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                HBM傳感器在電機測試中的應用
                點擊次數:431 發布時間:2020-09-17

                    擁有高精度的檢測儀器對于電機測試數據的可靠性尤為重要,直接關系到檢測結果的真實性。隨著合作交流的進一步深入和國內對電機測試精度要求的不斷提高,將會有更多的檢測機構和企業使用HBM傳感器。

                    HBM傳感器可測量扭矩和轉速,是一款扭矩法蘭,采用測量剪應力替代扭矩應力對扭矩進行測量。這種技術是HBM公司的專利。它設計緊湊,占有非常小的空間;高側向的防護允許連接軸直接與法蘭連接,無須其他支撐軸,并且可以承受更高的動態負載;其極高的抗扭剛性消除了扭矩的共振。由于扭矩測量法蘭的工作不依靠軸承和滑環,因此是完全免維護的。它采用了模塊化的設計結構,其額定扭矩分別為50N-m、100N·m、200N·m、500N·m、1kN·m、2kN·m、3kN·m、5kN·m和10kN·m,精度可達0.1%,額定轉速可達8000—15000r/min,低可測2r/min的轉速。測量值通過電壓和頻率信號輸出,配以HBM的放大器可直接與計算機相連,進而使后續數據處理,分析工作更方便。

                    為了避免傳感器變形而產生的附加彎矩,安裝時必須使被測電機、傳感器、負載三者有較好的同軸度,兩個半聯軸器間應留有一定的間距。

                    鑒于HBM傳感器安裝要求較高,為降低安裝難度又不影響傳感器的正常使用,在聯軸器和傳感器之間安裝了膜片結構。膜片一般需2片成對使用,以吸收由于安裝誤差而引起的徑向力。該傳感器是一臺精密儀器,在安裝時法蘭螺栓要用力矩扳手按照表1中的值設定擰緊力矩,否則對傳傳感器的精度有較大的影響;其次,被測電機、傳感器、負載三者應該處于一個穩定的剛性基礎上,必須避免各部件發生振動。

                    HBM傳感器插頭1端接MP60甲(7芯線),用以顯示扭矩;傳感器插頭2端接MP60乙(5芯線),用以顯示轉速。

                    HBM傳感器配套使用的放大器,可將傳感器發出的電壓或頻率信號轉換成標準信號在放大器上顯示;也可通過放大器上的D.Sub口與計算機相連直接將測試數據采集到計算機上,再進行數據的后續處理。

                    信號線在連接時要注意接頭方向。連好后擰上鎖緊螺絲,以達到更好的屏蔽效果,使測量信號免受干擾。在傳感器和測量放大器之間的連接線推薦使用HBM的低電容屏蔽電纜。如果要將電纜線延長,要保證接頭處的接觸電阻較低,對外有良好的絕緣和屏蔽。不要將測量電纜電機的電源線、控制線平行放置(若達不到這個要求,那必須保證它們之間的距離不得小于50cm)。

                    確認機械聯接和電氣連接之后,就可以打開DC24V的傳感器供電電源,對傳感器進行參數設定。參數設定主要分以下幾步:

                    (1)進入設置模式,先在“PARAM.SET”的次級目錄“Load”的參數設為“Factset”,再按使用說明書設置參數;

                    (2)傳感器的扭矩系數應按近校準證書給出的值設置;

                    (3)顯示值的小數位數見表2,修改目錄為DecPoint(DISPLAY)。

                    參數設定完成后,就可以按照檢測方法進行相應的電機檢測了。根據需要,可使用HBM公司的相應軟件對測量數據采集和分析。

                    按HBM公司推薦的安裝方式,在實際使用中發現了一些問題。其主要原因是:傳感器懸空無支撐,兩端與被試電機和負載剛性聯接,在更換被試電機時由于傳感器自重和聯軸器重量,加上彈性膜片的變形,傳感器被試電機端下垂。久而久之,會影響傳感器的精度;此外,由于安裝了彈性膜片,被試電機、負載、傳感器的中心高無法對齊,電機旋轉后在膜片的作用下會產生擾度。傳感器的懸空使之與被試電機、負載在安裝對中時極易碰撞損壞。經過不斷技術改進,建議使用圖5的安裝方式;傳感器負載端的軸稍長并用兩個軸承支撐;軸承采用單列球軸承,以減少軸向間隙,大限度地減少另一端的下垂,使整個系統保隙,大限度地減少另一端的下垂,使整個系統保持水平。

                    軸承的損耗可在起動被試電機傳感器調零時去掉。傳感器兩端均采用軟繩聯接,起膜片作用,降低安裝難度。另外,傳感器法蘭上的緊固螺栓建議使用高強度螺栓或每次更換新螺栓,以防螺栓滑牙而損壞傳感器。
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