電動葫蘆能效測試裝置製造方法
2023-04-25 21:37:36 1
電動葫蘆能效測試裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電動葫蘆能效測試裝置，用於對電動葫蘆進行能效測試和能效等級評價，裝置結構包括電壓電流轉換模塊、電壓電流採樣模塊、電能計量模塊、微處理器模塊、起升速度測量模塊、通信模塊和人機互動模塊。本實用新型通過測量電動葫蘆在若干個循環運行周期內完成起升動作所輸入的能量，電動葫蘆在規定的工作周期內完成起升動作所產生的勢能變化值，根據電動葫蘆的工作級別，得到電動葫蘆的耗能、能效和能效等級。裝置便捷靈活，可不依賴於電動葫蘆試驗臺，可在電動葫蘆試驗室的試驗臺上以及在用起重機上進行測試，對電動葫蘆的節能審查和監管、推廣電動葫蘆節能技術、建立資源節約型社會具有重要意義。
【專利說明】電動葫蘆能效測試裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電動葫蘆，尤其涉及一種電動葫蘆能效測試裝置。
【背景技術】
[0002]電動葫蘆因其結構緊湊、製造方便、安裝簡易、維修簡單、價格低廉以及操作靈活等特點，已經廣泛應用於起重機的起升機構。自20世紀50年代中期，我國起重葫蘆行業經過幾十年的發展，無論是企業數量、規模還是就業人數都已經位居世界前列，據不完全統計，2013年底我國有電動葫蘆生產企業近400家，年產量90餘萬臺，未來幾年，我國電動葫蘆市場仍將保持超過40%的平均增速。按照目前我國使用電動葫蘆的平均時間計算，使用節能30%的變頻電動葫蘆，8年至少可節約2000元左右，全國都使用可節省4000億元，而若使用節能50%以上的直流變頻電動葫蘆，全國至少可節省6600億人民幣。據國內電力環境專家核算:每節約I度電，就可以減少0.272千克的炭粉塵、0.997千克的二氧化碳、0.03千克的二氧化硫、0.015千克的碳氧等汙染物的排放，可見做好電動葫蘆行業的節能工作具有極其重要的現實意義。
[0003]作為特種設備重要組成部分的起重機械，至今還沒有關於能效測試、評價方面的專用設備，這與全國都在興起的節能熱潮的形勢不相符。對於電動葫蘆而言，市場上更沒有電動葫蘆能效測試裝置。目前的電動葫蘆型式試驗和產品質量檢驗試驗臺僅能控制電動葫蘆動作和對電參數的簡單採集，沒有數據積分處理等功能，不能滿足電動葫蘆能效測試需要，對電動葫蘆生產和使用的節能監管以及節能監測都帶來了困難，因此，亟需一種簡單可行的電動葫蘆能效測試儀器。
實用新型內容
[0004]針對目前電動葫蘆的能效測試沒有簡單可行的測試儀器的問題， 申請人:經驗研究改進，提供一種電動葫蘆能效測試裝置。
[0005]本實用新型的技術方案如下:
[0006]本實用新型提供一種電動葫蘆能效測試裝置，包括電壓電流轉換模塊、電壓電流採樣模塊、電能計量模塊、微處理器模塊、起升速度測量模塊、通信模塊和人機互動模塊；
[0007]所述電壓電流轉換模塊，由互感器組成，互感器的一次側接入電動葫蘆供電迴路，互感器的二次側接入電壓電流採樣模塊，將電動葫蘆主電路的大電流、電壓信號轉換為等效的小電流、電壓信號，實現供電迴路和測量迴路的隔離；
[0008]所述電壓電流採樣模塊，由智能電錶組成，接入電壓電流轉換模塊的互感器的二次側，通過對互感器的二次側的電壓、電流迴路的交流採樣，實現對電網中三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率和四象限電能的高精度測量；
[0009]所述電能計量模塊，與電壓電流採樣模塊連接，用於將電壓電流採樣模塊採樣後的電壓、電流轉換成隨功率變換的脈衝信號；
[0010]所述微處理器模塊，與電能計量模塊連接，接收到電能計量模塊的功率脈衝信號後，計算電壓、電流、功率參數，並根據設置的參數控制電能計量模塊的工作方式，同時顯示測量值，並通過RS485總線和上位計算機進行通信；
[0011]所述起升速度測量模塊，由起重機速度位移測量儀組成，用於感測電動葫蘆起升和下降速度，兼有距離測量的功能，完成起升高度、吊鉤限位高度等距離指標的檢測，起升速度的測量結果輸入人機互動模塊；
[0012]所述通訊模塊，與微處理器模塊和人機互動模塊連接，用於微處理器模塊與人機互動模塊之間的數據交換和控制；
[0013]所述人機互動模塊，通過通訊模塊與微處理器模塊連接，用於參數輸入、測試控制、數據處理、數據顯示和系統設置。
[0014]本實用新型的有益技術效果是:
[0015]本實用新型的電動葫蘆能效測試裝置是對電動葫蘆進行能效測試和能效等級評價的重要設備，通過測量電動葫蘆在若干個循環運行周期內完成起升動作所輸入的能量，電動葫蘆在規定的工作周期內完成起升動作所產生的勢能變化值，根據電動葫蘆的工作級別得到電動葫蘆的耗能、能效和能效等級。裝置便捷靈活，可不依賴於電動葫蘆試驗臺，可在電動葫蘆試驗室的試驗臺上以及在用起重機上進行測試，對電動葫蘆的節能審查和監管、推廣電動葫蘆節能技術、建立資源節約型社會具有重要意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是電動葫蘆能效測試裝置結構圖。
[0017]圖2是三相三線制電動葫蘆能效測試接線圖。
[0018]圖3是三相四線制電動葫蘆能效測試接線圖。
[0019]圖4是電流互感器的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做進一步說明。
[0021]如圖1所示，本實用新型的電動葫蘆能效測試裝置，包括:電壓電流轉換模塊1、電壓電流採樣模塊2、電能計量模塊3、微處理器模塊4、起升速度測量模塊5、通信模塊6以及人機互動模塊7。
[0022]電壓電流轉換模塊I由互感器組成，互感器的一次側接入電動葫蘆主供電迴路，互感器的二次側接入電壓電流採樣模塊2，將電動葫蘆主電路的大電流、電壓信號轉換為等效的小電流、電壓信號，實現了高電壓、大電流信號至小信號的轉換，同時實現了供電迴路和測量迴路的隔離，提高了裝置的抗幹擾能力。
[0023]電壓電流採樣模塊2由智能電錶組成，通過對電壓、電流迴路的交流採樣，經處理後實現對電網中三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率和四象限電能的高精度測量。
[0024]電能計量模塊3，用於計量電壓、電流，並計算視在功率(VA)、功率因素(COSCp)、
有功功率等參數。採樣後的電壓、電流經由電能計量模塊3轉換成隨功率變換的脈衝信號。
[0025]微處理器模塊4，微處理器模塊4接收到功率脈衝信號後計算電壓、電流、功率等參數，並根據設置的參數控制電能計量模塊3的工作方式，同時顯示測量值，並通過RS485總線和上位計算機進行通信。
[0026]起升速度測量模塊5，採用CSDM-1起重機速度位移測量儀，用於感測電動葫蘆起升和下降速度，同時兼有距離測量的功能，能夠完成起升高度、吊鉤限位高度等距離指標的檢測。起升速度的測量結果輸入人機互動模塊7。
[0027]通訊模塊6，用於微處理器模塊4與人機互動模塊7之間的數據交換和控制。
[0028]人機互動模塊7，用於參數輸入、測試控制、數據處理、數據顯示和系統設置。
[0029]上述各部件均為市售商品。
[0030]圖2、圖3為本裝置集成在機箱內後的測試接線圖。其中，三相三線制的電動葫能效測試接線如圖2所示，三相四線制的電動葫蘆能效測試接線如圖3所示。
[0031]a.測量電壓信號輸入，A、B、C三相電壓直接接入本裝置。對於三相三線制，三根火線分別直接接入本裝置機箱後蓋的Ua、Un、Uc三個接線端；對於三相四線制，三根火線分別直接接入本裝置機箱後蓋的Ua、Ub、Uc三個接線端，中性線接Un接線端。
[0032]b.測量電流信號輸入，A、B、C三相電流通過各自的電流互感器接入本裝置。接線時每根相線均從電流互感器的Pl端穿入，P2端穿出。對於三相三線制，將兩個電流互感器的SI端分別接入本裝置機箱後蓋的Ia*和Ic*接線端，S2端分別接入本裝置機箱後蓋的Ia和Ic接線端，同時S2端接地；對於三相四線制，將三個電流互感器的SI端分別接入本裝置機箱後蓋的la*、Ib*和Ic*接線端，S2端分別接入本裝置機箱後蓋的la、Ib和Ic接線端，同時S2端接地。電流互感器的工作原理如圖4所示。
[0033]c.電源輸入，220V交流電接入本裝置機箱前面板的L和N接線端。
[0034]d.輸出至上位計算機，PC機連接本裝置機箱前面板485通訊接口的A+和B-接線端。
[0035]本裝置的使用說明如下:
[0036]1、電動葫蘆能效測試條件
[0037]1.1、測試項目和數據
[0038]I)起升高度。
[0039]2)穩態和瞬態三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率和四象限電能。
[0040]1.2、測試所用儀器
[0041]測試所用儀器包括:互感器、智能電錶、起重機速度位移測量儀、標準砝碼、萬用表及常用電工工具等
[0042]1.3、測試條件與準備工作
[0043]電參數採集時，電量測量同時對電壓、電流、功率同時進行。
[0044]互感器或電能表的接入位置應為電動葫蘆的電氣控制箱輸入端。
[0045]輸入電壓、輸入電流、輸入功率應採用數字式採樣記錄，採樣頻率不應低於10次/ms ο
[0046]試驗過程中，試驗砝碼應保持平穩，不應有抖動、搖擺現象。
[0047]試驗載荷的允許偏差為± I %。
[0048]測試時供電系統在起重機饋電線接入出的電壓波動不應超過±10%;三相電壓不平衡率不大於1.5%。
[0049]2、電動葫能效測試流程
[0050]2.1、基本參數獲取
[0051]測試並記錄電動葫蘆起升高度、起升運行速度。記錄電動葫蘆出廠編號、設備名稱、使用單位、工作級別、額定起重量、電機型號(工作制、接電持續率、額定功率、額定電壓、額定電流)。
[0052]2.2、準備測試載荷
[0053]加載標準砝碼，加載額定起重量的砝碼。本實用新型測試時如果砝碼重量不能滿足額定起重量，不小於80%額定起重量也能得出正確結果。
[0054]2.3、測試儀器接線及參數設置
[0055]在測試前，如圖2和圖3所示。三相電壓直接接入測試裝置智能電錶。對於三相三線制，三根火線分別直接接入測試裝置機箱後蓋Ua、Un、Uc三接線端；對於三相四線制，三根火線分別直接接入測試裝置機箱後蓋Ua、Ub、Uc三接線端，中性線接Un端。三相電流通過各自的電流互感器接入測試裝置電錶。接線時每根相線均從電流互感器的Pl端穿入，P2端穿出。對於三相三線制，將兩個電流互感器的SI端分別接測試裝置機箱後蓋的Ia*和Ic*接線端，S2端分別接測試裝置機箱的Ia和Ic接線端，同時S2端需接地；對於三相四線制，將三個電流互感器的SI端分別接機箱後蓋的Ia*、Ib*和Ic*接線端，S2端分別接電錶的la、Ib和Ic接線端，同時S2端需接地。通過測試裝置機箱前面板的485通訊接口與上位計算機連接；測試裝置接220V交流電。
[0056]設置智能電錶測試參數，電壓、電流，視在功率(VA)、功率因素(COSCp)、有功功率等參數。
[0057]設置CSDM-1起重機速度位移測量儀初始位移，測速度、側位移模式。
[0058]2.4、運行測試
[0059]根據不同的電動葫蘆起升機構工作級別和速度模式，按照GB/T30028-2013《電動葫蘆能效測試方法》附錄A規定的工作周期和運行方式運行。重複10次。
[0060]2.5、採集記錄數據
[0061]測量電動葫蘆在規定的工作周期內完成起升及下降動作能量的消耗、運行速度和運行距離。
[0062]根據電動葫蘆的起重載荷和起升行程測得電動葫蘆在規定的工作周期內完成起升及下降動作所產生的勢能的變化。
[0063]測試載荷為額定起重量，試驗載荷偏差不大於1% ;測試行程按電動葫蘆的額定起升行程。對於載荷和起升行程受限的情況下，測試載荷可最小以降至額定載荷的80 %，起升測試行程最小也可以降至額定起升行程的25%，這樣測試結果不受影響。
[0064]2.6、測得能效值
[0065]根據規定工作周期內能量的消耗和勢能變化測得電動葫蘆的能效值。
[0066]2.7、查表確定能效等級
[0067]根據電動葫蘆的工作級別和能效值，查表對電動葫蘆進行能效等級劃分和評價。
[0068]以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型不限於以上實施例。可以理解，本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和構思的前提下直接導出或聯想到的其他改進和變化，均應認為包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種電動葫蘆能效測試裝置，其特徵在於:包括電壓電流轉換模塊、電壓電流採樣模塊、電能計量模塊、微處理器模塊、起升速度測量模塊、通訊模塊和人機互動模塊； 所述電壓電流轉換模塊，由互感器組成，互感器的一次側接入電動葫蘆供電迴路，互感器的二次側接入電壓電流採樣模塊，將電動葫蘆主電路的大電流、電壓信號轉換為等效的小電流、電壓信號，實現供電迴路和測量迴路的隔離； 所述電壓電流採樣模塊，由智能電錶組成，接入電壓電流轉換模塊的互感器的二次側，通過對互感器的二次側的電壓、電流迴路的交流採樣，實現對電網中三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率和四象限電能的高精度測量； 所述電能計量模塊，與電壓電流採樣模塊連接，用於將電壓電流採樣模塊採樣後的電壓、電流轉換成隨功率變換的脈衝信號； 所述微處理器模塊，與電能計量模塊連接，接收到電能計量模塊的功率脈衝信號後，計算電壓、電流、功率參數，並根據設置的參數控制電能計量模塊的工作方式，同時顯示測量值，並通過RS485總線和上位計算機進行通信； 所述起升速度測量模塊，由起重機速度位移測量儀組成，用於感測電動葫蘆起升和下降速度，兼有距離測量的功能，完成起升高度、吊鉤限位高度等距離指標的檢測，起升速度的測量結果輸入人機互動模塊； 所述通訊模塊，與微處理器模塊和人機互動模塊連接，用於微處理器模塊與人機互動模塊之間的數據交換和控制； 所述人機互動模塊，通過通訊模塊與微處理器模塊連接，用於參數輸入、測試控制、數據處理、數據顯示和系統設置。
【文檔編號】B66C13/16GK203976235SQ201420263236
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2014年5月21日
【發明者】王松雷, 顧旭波, 百堅毅, 盧錫駿, 陸忠華, 陶成 申請人:江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院無錫分院