陀螺儀電機是保持陀螺高速轉動的驅動力來源，其輸出的穩定性直接決定著陀螺的穩定性。為確保產品品質，陀螺儀電機出廠前必須經過長時間運行，并監測其穩定性。

　　陀螺儀電機的穩定性可通過其輸入電參量的穩定性體現出來。電機機械能做功的有功功率計算方式如下：

　　其中cosφ為功率因數，φ為電壓電流的相位角差。

　　這表明，僅測量陀螺儀電機的電壓、電流是不夠的，尤其是陀螺儀電機的功率因數并不高，相位角差的輕微波動會造成功率因數較大的波動，導致即使電壓、電流穩定功率卻出現變動的情況。

一陀螺儀電機測試指標

• 　　為了滿足陀螺儀電機穩定度測試需求，結合工程實踐，銀河電氣提出以下測試指標：
• 　　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、位移因數、諧波功率;
• 　　頻率、總諧波失真、總諧波因數;
• 　　電壓、電流、頻率穩定度;
• 　　電壓、電流正序分量及負序分量;
• 　　電壓、電流的100kHz范圍內諧波及相位;
• 　　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種國標及國際標準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%。

二陀螺儀電機測試方案

　　對于采用三相交流輸入的陀螺儀電機，如采用二瓦計法，一臺陀螺儀電機需要2路電壓和2路電流通道的測量;如采用三瓦計法，一臺陀螺儀電機需要3路電壓和3路電流通道的測量。陀螺儀電機需要考察長期運行穩定性，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，實現數十臺陀螺電機的同時測量。

　　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;采用三瓦計法可測量兩臺三相陀螺儀電機，一套測試柜共用一臺試驗電源供電。

　　當采用三瓦計法測量三相功率時，每相均采用一個DT數字變送器進行測量，由于該電機的中性線未引出，可以利用同型號的DT數字變送器電壓通道輸入阻抗相等的原理，構建虛擬中性點。

　　為了實現自動化測試。共采用3臺開關量測控子站DC0404對試驗電源進行分合控制。

　　圖1 陀螺儀電機自動化測試平臺構成

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

　　上位機安裝DCCS2012試驗數據采集軟件、DH2000諧波分析軟件，數據庫服務器用于存儲所有試驗原始數據，保證數據的完整性，以便事后對數據進行進行提取分析、數據挖掘。

　　上位機軟件預置三種試驗模式，即二瓦計試驗模式、三瓦計試驗模式、兩相電機試驗模式。每種試驗模式根據接線方式的不同，數據分析處理方式不同。用戶在進行試驗時，只需選擇對應的試驗模式界面即可，軟件自動進行分析運算并顯示結果。

　　圖2 測試柜效果圖

　　1~9臺被測陀螺儀電機安裝在測試臺架上。每臺電機三相線均分為電壓線和電流線，因此，每臺電機共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(含兩相陀螺儀電機試驗)，測試臺架共可連接9臺被試電機，采用三瓦計法時，測試臺架共可連接6臺被試電機。

三陀螺儀電機測試系統技術參數

01WP4000-6變頻功率分析儀

• 　　功率單元配置數量：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;
• 　　數據刷新速率(積分周期)：20 ms~2 S可設 ;
• 　　功率單元通訊接口：光纖;
• 　　與上位機通訊接口：以太網;
• 　　電源質量：正序分量、負序分量，總諧波畸變率(THD)，總諧波因數(THF)，諧波電壓(HVF)/電流因數(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)，校準平均值模式(MEAN)，算術平均值模式(avg);
• 　　平均方式：滑動平均，指數平均，智能平均，平均點數可設;
• 　　諧波分析：提供0-99次諧波分析數據，顯示方式：柱狀圖、圖表;
• 　　其它接口：擴展大屏幕(VGA接口)、功能擴展接口、USB接口，同步光纖接口;
• 　　數據記錄：BMP截屏圖像，*.wav格式瞬態數據;
• 　　供電電源：AC220V，50/60Hz;

02DT223B數字變送器

• 　　額定測試電壓：128V;
• 　　額定測試電流：1.28A;
• 　　電壓準確測試范圍：0.64V~128V(0.5%Un~100%Un);
• 　　電流準確測試范圍：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/電流測量準確度：0.1%rd;
• 　　功率測量準確度：0.2%rd;
• 　　功率因數測量范圍：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開關量測控子站

• 　　輸入通道：4路無源觸點;
• 　　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測量陀螺儀電機的優勢

• 　　提供完整陀螺儀電機測試解決方案，可實現多臺電機長期自動化測試;
• 　　變送器直接采集電參量，角差指標可控并能精確測量;
• 　　可實現低功率因數下高精度有功功率、視在功率、基波功率、諧波功率的測量;
• 　　靈活配置通道數量，可通過網絡擴展，實現多組電機的同步測試;
• 　　能夠對測試原始數據(波形)進行記錄，建立電機特性檔案，方便后續分析。

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　　作者：cls_yinhe

　　湖南銀河電氣有限公司(www.999kaikai.com)

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