液压机构储能电机启动次数与寿命的研究分析？？   佛山登高车租赁,

          液压机构储能电机启动次数与寿命的研究分析？？？ 佛山登高车租赁,   佛山登高车出租,  登高车出租     从国内工程应用情况来看，800kV到1100kV电压等级的输变电线路上，断路器用操动机构基本都配用液压弹簧操动机构。各个电网公司对断路器操动机构的可靠性也提出了更高的要求，其可靠性已经成为影响整个输变电设备可靠运行的重要因素。液压弹簧操动机构由于其结构特点决定，当其出现内部压力泄漏的时候(内部压力的泄漏是不可避免的)，电机就会多次启动带动油泵来补充压力。因此，在异常工况下，从某种意义上来说，电机的使用寿命决定着液压弹簧操动机构的可靠性。

      1液压弹簧机构常用电机类型介绍,   电动机作为能量转换的机电装置在高压开关操作机构中得到了大量应用。有储能用电动机(如断路器用液压机构、气动机构、弹簧机构、快速接地开关FES机构等)，直接驱动电动机(如断路器用电动机机构、隔离或接地开关机构、负荷开关机构、隔离接地三工位开关机构等)。因各种开关用途不同，从而与之相配机构对电动机的要求也不相同，直流电动机是机构常用形式之一。直流电动机的励磁方式可分为他励、并励、串励和复励4种，励磁方式对电动机的性能和机械特性(指电动机的转速n与电磁转矩T的关系n=f(T))影响很大，应用场合也有很大差别。

     1.1并励电动机指励磁绕组F与电枢绕组A并联的电动机。 特点是不受负载的变化限制可保持恒定的转速。个别液压机构和气动机构中作为储能电动机应用。

    1.2串励电动机指励磁绕组F与电枢绕组A串联的电动机。特点是启动力矩大、空载转速高。因此，旋转的加速时间短，根据负载的大小速度发生变化，可以交直流两用。常用于弹簧机构中作为储能电动机或对运转速度要求不严的隔离开关或接地开关电动机构中作为驱动电动机，用直流电源时比用交流电源的效率要高。

    1.3复励电动机至少有两个励磁绕组F1和F2，F1是并励绕组，F2为串励绕组。若串励绕组和并励绕组所产生的磁势方向相同，称为积复励。特性随负载的大小发生变化，速度也发生变化，介于并励和串励电动机之间。积复励电动机常用于弹簧储能式液压机构中作为储能电动机。

   1.4他励电动机励磁绕组与电枢绕组各自分开，励磁绕组由独立的直流电源供电。用永久磁铁作主磁极的电机可当作他励电机。气站和气动机构、老型号的液压机构常用他励电动机来作电机。

   1.5永磁直流电动机永磁直流电动机具有结构工艺简单、体积小、用铜量少、效率高等特点。因而在三工位机构等要求有良好速度性能、体积小、中压断路器操动机构所需较小功率的电机等场合都大量应用永磁直流电动机。

     2电机充压装置在液压弹簧机构中的结构布置及工作原理,    以某种型号的液压弹簧机构为例，其所用电机为复励电机，储能过程通过电机带动一个柱塞泵完成，储能装置。电机带动一对啮合锥齿轮高速转动，齿轮带动偏心轴高速旋转，偏心轴带动柱塞泵进行补压，将从油箱流入的低压油转换为高压油经油道流入工作缸高压腔。同时高压油也通过油道流入储能活塞上端，储能活塞在高压油的作用下向下运动压缩碟形弹簧，最终将机械能转换为碟簧的弹性势能，实现能量的存储。在分合闸动作过程中，碟形弹簧会向上运动，将弹簧的弹性势能转换为活塞杆的动能，为断路器的分合闸操作提供能量。

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      3液压弹簧机构不同工况下电机工作状态分析,   文中所述复励电机参数，并以DC220V电机为例进行了研究试验，下面就电机不同工况下的运行情况进行讨论。

    3.1液压弹簧机构正常工况下电机工作状态分析:   液压机构正常打压情况下比较常见的电机工作状态分为两种：1)从零压打压至额定压力状态。液压机构在初始注油调试过程中，经常需要从零压打压至额定状态，在此过程中对机构相关的部位进行试验调试，电机在此种工况下运行的电流示波图。最下方的曲线为电机运行过程的电流曲线，横坐标为运行时间，每个栅格为1s，电机的运行时间约80s，启动时的最大电流为15.45A，持续时间约0.3s，电机工作电流为2.43A，持续时间约80s。工作电流小于电机的额定电流，启动电流大约是工作电流的7倍，但持续时间很短，电机设计条件满足实际工况。操作一个单分单合动作后打压值额定压力状态。液压弹簧操动机构发生频次最多的工作状态就是在机构压力处于额定状态时，经过一个分闸操作或一个合闸操作后，电机立即启动，将压力补充至额定状态，此种工况和第1种工况比较，区别在于电机启动时的初始扭矩不同，当电机从零压开始打压时，由于系统压力为零，电机初始扭矩较小，而在第2种工况下，由于机构的系统压力还未降到零压，电机初始的扭矩较大，以一个合闸操作后的工况为例，对应的电机运行电流示波图。第2种工况下电机的启动电流和工作电流均大于第1种工况，与机构的实际工况较为吻合。为了验证机构在第2种工况下电机的运行和寿命情况，特针对第2种工况，对机构进行了加速寿命试验(单分单合操作)。

      把整个寿命试验过程分成等次数的操作阶段来看，考虑到试验过程中的测量误差，电流值呈现出折线状态，但总体的曲线形态呈现逐渐上升的趋势，即电机的工作电流增大与寿命试验次数的增加成正比，随着寿命试验次数的增加，电流也随着增大，分析主要是与电机的碳刷长度有关，电机的工作电流与碳刷长度成反比，随着电机碳刷的磨损，碳刷长度逐渐减小，会影响电机的工作电流，使电机的工作电流增大。当电机寿命试验次数达到7000多次时，电机工作电流比初始工作的电流增大约10%。

       3.2液压弹簧机构频繁打压工况下电机工作状态分析    液压弹簧操动机构的频繁打压实际是机构内漏的表现，当机构存在内部压力损失的时候，根据压力损失的程度，电机会自动启动为整个系统进行补压，理论上液压弹簧操动机构系统内部泄漏不可能消除。因此，正常的机构补压是允许的。但当机构频繁打压的次数(或泄漏量)达到一定程度时，表示机构可能存在非正常的泄漏，则需要进行检修，通常通过频繁打压次数来衡量机构泄漏情况。为了验证机构在频繁打压工况下电机的工作状态，根据运行现场的反馈资料总结，机构在频繁打压时，每次打压时间约3s左右，打压的时间间隔约2～3s。厂内模拟此种工况下的电机运行电流进行了测试。其工作状态相当于机构的第二种工作状态，即启动电流和工作电流与机构在寿命试验过程中的电流值相当。综上分析，液压弹簧操动机构在频繁打压状态下，电机的寿命情况可以做如下考虑和分析：  1)当频繁打压的时间间隔大于180s时，频繁打压的工况与机构正常机械寿命试验的工况相当，此时电机相当于在进行加速的寿命试验，电机的碳刷磨损增加，重点关注电机的碳刷长度和工作电流，当电机的碳刷长度不满足要求时，需及时更换碳刷来延长电机的寿命。2)当频繁打压的时间间隔小于180s时，特别是有些现场出现过每隔2～3s电机就启动一次的情况(比机构的寿命试验更加严酷的工况条件)，会进一步加剧电机寿命的缩短，不仅电机的碳刷磨损加剧，同时，由于频繁的启动，每次的启动电流很大，虽然持续时间很短，由于电机的启动频率很高，因此，电机的散热状况就会恶化，使电机的热量不能及时散发，在每次启动时热量都会叠加，会大大加速电机寿命的损失，如果出现这种工况，现场就需要及时进行处理，使频繁打压的次数减少，降低电机启动频率，同时，需考虑更换新的电机来保证现场的正常运行。

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