双通道旋转变压器参数测试分析系统

一、     总述

受需方委托,由湖南米艾西测控技术有限公司提供 “双通道高精度旋转变压器参数测试分析系统“以满足军品及民品100Vp-p以内单/双通道旋转变压器的检测需要。

1.    型号概览

SmartBRX系列2019款支持旋转变压器最新的动态测试技术,适合单通道旋变的测试分析;Dual HA版本可配置有5″精度解算和1″/2″精度转台,适合军品高精度双通道旋变的测试;ATL版本专为产线高可靠和高效率而设计,拥有众多自动化功能。

2.    待测产品规格

指标 参数
外径 300以下规格(Φ37mm、Φ52mm、Φ110mm,详细见图纸)
内径 详细见图纸
厚度 详细见图纸
励磁频率 400~10kHz
励磁电压 2.5~36Vrms
励磁电流 ≤1000mArms
变压比 ≤1

3.    配置及参数

SmartBRX-Dual标准配置清单
名称 型号 参数 备注
系统主机 SmartBRX Dual HA 基本精度:±5″; 分辨能力:0.1″;  
双路励磁电源 Resolver Power X2H 100Vp-p/1A/20kHz 程控可调
高精度闭环转台 SmartMPRS DPro2 重复精度±1.3″ 绝对精度±2″  
旋转变压器测试工装 非标定制 支持350mm内外径旋变测试 非导磁不锈钢材质

4.       标准支持

本方案支持的旋变测试标准如下:

  • GB/T 10241-2007 《旋转变压器通用技术条件》
  • GB/T 31996-2015 《磁阻式多极旋转变压器通用技术条件》
  • GJB 929A-1998 《旋转变压器通用规范》

此外还支持中国、日本、欧美标准对磁阻及绕线式旋转变压器测试的要求。

技术指标可溯源标定。

二、     方案介绍

双通道高精度旋转变压器参数测试分析系统采用SmartBRX-Dual为核心仪器,配置支持100Vp-p输出的Resolver Power X2H双通道旋变参考级励磁电源(高压版)以支持36Vrms以内军品旋变的测量,配置高精度闭环控制转台转台拥有±1.3″控制分辨率和±2″定位精度。

该方案支持国标及国军标对旋变除安规测试外的几乎所有电气测试项目,人工仅需对旋变安装固定即可自动完成后续测试。并可对电气误差、函数误差、线性误差、相位移、阻抗进行MAP图分析,对励磁电压、电流与输出电压进行矢量图分析。测试完成后可自动记录测试过程数据及测试结果数据。

1.    功能

系统功能以本清单为准。

基础参数 电气角度 (分辨率/精度) 0.1″/ ±5″
极对数 可测/可设
变压比 任意
零位电压 自动记录
输入电压 <80Vp-p
输入电流 <2Ap-p
输入功率 实时显示
阻抗 实时显示
国标测试项目 电气误差 自动测试
基准电气零位 自动测试
空载电流 自动测试
最大空载输出电压 自动测试
空载阻抗 自动测试
接线正确性 自动测试
绝缘介电强度 ——
绝缘电阻 ——
分析功能 相位移 自动测试
函数误差 自动测试
线性误差 自动测试
谐波失真 实时显示
交轴误差 自动测试
特性MAP图 自动测试
输入输出相位矢量图 实时显示
偏心误差分析 选配支持
电气误差曲线分析 支持
环境特性测试 可选配
高级功能 SmartDirect控制技术 标配
SmartTest测试技术 完整支持
MES系统集成开发 可定制开发

2.    测试流程

SmartBRX采用了自主研发的旋变分析仪主机,配备SmartTest技术可同时对多个参数项目进行测试及分析,因此可根据试验流程而非试验项目组合测试过程,在自动寻找到电气零位后,完整旋转一圈即可同时完成电气误差、函数误差、线性误差、相位移等项目的测试。

图2 SmartBRX测试分析流程

注:测试流程并非唯一固定,以上流程仅作参考,可依据需求调配修改。

3.    技术特点

  • 全面支持单、双通道磁阻式及绕线式旋变国标技术条件对测试项目及试验仪器的要求。
  • 支持SmartDirect控制技术,不仅能够对转台进行更加细分的控制,而且能避免转台空程误差,使得转台的控制精度提升到秒级。
  • 具备高级分析功能,可对电气误差、函数误差、线性误差、相位移、阻抗进行MAP图分析,对励磁电压、电流与输出电压进行矢量图分析。
  • 测试完成后可自动出具试验报告及导出误差(补偿)文件,最终用户可据此对旋变输出结果进行校准以获得更好的系统精度。
  • 支持Resolver Power高性能旋变参考级励磁电源,全面兼容99%的VR、BRX及BRT型旋变的测试。
  • 可配置环境试验箱以在线分析旋变在不同温度环境下的特性指标。
  • 可配置定心微调套件以快速完成旋变的定子同轴度测量和定心调节,并可分析旋变在偏心安装下的特性指标。

三、     系统组成

SmartBRX-Dual双通道旋转变压器测试分析系统由高精度转台和分析仪主机两个主要部分组成。

图.SmartBRX-Dual双通道旋变分析仪组成

   SmartBRX Dual分析仪主机

SmartBRX Dual分析主机是核心的交互、处理及控制部分,分析仪的大脑。主机包含Resolver Power X2H双路参考级励磁电源,支持SmartTest技术的双通道高精度旋变分析器,高精度编码器解算器及支持SmartDirect控制技术的转台智能控制器。

主机采用服务器级别构架为旋转变压器的解算提供强大的运算能力支持和长周期系统运行稳定性。闭环水冷设计和双独立风道为仪器提供良好的运行保障,减少测量电路受温度变化的影响。自带9寸触摸屏和可外接显示器配置方便用户操作。SmartBRX旋变测试分析系统软件为旋转变压器的测试提供强大的分析功能和自动化测试自动化报表功能,而标准化硬件带来的可升级能力为用户提供长周期的软件升级服务和保障。

4.    SmartMPRS 电动转台

SmartMPRS电动转台为旋转变压器的测试提供绝对位置参考。考虑到双通道旋转变压器极高的角度精度,因此转台选用DPro2单轴专业级带高精度Encoder(编码器)的闭环控制转台。

该转台采用精密直驱电机,可实现1.3″控制分辨率和±2″的定位精度。转台上安装有旋转变压器测试工装,工装采用可更换安装盘设计,支持最大300mm外径定子的固定。

四、     系统参数

   测试分析

  • 角度显示范围:000°~359°59′59.9″;
  • 电气角分辨能力:0.1″;
  • 电气角测试精度:±5″;
  • 基波电压测量精度:优于0.2%;
  • 相位测量精度:优于0.5°(400~20kHz);
  • 阻抗测量精度:优于0.5%(50~2000Ω)。

5.    励磁电源

本项目标配Resolver Power X2H双通道旋变参考级励磁电源(高电压版)。该电源采用全程控数字技术,可输出双路低失真高稳定度的参考级旋变励磁信号,全面兼容99%的VR、BRX及BRT型旋变的测试,完全符合国标及国军标对旋变励磁电源的要求,并可降低旋变励磁输入对输出测试分析的影响。

RP-X2H支持双路输出且相位、幅值、频率均独立可调,可支持BRT型双励磁单输出旋变的双路90°相位差输出或两路不同励磁参数的独立输出。

RP-X2H的特性如下:

频率精度高:频率精度可达到10-6数量级;

波形精度高:输出波形由函数计算值合成,波形精度高,失真小;

多种波形:正弦波,方波,三角波在2MHz、80Vp-p范围内任意调节;

高可靠性:大规模集成电路,表面贴装工艺,可靠性高,使用寿命长,可在恶劣环境下稳定工作;

预制波形:内置20种常用励磁波形,直接调用即可快速测试;

双路输出:支持双路输出且相位、幅值、频率均独立可调,可支持BRT型双励磁单输出旋变的双路90°相位差输出或两路不同励磁参数的独立输出。

  • 输出通道:双路独立可调同步输出;
  • 输出幅度:0~100Vp-p;
  • 输出电流:0~1A;
  • 最大输出功率:30W;
  • 频率准确度:±5×10-6;
  • 频率稳定度:±1×10-6/3h;
  • 输出波形:正弦波、方波、三角波、任意波形;
  • 输出频率:400~10kHz
  • 正弦波失真度:≤1%(400~20kHz);
  • 相位控制分辨率:0.1°;
  • 控制:旋变分析仪程序控制。

6.    电动转台

电动转台以进口高精度转台为控制核心,外配驱动器及智能控制器,并安装有高精度编码器作为闭环控制参考,可与旋转变压器分析仪联动以进行闭环的高精度控制,设计目标精度±2’’,转台系统精度优于±6’’(可计量指标)。

  • 分辨率:1.3″;
  • 最高速度:20°/sec;
  • 编码器精度:优于±2″;
  • 系统闭环控制精度:优于±2″;
  • 水平承载能力:100N。

旋转变压器解算调零分析仪

 

基于多年旋转变压器参数测试分析系统的研发经验,湖南米艾西推出全新一代Resolver Analyzer系列旋变解算调零分析仪。它可以代替现有的角位置显装置、调零装置、相敏电压表/指零仪、基波电压表、阻抗分析仪等设备功能,还可以选配内置的励磁电源与电机调零用的恒流电源,全面支持35V/10kHz以内单双通道正余弦旋转变压器的测试及安装调零等应用场合。

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SmartBRX 2018旋转变压器动态参数测试分析系统

SmartBrx 2018是针对绕线式旋转变压器及磁阻式旋转变压器研发的第六代智慧型高精度、高效率旋变参数测试分析系统,可对旋变输入、输出的静态及动态特性进行自动化的精细测试,全面覆盖GB/T 31996-2015、GB/T10404-2007及GB/T 10241-2007技术条件要求。

该系统将先进的旋变参数分析仪与高精度或高速电动转台及参考级励磁电源无缝集成,可根据需求灵活配置测试项目及参数,进行旋变的静态、低速、高速测试,为目前国内外最为先进的旋转变压器专用测试系统。 阅读更多