交流電力測功機測試系統(tǒng)采用交流變頻回饋加載,加載能量通過交流負載發(fā)電機回饋電網(wǎng);轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速通過扭矩傳感器直接測量;電量綜合測量儀表測電流、電壓、頻率、功率因數(shù)等;計算機自動檢測、顯示并完成數(shù)據(jù)處理、報表及各種曲線。利用電機測量各種動力機械軸上輸出的轉(zhuǎn)矩,并結(jié)合轉(zhuǎn)速以確定功率的設(shè)備。因為被測量的動力機械可能有不同轉(zhuǎn)速,所以用作電力測功機的電機必須是可以平滑調(diào)速的電機。電力測功機分直流電力測功機和交流電力測功機,目前用得較多的是交流電力測功機。
一、概述
1)電力測功機即電回饋加載其加載能量回饋利用,特別是在大功率加載試驗和壽命老化試驗時,其節(jié)能效果非常可觀,從而使得試驗臺運行成本大大降低,而且因此實驗室的配電容量也可以大大減少,從而其試驗臺投資成本也大大節(jié)約。
2)電力測功機加載特性非常好,無論是高轉(zhuǎn)速還是低轉(zhuǎn)速都能進行穩(wěn)定加載,而且其加載穩(wěn)定是以往任何加載設(shè)備所不能比擬的。(額定轉(zhuǎn)速以下恒扭矩加載,額定轉(zhuǎn)速以上恒功率加載)
3)采用獨特的全數(shù)字控制裝置,電力測功機具有電力-測功兩種運行狀態(tài),可以運行在四象限狀態(tài),既可以作發(fā)電機運轉(zhuǎn),又可以作電動機運轉(zhuǎn);既可以正向加載,也可以反向加載。
4)測功運行時將發(fā)電機機械能量轉(zhuǎn)換為電能消耗(回饋電網(wǎng)),節(jié)約能源,其節(jié)能效果非常明顯。
5)動態(tài)響應(yīng)快,控制特性好。
6)結(jié)構(gòu)簡單,穩(wěn)定性、可靠性好,使用方便,維護簡單。
7)恒扭矩和恒轉(zhuǎn)速控制穩(wěn)定度是其他加載器無法比擬的,它可以在全程轉(zhuǎn)速和扭矩范圍內(nèi)保持極高的穩(wěn)定性(0.1%-0.3%)。
8)可以很方便的實現(xiàn)零扭矩和零轉(zhuǎn)速啟動,以完成真正的對電網(wǎng)和機械的無沖擊軟啟動。
9)可以非常理想的完成異步電機的性能試驗,包括M-S曲線的測試、最大轉(zhuǎn)矩、最小轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的測試。
10)根據(jù)被試電機的特點,合理選擇電力測功機的類型,交流電力測功機適合于電機轉(zhuǎn)速較高的場合。
二、分類
電力測功機有直流電力測功機和交流電力測功機之分。
1、直流電力測功機,由直流電機、測力計和測速發(fā)電機組合而成。直流電機的定子由獨立的軸承座支撐,它可以在某一角度范圍內(nèi)自由擺動。機殼上帶有測力臂,它與測力計配合,可以檢測定子所受到的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)直流電機原理,電機的電磁轉(zhuǎn)矩同時施加于定子和轉(zhuǎn)子。定子所受到的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子所受到的轉(zhuǎn)矩大小相等,方向相反,所以轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩可以由定子上測量。運行中軸承、電刷和風致摩擦等引起的機械轉(zhuǎn)矩,會使定子和轉(zhuǎn)子所受的轉(zhuǎn)矩不完全相等,這給測量所帶來的誤差需要加以考慮。由于直流電機整流子需要專業(yè)維護,無法高速運轉(zhuǎn),而且逆變器回饋質(zhì)量不好,功率因數(shù)較低,容易引起故障,特別是在較大功率時,因此現(xiàn)在我們一般不建議采用。
2、交流電力測功機即交流變頻回饋加載,由于是采用了標準的變頻電機和四象限變頻器設(shè)計制造,高低轉(zhuǎn)速均可使用,而且其可靠性非常好,回饋質(zhì)量好(波形畸變好于5%甚至可以做得更好),功率因數(shù)在98%-100%。由于具有以上良好的特性,交流變頻回饋加載的交流測功機近年來由于四象限變頻技術(shù)的成熟而得到了非常廣泛的應(yīng)用。
交流變頻回饋有電源回饋和母線回饋兩種形式。母線回饋形式統(tǒng)一考慮驅(qū)動和加載,加載能量通過內(nèi)部母線驅(qū)動逆變器的輸入端,而不回饋電源。對電源不產(chǎn)生任何影響,電源提供的只是實驗臺損耗部分能量而已,母線回饋形式最適合于類似齒輪箱實驗臺等傳動機械試驗。
三、主要功能
該系統(tǒng)可以完成2800kW以下三相異步電機的主要型式試驗項目,包括:
1、繞組在實際冷卻狀態(tài)下直流電阻的測定
2、空載特性試驗:空載電流和控制損耗的測定,鐵耗、機械耗等的測定,空載特性曲線繪制
3、堵轉(zhuǎn)特性試驗:堵轉(zhuǎn)電流、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和功率的測定,堵轉(zhuǎn)特性曲線繪制
4、負載試驗:額定電壓頻率下,定子繞組損耗、轉(zhuǎn)子繞組損耗和負載雜散損耗(直接、間接法),總損耗及輸出功率的測定,負載特性曲線繪制。
5、效率的確定:效率試驗方法,A、B、C、E、F五種
6、發(fā)熱試驗(電阻溫升、溫度試驗)
7、最大轉(zhuǎn)矩測定:可檢測M-S曲線
8、最小轉(zhuǎn)矩測定:可檢測M-S曲線
9、離心開關(guān)斷開速度測定
10、其它試驗:超速試驗、電容端電壓的測定、過轉(zhuǎn)矩、過電流試驗
四、系統(tǒng)主要特點:
1、檢測系統(tǒng)滿足GB1032-2012《三相異步電動機試驗方法》
2、采用Z2或Z4系列直流電機為負載,加載控制為直流回饋裝置,直流電機運行在四象限狀態(tài),不需要水冷卻系統(tǒng),大大節(jié)約能源
3、可以非常方便進行M-S曲線試驗,曲線平滑,并實現(xiàn)最大、最小轉(zhuǎn)矩的測量
4、可以很方便的實現(xiàn)零轉(zhuǎn)矩零轉(zhuǎn)速啟動,全過程試驗中轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速控制穩(wěn)定性好
5、堵轉(zhuǎn)試驗可采用專用堵轉(zhuǎn)家具、拉壓傳感器等組成并自動實現(xiàn)采集
6、系統(tǒng)軟件嚴格按照國家標準編制,內(nèi)置各種系列電機標準數(shù)據(jù),自動生成各種分報表和匯總報表
7、本系統(tǒng)尤其適用于電機檢測機構(gòu)及大中型電機試驗站的中小型電機測試,是中小型電機行業(yè)能效測試和認證的首選設(shè)備
8、本系統(tǒng)同時適合電動汽車電機的測試
五、技術(shù)指標
1、轉(zhuǎn)矩測量精度:±0.5%或0.2%
2、轉(zhuǎn)速測量精度:±0.2%
3、電壓、電流、功率精度:0.5級(或0.2級)
4、直流電阻精度:±0.2%
5、溫度測量精度:0.5%
六、直流電力測功機主要配置
1、三相電參數(shù)測量儀
2、功機控制器
3、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器
4、試驗平板
5、加載裝置
6、回饋控制裝置
7、堵轉(zhuǎn)測量裝置
8、試驗控制臺及控制系統(tǒng)
9、流電阻、溫度采集裝置
10、試驗電源
11、工控機
12、其他電氣裝置
七、交流電力測功機主要配置
1、交流電力測功機主機
2、電氣控制柜(內(nèi)含:交流電機控制裝置、邏輯控制電路、接口電路、負載電阻箱)
3、操作臺(內(nèi)含:測功機控制器、電參數(shù)測量儀、電阻測試儀、溫度測試儀、工控機、打印機等)
4、鑄鐵平板、夾具
5、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器
6、專用測試上位機軟件
7、強電柜
8、電源裝置
9、根據(jù)客戶需求定制添加其他設(shè)備