电气故障诊断实训装置的制作方法

xiaoxiao2020-6-27  5

专利名称:电气故障诊断实训装置的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种电气故障诊断实训装置。
背景技术
分析电气故障现象,进行电气故障诊断,是维修电工国家职业标准中规定 的最重要的技能之一。而现有的电气故障诊断实训装置,忽略了工程的概念, 采用控制装置模拟系统的工作过程,把实训装置做成了单纯的教具,没有实际 设备的特征,不能真实地反映系统的实际工作情况;没有采用工业化的标准元 件与材料,电器元件、仪表的布置及连线平面化,与工业产品的要求相距甚远; 不含变频器,也不含单片机;不能设置参数设置故障、短路故障和设备反转故 障。故障点暴露,可以通过观察故障开关的位置排除故障,失去设置故障的意 义。结构庞大、成本高、不形象直观。因此,各大、中专院校、职业学校的电 气、自动化及相关专业、社会电工培训、各县市维修电工鉴定所等单位实训迫 切需要能克服上述缺陷的更好的电气故障诊断实训装置问世。
实用新型内容
发明目的本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供 一种电气故障诊断实训装置。
技术方案本实用新型公开了一种电气故障诊断实训装置,包括水箱,在 水箱内设有两台以上水泵,所述水泵分别与止回阀连接,水泵通过连接管与水 龙头连通;连接管上设有远传压力表;所述水泵分别与由变频器控制的三相交 流异步电动机连接;所述变频器以及远传压力表还与控制器连接。
本实用新型中,优选地,所述控制器包括为多泵控制器。
有益效果本实用新型所述电气故障诊断实训装置充分考虑了工业现场的 实际,按照工业产品的要求,综合应用和集成了电机及电力拖动技术、电气控 制技术、变频调速技术、单片机技术、自动化仪表技术、流体机械技术等,不 仅包含变频器、单片机、压力表、自动空气开关、交流接触器、中间继电器、 按钮、信号灯、端子排等典型的工业电气产品和控制装置,而且包含了机械和 工艺负载的一个真实的电气控制系统,同时又具有设计简洁、结构巧妙、控制 过程直观,给人视觉冲击力强,故障点隐蔽、可设置故障类型全,操作方便、 成本低廉的特点,便于教师演示和学生实训。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做更进一步的具体说明。


图1为本实用新型电气故障诊断实训装置结构示意图。 图2为本实用新型中电气线路图。
具体实施方式

图1所示,本实用新型公开了一种电气故障诊断实训装置,包括水箱l, 在水箱l内设有两台水泵2、 6,两台水泵分别与两个止回阀3、 7连接,并通过 连接管8与水龙头5连通;连接管8上设有远传压力表4;两台水泵分别与两个 由变频器控制的三相交流异步电动机连接;变频器以及远传压力表还与控制器 连接。所述控制器为多泵控制器。
更具体地说,如图2所示,本实用新型实训装置三相总电源开关QF1进线 端与电源连接,三相总电源开关QF1出线端与交流接触器KM2常开主触点、热 继电器FR1的热元件、三相交流异步电动机M1进行串联连接。实训装置总电源 开关QF1出线端与变频器、交流接触器KM1常开主触点、三相交流异步电动机 Ml进行串联连接。变频器输出端与交流接触器KM1常开主触点、三相交流异步 电动机M2进行串联连接。实训装置总电源开关QF1出线端与交流接触器KM4常 开主触点、热继电器FR2的热元件、三相交流异步电动机M2进行串联连接。Ml 与M2分别对应拖动ltt水泵、2#水泵运转。
控制电源开关QF2进线端与三相总电源开关QF1的Ll相出线端连接,控制 电源开关QF2出线端与短路故障设置开关FS1串联连接后,接零线N。控制电源 指示灯HL1两端分别与QF2出线端和零线N相连接。QF2出线端与开路故障设置 开关Fol、变频器运行指示继电器Kl的常开触点、变频器运行指示灯HL6串联 连接后,接零线N。开路故障设置开关Fol出线端与变频器的故障指示常开触点 TA-TC、变频器故障指示灯HL7串联连接后,接零线N。 FPC多泵控制器的L端、 N端分别与开路故障设置开关Fol出线端、零线N相连。FPC多泵控制器压力信 号输入端V+、 IN端、GND端分别与远传压力表高端、压力信号输入端、公用端 相连。停机信号输入开关SA1与FPC多泵控制器的DI2端、CM2端相连。FPC多 泵控制器正转运行输出信号端FWD、 CM1分别与变频器端子运行控制端子0P6、 CM连接;FPC多泵控制器输出信号端D/A、 CM2分别与变频器电压模拟量输入端 口AN1、 GND连接,用于模拟量调速。交流接触器KM3常闭辅助触点、交流接触器KM1线圈进行串联连接后,接零线N。 lft水泵变频运行指示灯HL2与交流接触器KM1线圈进行并联连接。FPC多泵控制 器ltt水泵工频运行输出端Gl与交流接触器KM1线圈常闭辅助触点、热继电器 FR1常闭触点、交流接触器KM2线圈进行串联连接后,接零线N。 lff水泵工频运 行指示灯HL3与交流接触器KM2线圈进行并联连接。FPC多泵控制器2共水泵变 频运行输出端B2与交流接触器KM1常闭辅助触点、交流接触器KM4常闭辅助触 点、交流接触器KM3线圈进行串联连接后,接零线N。 2tt水泵变频运行指示灯 HL4与交流接触器KM3线圈进行并联连接。FPC多泵控制器2#水泵工频运行输出 端G2与交流接触器KM3常闭辅助触点、热继电器FR12常闭触点、交流接触器 KM4线圈进行串联连接后,接零线N。 2tt水泵工频运行指示灯HL5与交流接触器 KM4线圈进行并联连接。变频器运行指示信号0UT、 DC24V分别与直流24V继电 器K1线圈对应端相连。
本实用新型所述电气故障诊断实训装置电路工作过程如下短路故障设置开 关FS1,闭合时用于模拟电路短路故障;开路故障设置开关Fol,断开时用于模 拟电路断路故障。正常工作时,短路故障设置开关FS1处于断开位置,开路故 障设置开关Fol处于闭合位置。首先将水箱中注入水,合上电源QF1、 QF2后, 接通电源,控制电源指示灯HL1亮。通过FPC多泵控制器设定当前压力设定值。
断开停机信号输入开关SA1,使FPC多泵控制器DI2端与CM2端断开,多泵 控制器通过其FWD、 CM1端子对变频器进行启停控制,通过D/A、 CM2端子对变 频器进行转速控制。接通多泵控制器的B1端,交流接触器KM1线圈得电,交流 接触器KM1常开主触点闭合,ltt水泵电机接通变频器,启动1#水泵变频工作, 指示灯HL2灯亮,由变频器控制的给水泵将水箱中的水送入用水管道,随着变 频器输出频率的增大,水泵转速升高,管网水压加大,管网上装设的远传压力 表随时检测到水压的变化,检测到的模拟信号送入多泵控制器中与给定压力比 较并处理。当水龙头开较小(用水量较少)时,变频器只需对1#水泵进行变频 调节就可以保持系统的压力稳定为设定值。
如果水龙头5开大(用水量加大),而远传压力表在管网端测得的水压偏 小,达不到系统压力设定值时,则变频器输出频率升高,当1#水泵工作频率升 高到到50Hz时,经过一定的延时(延时时间可以任意设定),如果测量压力值 仍然达不到系统压力设定值,多泵控制器则将Bl端断开,交流接触器KM1线圈 失电,交流接触器KM1常开主触点断开,切断变频器与ltt水泵电机连接,ltt水泵停止变频状态运行,指示灯HL2灯灭,接通多泵控制器的G1端,交流接触器 KM2线圈得电,交流接触器KM2常开主触点闭合,将1#水泵由变频状态转换为 工频工作状态,并关断变频器,延时3秒,接通多泵控制器的B2端,交流接触 器KM3线圈得电,交流接触器KM3常开主触点闭合,2tt水泵电机接通变频器, 启动2tt水泵变频工作,指示灯HL4灯亮,将变频器切换到2tt水泵,启动2#水 泵进行变频工作,供水系统依靠调节2tt泵的工作频率来稳定系统压力,实现一 台工频一台变频双泵运行。当水龙头开小(用水量减少),变频器的输出频率会 下降,当2tt水泵频率下降至0Hz时,经过一定的延时(延时时间可以任意设定), 远传压力表在管网端测得的水压仍然超过系统设定的压力,多泵控制器将G1端 断开,交流接触器KM2线圈失电,交流接触器KM2常开主触点断开,切断ltt水 泵电机工频供电,停止l号水泵工频运行,由2!t水泵进行变频调节保持系统的 压力稳定。如果水龙头开大(用水量加大),当2ft水泵变频工作在50Hz时,经 过一定的延时(延时时间可以任意设定),如果测量压力仍然达不到设定值,则 将B2端断开,接通G2端,将2tt泵由变频状态转换为工频工作状态,延时3秒, 接通B1端,启动ltl泵进行变频工作。停机时,闭合停机信号输入开关SA1,多 泵控制器的DI2端与CM2端闭合,当DI2与CM2端子闭合超过两秒钟后,控制 器所有的输出都关闭,包括D/A输出。设定与测量显示都正常。输出关闭的顺 序为先关D/A3秒,关RUN (CM1, FWD)2秒,关变频泵接触器,最后顺序关闭 工频接触器(先起先停),中间间隔2秒。
为了防止交流接触器KM1与交流接触器KM2、交流接触器KM3与交流接触 器KM4同时动作,损坏变频器,在交流接触器KM1与交流接触器KM2之间、交 流接触器KM3与交流接触器KM4之间设置了互锁;同时为了防止一台变频器同 时带动两台水泵变频运行,在交流接触器KM1与交流接触器KM3之间也设置了 互锁。
此外,本实用新型所述电气故障诊断实训装置充分考虑了工业现场的实际, 具有压力测量值防抖动补偿控制功能、参数调整和设定具有密码锁定及保护功 能、采用人工智能模糊控制算法,控制精度高,内带看门狗电路,采用数字滤 波及多项抗千扰措施,防止软件跑飞功能、具有压力传感器零点和满度补偿功 能、具有小流量水泵睡眠控制功能;具有手操器功能,可手动调节输出电压来 控制变频器的频率等。
本实用新型可设置电路故障、元器件故障、参数设置故障、水泵反转故障四种。电路故障的设置,在电路中任意两个相同电位点都可设置故障开关Fo, 当故障开关Fo闭合时,电路正常;当故障开关Fo断开时,电路发生断路故障, 如开路故障设置开关Fol。在图中任意两个不同电位点都可设置故障开关FS, 当故障开关FS断开时,电路正常;当故障开关FS闭合时,电路发生短路故障, 如短路故障设置开关FS1。
本实用新型中电气控制箱前、后都开门带锁,在距控制箱后门一定距离处 设置一绝缘隔板,在绝缘隔板后布置安装电路故障设置开关。从控制箱面板和 打开控制箱前门看到的,都与工业级产品一样的元件、元件布置和接线。电路 故障的设置和排除,只需打开后门拨动电路故障设置开关即可。实训时,将电 路故障设置好后,关闭后门并上锁,从而实现故障点的彻底隐蔽。锻炼和培养 了学生运用电气原理分析和査找故障的能力。元器件故障的设置,用损坏的元 器件代替正常的元器件。参数设置故障,由于变频器或多泵控制器参数设置不 合理,而导致的系统无法正常运行。如变频器加速时间设置过短,可出现变频 器过电流故障;变频器减速时间设置过短,可出现变频器过电压故障。水泵反 转故障,设定当前压力设定值P01i.3 Mpa,发现当ltt水泵变频运行50Hz时系 统压力为0.28 Mpa,仍然达不到压力设定值0.3 Mpa时,ltt水泵由变频状态转 换为工频工作状态,并关断变频器,延时3秒,将变频器切换到2ft水泵,实现 1#水泵工频、2ft水泵变频运行,但供水系统调节2tt水泵的工作频率达到50Hz时, 系统压力却只有0. 25 Mpa。在水龙头开度不变的情况下,出现了ltt水泵工频、 2tt水泵变频两台水泵同时开没有ltt水泵变频单独开压力大的奇怪现象。故障原 因为ltt水泵工频反转、2tt水泵变频反转所致,水泵电机正转时出水量较大,压 力上升明显,水泵电机反转,压力小。分别调整交流接触器KM2、交流接触器 KM3主触点电源进线任意二相即可。
本实用新型提供了一种电气故障诊断实训装置的思路及方法,具体实现该 技术方案的方法和途径很多,以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当 指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提 下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护 范围。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。
权利要求1、一种电气故障诊断实训装置,包括水箱(1),在水箱(1)内设有两台以上水泵,其特征在于,所述水泵分别与止回阀连接,水泵通过连接管(8)与水龙头(5)连通;连接管(8)上设有远传压力表(4);所述水泵分别与由变频器控制的三相交流异步电动机连接;所述变频器以及远传压力表还与控制器连接。
2、 根据权利要求l所述的电气故障诊断实训装置,其特征在于,所述控制器为多泵控制器。
专利摘要本实用新型公开了一种电气故障诊断实训装置,包括水箱,在水箱内设有两台水泵、两台水泵分别与两个止回阀连接,并通过连接管与水龙头连通;连接管上设有远传压力表;两台水泵分别与两个由变频器控制的三相交流异步电动机连接;变频器以及远传压力表还与控制器连接。本实用新型所述电气故障诊断实训装置不仅包含变频器、单片机、压力表、自动空气开关、交流接触器、中间继电器、按钮、信号灯、端子排等典型的工业电气产品和控制装置,而且包含了机械和工艺负载的一个真实的电气控制系统,同时又具有设计简洁、结构巧妙、控制过程直观,给人视觉冲击力强,故障点隐蔽、可设置故障类型全,操作方便、成本低廉的特点,便于教师演示和学生实训。
文档编号G09B19/00GK201266443SQ200820160780
公开日2009年7月1日 申请日期2008年10月20日 优先权日2008年10月20日
发明者李焦明 申请人:南京化工职业技术学院

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