电力测功机工作原理Word文档下载推荐.docx

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电力测功机有直流电力测功机和交流电力测功机之分.

直流电力测功机由于直流电机整流子需要专业维护,无法高转速运转,而且逆变器回馈质量不好,功率因数较低,容易引起颠覆故障,特别是在较大功率时.因此现在我们一般不建议采用.

交流电力测功机即交流变频回馈加载,由于是采用了标准的变频（或侍服）电机和四象限变频器设计制造,高低转速均可使用,而且其可靠性（免维护性）非常好;

回馈质量好（波形畸变好于5%甚至可以做

当电机工作在电动状态的时候，整流控制单元的DSP产生6路高频的PWM脉冲控制整流侧的6个IGBT的开通和关断。

IGBT的开通和关断与输入电抗器共同作用产生了与输入电压相位一致的正弦电流波形，这样就消除了二极管整流桥产生的谐波。

功率因数高达99%。

消除了对电网的谐波污染。

此时能量从电网经由整流回路和逆变回路流向电机，变频器工作在第一、第三象限。

输入电压和输入电流的波形如图2所示。

当电动机工作在发电状态的时候，电机产生的能量通过逆变侧的IGBT回馈到直流母线，当直流母线电压超过一定的值，整流侧能量回馈控制部分启动，将直流逆变成交流，通过控制逆变电压相位和幅值将能量回馈到电网，达到节能的效果。

此时能量由电机通过逆变侧、整流侧流向电网。

变频器工作在二、四象限。

输入电抗器的主要功能是电流滤波。

回馈电流和电网电压波形如图3所示：

整流部分系统控制方框图如图4所示。

如图4所示，系统的给定是直流母线电压指令，这个指令与直流母线电压反馈的误差送到电压环的PI调节器。

电压环的PI调节与三相输入正弦波的乘积成为三相电流的指令，三相电流指令与各自电流所馈作比较，误差送到电流环的PI调节器。

电流环PI调节器的输出可以通过载波调制产生各相IGBT的PWM控制信号，也可以通过空间矢量的方式产生PWM信号控制IGBT。

上述的运算都是通过DSP完成的。

四象限变频器的典型应用是具有位势负载特性的场合，倒如掉升机，机车牵引，油田磕头机，离心机等。

以提升机的应用为倒，当提升重物时，四象限变频器拖动电机克服重力做工，电动机处于电动状态。

当下放重物时，逆变侧产生励磁电流，重力牵引电机发电，电动机处于发电状态。

势能转化为电能通过整流侧回馈的电网。

特别是在加载试验台上,四象限变频器的成功应用使得在以前由于价格昂贵/可靠性欠佳而很少能够被用户采用的电力测功机得到了迅速的普及和应用.

采用带有PWM控制整流器变频器具有四象限运行的功能，能满足各种位势负载的调速要求，可就电机的再生能量转化为电能送回电网，达到最大限度的节能的目的。

不仅如此，它还可减少电源的谐波污染，功率因数可接近于1，是一种真正的“绿色”变频器。

四.四象限变频器在电力测功机上的应用:

四象限变频器应用于电力测功机,作为加载（扭矩）控制和能量回馈的控制器具有以下无可比拟的优点:

1.加载特性好:

由于采用四象限变频器作为加载控制器,测功机成为了一种主动型/有源型负载（而非类似电涡流测功机等那样的被动型/无源型）,从而使得测功机高低转速,甚至在极低的转速下都能够稳定的进行加载（额定转速以下恒扭矩加载特性,额定转速以上恒功率特性）.

图5电力测功机扭矩/功率-转速特性图

（以225KW/额定转速4800rpm电机为例）

2.由于具有四象限运行特性（如图5）,测功机可以在电动机/发动机,正转/反转,正向加载/反向加载之间任意切换,从而使得我们可以在试验台上模拟任意的实际工况运行,例如前进/后退,上坡/下坡,加速/制动等等.

图5变频器四象限T-n运行图解

3.节能:

加载能量回馈利用,电源只是提供试验台传动系统的损耗而已,这对于寿命试验/老化试验来说,有非常大的节能效果.特别是采用母线回馈加载的形式,在运行成本和配电投资成本方面都有无可比拟的优势.

4.由于能量回馈利用,测功机本身只是消耗很少的损耗能量,因此一般的情况下,无需采用类似电涡流那样的水冷却系统,从而使得试验台的辅助配置系统大大简化.

其它,在可靠性/操作方便性等等方面也是其它加载方式无可比拟的.

由于交流变频回馈加载技术和产品的完善和成熟,近年来电力测功机得到了迅速的普及和应用,例如上海林瑶的DLY系列交流电力测功机在国内众多汽车/工程机械/煤机/变速箱（齿轮箱）/电机（异步.变频.永磁同步.侍服.直流无刷.开关磁阻,曳引机等等）等领域得到了成功的普遍的利用.下面为DLY系列交流变频回馈加载电力测功机主要品种型号规格:

DLY交流变频回馈加载电力测功机主要品种型号规格表:

型号

额定吸收功率kW

额定扭矩

N.m

额定扭矩转速r/min

最高转速

r/min

J

Kgm2

扭矩传感器

DLY3

3

19

0-1500

6000

0.002

JY或HBM

DLY5

5

31

0.008

JLDL10

10

63

0.03

DLY15

15

95

0.092

DLY30

30

191

0.262

JLDL37

37

235

0.406

DLY45

45

286

0.469

DLY75

75

470

1.12

DLY110

110

700

1.65

DLY132

132

840

1.88

DLY160

160

1000

4500

2.23.

DLY200

200

1270

2.7

DLY250

250

1600

4000

3.6

DLY315

315

2020

3000

4.4

DLY400

400

2570

6.8

DLY630

630

2500

14

DLY800

800

5090

23

DLY1200

7640

2000

DLY1500

9550

注:

额定转速和最高转速可以根据用户需要确定.

上海林瑶测控设备有限公司

942579306@qq,com

姚新华133********