[发明专利]用于叶轮超速试验的磁悬浮超速试验台

说明书

技术领域：

本发明涉及一种叶轮超速试验测试装置，特别涉及一种用于叶轮超速试验的磁悬浮超速试验台。

背景技术：

传统的离心式风机大多是做本机超速，即利用原有的风机主机，通过略微提高转速来达到超速试验所需的转速。但这种试验方法需要风机整体结构留有较高的安全余量(至少30％)，实际工作时性能浪费也较大；同时试验中一旦出现叶轮破碎等事故就会造成风机整体报废，试验人员的安全也难以得到保障。因此一些企业将风机改装为专用的超速试验台来进行超速试验。目前国内的超速试验台典型的技术方案为：

1.使用普通的异步交流电机作为动力；

2.使用同步带传动或多级齿轮传动；

3.使用滑动轴承；

4.使用油膜阻尼器来抑制转子振动。

虽然现有的超速试验台也能够进行高速叶轮的超速试验，但其具有以下几个缺点：

1.采用异步交流电机作为动力。因为其转子与定子磁场存在转速差，转子转速不稳定且难以控制，所以必须使用额外的转速传感器和控制器来稳定叶轮转速，系统复杂、体积大、价格昂贵。

2.电机输出转速低，因此需要多级增速齿轮、甚至多个齿轮箱串联才能达到预定转速。随着级数的增多，齿轮传动的效率降低、噪音和发热量均增大、故障率显著提高，甚至容易出现自锁等重大事故。而采用同步带传动虽然可以获得较大的单级传动比，但其负载和寿命远低于齿轮传动。因此该类超速试验台结构复杂、价格昂贵、效率和可靠性比较低。

3.异步交流电机的转速调节范围窄，而不同叶轮的超速转速相差很大，因此该类超速试验台想要兼容更多叶轮就只有两种选择：采用复杂的变速齿轮箱，或根据不同叶轮更换不同的齿轮箱。前一选择方便操作但提高了价格；后一选择则增加了试验工作量。

4.因为采用滑动轴承和油膜阻尼器以及高速齿轮箱润滑的需要，必须配备专门的润滑系统，不仅增加了系统的复杂性，也无法避免跑冒滴漏等故障。滑动轴承在不同的转速范围需要不同粘度的润滑油，现有结构中无法方便地更换；同时转速越高，滑动轴承和齿轮箱的发热量也越高，需要设置滑油冷却器来冷却润滑油，所以导致系统复杂且体积大。

5.叶轮安装在高速齿轮轴上，由于高速齿轮直径小，因此高速轴的质量也比较小。当转子质量下降时，要保证相同的动平衡性能就需要更小的质量偏移量；但是超速试验台需要频繁更换试验叶轮，叶轮的一致性难以保证，因而多数时候是在动平衡性能较差的情况下工作。较轻的转子就意味着更大的振动，即使使用技术难度很高的油膜阻尼器也很难保证转子稳定。

因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。

发明内容：

为了克服上述技术问题，本发明提供一种结构简单可靠、转速调节范围广及控制精确稳定的用于叶轮超速试验的磁悬浮超速试验台。

本发明采用如下技术方案：一种用于叶轮超速试验的磁悬浮超速试验台，其包括支架及安装于支架上的主机、电控柜及真空泵，所述主机包括电机壳、安装于电机壳中的电机转子及电子定子，所述电机转子的上末端延伸超出电机壳的上端面之上，在所述电机转子上位于电机定子上下方的位置上分别安装有上径向磁轴承、下径向磁轴承，在电机转子上位于下径向磁轴承下方的位置安装有上推力磁轴承、下推力磁轴承以及位于上推力磁轴承和下推力磁轴承之间的推力盘，所述电机转子的上末端固定连接有将叶轮固定于电机转子上末端的安全接头及拉杆螺钉，所述电机壳上位于叶轮周围的位置安装有一圆筒形的防护罩，所述防护罩上端设有防护罩盖，所述电机壳上表面、防护罩及防护罩盖共同形成一将叶轮包裹在内的圆筒形密闭容器，在所述防护罩内壁上安装有缓冲块，在所述防护罩盖上形成有贯穿防护罩盖上下表面的抽真空接头，在所述抽真空接头上安装有抽真空管，所述抽真空管的另一端连接于真空泵上。

进一步地，所述防护罩的外圆直径与电机壳的上表面的外边缘的直径相同，所述防护罩盖的外圆直径等于防护罩的外圆直径。

进一步地，所述缓冲块包括安装于防护罩内壁上的且围绕着叶轮的圆周等间距排列的若干个。

进一步地，所述安全接头包括外圆直径较小的上圆柱体部及外圆直径较大的下圆柱体部，在所述安全接头上形成有贯穿安全接头上下表面的通孔，在所述上圆柱体部上与下圆柱体部相连接的部位凹陷形成有环形切口，所述环形切口与通孔不相连通。

进一步地，在所述电机转子的上末端凹陷形成有用于收容固定下圆柱体部的凹槽。

进一步地，所述拉杆螺钉的下末端自叶轮的上表面依次穿设于叶轮的中心轴孔及通孔后与电机转子旋紧于一起。