上位机控制变频器进而控制负载电机的动作。
[0023]所述电磁阻尼发电机中发电机部分的线圈引出线与STM32硬件电路板上的预留口连接。
[0024]所述电磁阻尼发电机中阻尼器部分的线圈引出线与STM32硬件电路板上的预留口连接。
[0025]所述STM32硬件电路板内置电压、电流及转速采集传感器，可以向上位机传输电磁阻尼发电机工作时的母线电压、母线电流以及转速信息。
[0026]所述转矩转速传感器采集到的数据经过光电隔离模块后传输到信息采集硬件中的PLC(可编程逻辑控制器)上。
[0027]所述测试台架还包括温度变送器，所述温度变送器与安装在被测电磁阻尼发电机上的温度传感器电性连接，所述温度变送器将采集到的温度信息传送到上位机中。
[0028]所述测试台架还包括噪声监测模块，噪声检测模块用于检测整个测试台架在测试过程中的噪声大小，噪声监测模块与信息采集硬件中的PL本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石油钻井井下电磁阻尼发电机测试台架，其特征在于：包括减振平台和信息采集和控制硬件部分，所述减振平台上设置有负载电机与被测电磁阻尼发电机；所述负载电机与被测电磁阻尼发电机之间设置有转矩转速传感器和增速器，所述增速器通过联轴器与负载电机与转矩转速传感器同轴固连，所述转矩转速传感器与被测电磁阻尼发电机通过法兰同轴固连，所述负载电机通过导线与供电电源连接，所述转矩转速传感器与信息采集和控制硬件连接。2.根据权利要求1所述一种石油钻井井下电磁阻尼发电机测试台架，其特征在于：所述信息采集和控制硬件包括：上位机、变频器、转矩转速传感器、光电隔离模块、PLC、温度变送器、噪声监测模块以及STM32硬件电路板；上位机通过控制变频器与负载电机连接；转矩转速传感器的输出信号经过光电隔离模块后与PLC电性连接，PLC将接收到的转矩转速传感器的输出信号经过转换传输到上位机中的测试数据接收模块；噪声监测模块与PLC相连并传输模拟量数据；所述温度变送器与安装在被测电磁阻尼发电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德胜，聂宇航，郭本振，李泽群，史佳瑞，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：新型
国别省市：