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(fù)載發(fā)電機回饋電網(wǎng)；扭矩、轉(zhuǎn)速通過扭矩傳感器直接測量；電量綜合測量儀表檢測電流、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、傳統(tǒng)測功機

傳統(tǒng)的加載方式有電渦流測功機，磁滯測功機，磁粉測功機等。電渦流加載低速性能不好，低速時甚至無法加載；磁粉測功機無法用于高速場合，而磁滯測功機不能適用于大功率場合，而且以上類型的測功機均需要安裝冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。

2、電力測功機

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(節(jié)能效果取決于試驗臺的傳動效率,一般都在70%左右),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(極低轉(zhuǎn)速甚至是零轉(zhuǎn)速下)都能進行穩(wěn)定加載,而且其加載穩(wěn)定性是以往任何加載設(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可比擬的，它可以在全程轉(zhuǎn)速（甚至在零轉(zhuǎn)速下）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、**轉(zhuǎn)矩、小轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的測試。

10)根據(jù)被試電機特點，合理選擇電力測功機類型，交流電力測功機尤適用于電機轉(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承，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)矩可以由定子上量測。運行中軸承、電刷和風(fēng)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,無法高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn),而且逆變器回饋質(zhì)量不好,功率因數(shù)較低,容易引起顛覆故障,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(biāo)準(zhǔn)的變頻(或侍服)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(免維護性)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%-****.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)的成熟二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,電源提供的只是試驗臺損耗部分能量而已.母線回饋形式適合于類似齒輪箱試驗臺/車橋試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：空載電流和空載損耗的測定，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(fù)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(fù)載雜散損耗（直接/間接法），總損耗及輸出功率的測定，負(fù)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、**轉(zhuǎn)矩測定：可檢測M-S曲線

   8、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GB1032-2005《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(fù)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)**、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)夾具、拉壓傳感器等組成并自動實現(xiàn)***

  6、系統(tǒng)軟件嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)編制，內(nèi)置各種系列電機標(biāo)準(zhǔn)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(rèn)證的**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(biāo)：

  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(數(shù)字功率計)

 2、測功機控制器(轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測試儀)

 3、加載裝置(直流電機)

 4、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器

 5、試驗平板

 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、直流電阻、溫度***裝置

 10、試驗電源

 11、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一臺

2.電氣控制柜一臺（內(nèi)含：交流電機控制裝置、邏輯控制電路、接口電路、負(fù)載電阻箱）

3.操作臺一臺（內(nèi)含：測功機控制器一臺、電參數(shù)測量儀一臺、其它測量儀器，電腦、打印機各一套）

4.鑄鐵平板、夾具          一套

5.轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器          一套

6.專用測試軟件            一套

7.強電柜                  一套

8.電源裝置                一套

八、 二象限. 四象限變頻器簡介

交流變頻回饋控制器本質(zhì)上是一臺采用矢量控制理論(或DTC直接扭矩控制)設(shè)計制造的四象限變頻器.下面我們通過對矢量控制理論和四象限變頻器的敘述加深對交流變頻回饋加載(電力測功機)原理的理解.

普通的變頻器大都采用二極管整流橋?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)化成直流，然后采用IGBT逆變技術(shù)將直流轉(zhuǎn)化成電壓頻率皆可調(diào)整的PWM交流。這種變頻器只能工作在電動狀態(tài)，所以稱之為兩象限變頻器。由于兩象限變頻器采用二極管整流橋，無法實現(xiàn)能量的雙向流動，所以沒有辦法將電機回饋系統(tǒng)的能量送回電網(wǎng)。在一些電動機要回饋能量的應(yīng)用中，比如電梯，提升，離心機系統(tǒng)，只能在兩象限變頻器上增加電阻制動單元。將電動機回饋的能量消耗掉。另外，在一些大功率的應(yīng)用中，二極管整流橋?qū)﹄娋W(wǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波污染。

IGBT功率模塊可以實現(xiàn)能量的雙向流動，如果采用IGBT做整流橋，用高速度、高運算能力的DSP產(chǎn)生PWM控制脈沖。一方面可以調(diào)整輸入的功率因數(shù)，消除對電網(wǎng)的諧波污染，讓變頻器真正成為“綠色產(chǎn)品”。另一方面可以將電動機回饋產(chǎn)生的能量反送到電網(wǎng)，達(dá)到徹底的節(jié)能效果。

DLAC交流變頻回饋加載電力測功機主要品種型號規(guī)格表

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