性能保证值及测试方法.docx

1、性能保证值及测试方法性能保证值及测试方法1. 交付, 验收 和 性能考核 : 31.1完整性测试 : 31.2验收 : 41.3性能 : 41.4传动控制性能 51.4.1速度控制性能 51.4.2转矩控制性能 81.5可靠性保证值 91.5.1定义 91.5.2保证值 91.5.3保证值的验证 9测试包括两个阶段 :A)完整性测试-在装置正确安装并且符合技术文件的功能后完成；确认装置已经完整交付并且 可以投入使用。完成“完整性测试” .后签署相关的交付文件。B)验收测试- 性能测试-在装置交付一段时间后，现场对装置熟悉后完成；确认装置可以达到性能保 证值。相关测试完成后签署相关的验收文件。

2、.1.1完整性测试 :该测试将证明所有在交货中关于现场条件，装置，系统和服务都已完成并且功能正常。测试内容将由买卖双方签署相关文件。完整性测试包括以下步骤 :视觉检验-每个独立的单元都要检查是否满足技术附件的内容，并且已经准备使用。功能测试-所有系统和装置都将操作足够的一段时间，确保所有功能正常，符合技术规格书的要求。冷操作测试 -不论是否现实，都要在模拟的操作条件下进行冷操作测试，确认机械功能，设置和控制 操作正常。1.2定的熟悉。验收 :在进行验收前，买方操作人员应对新设备的操作有验收包括以下几个内容 :1.3性能 :性能测试基于以下条件，这些内容都必须完成a) 和基础自动化接口正常b)

3、安全系统工作正常1.4传动控制性能1.4.1 速度控制性能141.1机械系统对控制动态的影响所有以下定义用于清晰的描述机械系统，这些参数将影响控制动态。这些参数包括电 机和负载的转动惯量比，最低的自然频率，自然频率的阻尼以及后冲。如图一所示，电机和负载的转动惯量之比约等于 1(1)Jgb jcm iJ M其余参数定义如下：机械系统的最低自然扭振频率位为 15.30 Hz,参见IEC 61800-4, annex B.阻尼系数 _ 0.02后冲 1.0 deg如果和以上参数要求有区别将影响速度控制的性能BeddashbM GMfbox / Backsh bMotorV-f/bLoad/-40=%

4、Notati on:JMJCMJGBJcLJlbMbLFigure 1. 正常”机械系统=电机转动惯量=电机侧离合器转动惯量=齿轮箱转动惯量=负载侧离合器转动惯量=负载转动惯量=电机侧离合器后冲=负载侧离合器后冲=齿轮比141.2稳态性能速度控制.的静态误差已%表示，计算依照以下公式100 %Href n actualestatic :n max这里estatic=速度控制精态精度nref=速调的速度给定（rpm）n actual=码盘测量的实际速度（rpm）n max=电机最大速度（rpm）静态精度将通过根据公式（2）在一个给定的速度参考值下进行.速度实际值将区一定时间 内的速度实际值的平均

5、，典型时间是1s.参见IEC 61800-4, Chapter 7.性能：速度闭环 电机最大速度的0.01%;1.4.1.3暂态性能-负载转矩阶跃时间响应负载转矩阶跃时间代表了对于外部负载转矩扰动的暂态性能。 性能的测量是由动态速降（impact drop or dyn amic speed accuracy） 表示,女口下式-t =nedynamic = 100% （3）n max对于100%额定转矩的负载转矩阶跃n = 最大暂态速降（最大速度的百分比） t = 响应时间，速度差恢复到 一 0.1 F 的时间，see IECIEC 61800-4, Chapter 7 and the fig

6、ure below.动态速降可以通过 100%电机转矩阶跃测试获得，也可以产生一个负载转矩，并线性化获得。其他表示动态性能的参数包括响应时间。nn t+ 0.12n!i static 11edy namic Load jLt tFigure:冲击响应和响应时间的定义性能:闭环：0.2 0.3%s以上测试针对“钢性”机械系统，在图 1中如果负载和电机的转动惯量之比改变后，相应参数值也改变。验证 传动的动态性能（负载冲击速降）由相应的记录设备记录141.4暂态性能-速度阶跃时间响应速度阶跃时间给定对应外部给定值的暂态性能。通过测量速度上升时间 （10-90%）或速度响应时间（0-90%）以及超调量

7、（）表示,如下图，参见IEC 61800-4, Chapter 7.速度阶跃时间响应可以通过加入速度阶跃测得 此时，转矩不能超过限幅。 测量中的噪声应通过滤波和平均值处理,参见IEC 61800-4, Chapter 7.性能：响应时间 60 ms （电机连轴器不带负载）响应时间 100 ms （电机连轴器带负载，负载惯量最大为电机惯量的 83%）以上陈述为机械和过程系统不限制时的电气设备性能。验证测试时不对控制量进行限制。时间响应在基速和空载时进行。由相应的记录设备记录。1.4.2转矩控制性能1.421暂态性能-电机转矩阶跃时间响应电机转矩阶跃时间响应表示了传动转矩控制的性能 .通过测量 转

8、矩上升时间（10-90%）或转矩响应时间（0-90%）及速度超调（）获得，如下图所式，参见IEC 61800-1, AnnexFigure 4:转矩控制时间响应通过加入转矩阶跃给定测试转矩阶跃时间响应，并且测量内部计算的实际电机转矩，参见IEC 61800-4, Chapter 7.注意，测试时速度应限制在基速的 70%以内以免发生意外。Performa nee转矩阶跃上升时间5ms.验证在图4中所定义的上升时间基于以下定义 ：超调 2%，100 %阶跃电机电流变化最大为额定电流的 30%转矩上升时间通过计算气隙转矩的上升时间获得1.5可靠性保证值1.5.1定义可靠性计算公式：B这里A=百分比

9、表示的在运行时间内可靠性B =正常操作时间（720小时/月）C=由于控制系统故障的停机时间1.5.2保证值（根据以上公式）99 %.1.5.3保证值的验证前提条件：第一次测试的最晚时期应在调试后 4-6周内进行.记录720小时内的可靠运行情况故障停机的原因必须买卖双方都认可。夕卜部因素造成的停机，比如过载，欠压，传感器故障等非卖方供货不记入数据内通知服务工程师以及服务工程师到达现场及其取备件的时间不计入考核数据如果未达到指标，卖方保留再次测试的权利 验证方法 :由卖方所供货物故障造成的停机必须记录并且由买卖双方签字认可附录一：中国调速电气传动系统国家标准（标准号： GB 12668 ）日前出台

10、。该标准由 6 部分组成，分别为：GB/T 12668.1 2002 ：本部分是 GB 12668 调速电气传动系统的第一部分，给出低压直流调速电气传动系统额定值的规定。适用于一般用途的直流调速传动系统，包括电力变流器、控制设备和一台或数台电动机，不适用于牵引传动和电 动车辆传动。这一部分给出了变流器的特性及其与整个直流传动系统的关系，同时说明了关于变流器额定值、正常使用条 件、过载情况、浪涌承受能力、稳定性、保护、交流电源接地和试验等性能的要求，此外，本标准还论述了诸如控制方案、 诊断和拓扑的应用指南。这一部分等同采用 IEC 61800-1 1997 ，在技术内容和编写格式上完全一致。GB

11、/T12668.2 2002 ：本部分是 GB 12668 调速电气传动系统的第二部分，给出低压交流变频电气传动系统额定 值的规定。适用于一般用途的交流调速传动系统，即由电力设备（包括变流器部分、交流电动机和其它设备，但不限于馈电 部分）和控制设备（包括开关控制 如通 / 断控制，电压、频率或电流控制，触发系统、保护、状态监控、通讯、测试、诊 断、生产过程接口 / 端口等）组成的系统。本标准不适用于牵引传动和电动车辆传动；适用于连接交流电源电压 1kV 以下、 50Hz 或 60Hz 、负载侧频率达 600Hz 的电气传动系统。本标准给出了关于变频器额定值、正常使用条件、过载情况、浪涌 承受能

12、力、稳定性、保护、交流电源接地和试验等性能的要求。这一部分等同采用 IEC 61800-2 1998 ，在技术内容和编写格式上完全一致。GB12668.3 2003 ： 本部分是 GB 12668 调速电气传动系统的第三部分，给出产品的电磁兼容性标准及其特定的 实验方法。规定了电气传动系统 （PDS）的电磁兼容性（EMC）要求，包括调速的交流电动机传动和直流电动机传动，特指安 装在工业环境和民用环境的 PDS，同样不包含牵引应用和电动车辆。其中 PDS的抗干扰抗扰度要求与安全性的最低要求是国家质量监督检验检疫局规定的强制性要求，其余部分为推荐性要求。这一部分等同采用 IEC 61800-3 1

13、996 ，在技术内容和编写格式上完全一致。GB/T 12668.4 2004 ： 本部分是 GB 12668 调速电气传动系统的第四部分，给出交流电压 1000V 以上但不超过 35kV 的交流调速电气传动系统额定值的规定。适用于包括电力变流设备、控制设备和电动机的交流调速电气传动系统， 但不包括牵引传动和电动车辆传动。对于电压 1kV以上、采用与低压变流器（低于 1Kv ）连接的降压输入变压器和/或升压输出变压器的电气传动系统，适用 GB/T 12668.2 。这一部分对变流器的特性、拓扑结构及其与整个交流电气传动系统的 关系做了说明，同时还说明了关于额定值、正常使用条件、过载情况、浪涌承受

14、能力、稳定性、保护、交流电源接地、拓扑 结构和试验等性能的要求。此外，本部分还给出了诸如控制方案、扭振分析的应用指南以及电气传动系统部件集成的推荐方 法。这一部分等同采用 IEC 61800-4 2002 ，在技术内容和编写格式上完全一致。GB 12668.5 ：给出与电气、热量及其它功能相关的安全要求。适用于包括电力变流设备、传动控制设备和电动机的调 速电气传动系统。但不包括牵引传动和电动车辆传动；适用于连接交流电源电压 1 kV 以下、 50 Hz 或 60 Hz 的直流传动系统以及变流器输入或输出电压 35 kV 以下、 50 Hz 或 60 Hz 的交流传动系统。规定了对调速电气传动系

15、统或其元件有 关电气、热和能量安全方面的要求。就本标准而言，所指能量危险可以指部件爆炸或电容器储能。除接口要求外，本部分不 覆盖被传动设备。这一部分等同采用 IEC61800-5-1 。GB 12668.6 :给出了带负荷运行和对应额定电流形式测量导责。本部分为调速电气传动系统（ PDS）额定值的规定，尤其是基本传动模（BDM）额定值的规定方面提供可供选择方法。因为直流、交流 PDS的系统额定值已经在12668.1 和2668.2 中给出，这里也可以看成是对 12668.1 和 2668.2 的补充。对于所有变流器、不管带不带变压器，都应当选定下 列六种负载工作之中的一种来规定额定值，即均匀负

16、载工作制、间歇峰值负载工作制、间歇负载工作制、有空载时间间隔的 间歇负载工作制、重复性负载工作制、非重复性负载工作制。对于调速传动系统来说负载电流 - 时间曲线图虽然复杂，但通常能确定出最适合于用作额定电流基础的负载工作制。这一部分等同采用IEC61800 -6。此次中国调速电气传动系统国家标准制定始于 2000 年，其标准化委员会受国家标准化委员会委托成立，全称为 “全国 电力电子学调速电气传动系统半导体电力变流器标准化技术委员会 ”，秘书处挂靠于天津电气传动设计研究所，负责国家电 气传动调速系统技术领域内的标准化技术工作，涉及的主要产品是交直流电气传动设备。现已制定了 6 项电气传动调速系

17、统的国家及行业标准: GB/T 3886.1-2001 、 JB/T 10251-2001 、 GB/T 12668.1-2002 、 GB/T 12668.2-2002 、 GB12668.3-2003 、 GB/T 12668.4 。其中 GB/T 12668.1-2002 、 GB/T 12668.2-2002 、 GB 12668.3-2003 已由国 家技术监督局正式批准颁布； GB/T 12668.4 处于上报待批阶段； GB 12668.5 、GB 12668.6 由于国家标准化委员会清 理旧标准工作而暂时延期申报，预计会于 2005 年元月上报待批。在第十二届全国电气自动化与电控系统学术年会上，对变频器国家标准进行了宣贯。变频器国家标准完全由 IEC 61800 标准转化而来，在已正式通过并发布的标准( GB/T 12668.1-2002 、GB/T 12668.2-2002 、GB 12668.32003 )及上报待批标准(GB/T 12668.4 )中，除GB 12668七(电磁兼容性标准)的 PDS的抗干扰抗扰度要求与安全性的最低要求外，其它均为推荐标准，对此，变频器厂商反响不一。