潜水搅拌机测试台测试系统解决方案

　　潜水搅拌机测试台主要满足潜水搅拌机出厂测试，测试包含转速、电压、电流、有功功率、无功功率、扭矩等参数。

　　潜水搅拌机主要是在适合的容积里发挥充分的搅拌功能，为了确定潜水搅拌机的功能参数是否满足不同场合的应用，对潜水搅拌机的出厂测试很有必要。潜水搅拌机出厂测试主要包括以下内容：

　　实时潜水搅拌机三相交流电参量测试，包含电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率等；

　　潜水搅拌机转速、扭矩、温度、流速等；

　　电压等级：380V；

　　电流等级：64A；

　　频率：50Hz；

　　基本测量精度：0.2%rd；

　　温度范围：-40℃~400℃；

　　转速范围：235~1400r/min；

　　基本测量精度：0.1%；

潜水搅拌电机试验测试原理图

　　综合考虑测试需求，配置2个DT215B数字变送器、1个DH2000-2数字主机，采用2V2A法完成三相电机电参量测量，数字主机通过USB与上位机通讯；配置感应式传感器、DM4022/G感应式转速测量子站、DM4031温度测量子站、DM4041小信号4~20mA测试子站完成电机转速、温度测量、流速测量，子站与上位机通过RS232通讯；试验软件安装于上位机，对数字主机、测量子站送来的数据综合分析、运算处理。上位机试验软件对数据分析处理得到三相电机电压、电流、功率、功率因数、有功功率、无功功率、转速、扭矩、流速等。

　　三相电机电量测量采用2V2A法，配置2个DT215B数字变送器，可以完成两路电压、两路电流同步测量。在本方案中实测A相、C相两路电流，AB、BC两路电压，根据基尔霍夫定律可以准确运算出AC电压及B相电流。根据相关电压电流参数运算可以得到有功功率、无功功率、功率因数等参数。

感应式转速传感器安装示意图

　　本方案依据的原理是异步电动机的转子在旋转磁场中由切割磁力线产生感应电流的频率，是电动机转子频率和电动机定子电压频率的差频。此差频乘以60就得到异步电动机的转差，由电网频率也乘以60得到电动机的同步转速，由同步转速减去转差就得到了电动机的异步转速。感应式传感器与转速测量子站可以测量定子电压频率f1及转差频率△f，那么我们就可以得到转子频率f2，根据n=60*f/p，我们就可以得到电机转速。

　　本方案扭矩测量依据的原理是能量守恒定理。即：电机的输入电能=电机输出机械能+电能与机械能转变过程中产生的损耗能量。电能与机械能转变过程中的损耗包括：铁耗、机械耗、定子铜耗、转子铜耗和杂散损耗（需要此电机的出厂试验报告及绕组预埋铂电阻）。TN4000电子式扭矩仪正是通过测量电机运行过程中的电参量及温度、转速N（r/min）等参量，计算出上述各种损耗，进而得出电机的输出轴功率P（KW）。由扭矩与输出轴功率关系T=9549P/N，就可以计算得到扭矩。

　　流速测量选用Starflow 6526-51-RB 多普勒流速传感器，流速传感器输出4-20MA接入DM4041四通道4~20mA测试子站，测试子站通过485总线传输至上位机，配置上位机软件对信号处理，显示流速信息。移动流速传感器到要测量的点，记录测量得到的流速信息绘制成水流场图。

水流场图

　　本潜水搅拌机测试台方案可满足相关生产厂家对潜水搅拌机的出厂测试，前端数字化技术的应用可保证复杂环境下电参量的准确测量。测试系统可开放原始测量数据，与PLC控制系统配合，对潜水搅拌机产品实现自动化测试。