李云飛+王欣仁

摘 要：制動電機(jī)都是交流三相異步電動機(jī)和制動器的組合。需要對交流電機(jī)在不同頻率、不通負(fù)載情況下進(jìn)行測試[1]。隨便變頻器的廣泛應(yīng)用和變頻技術(shù)不斷發(fā)展，變頻控制技術(shù)也被應(yīng)用到交流電機(jī)的測試中[2]。交流電機(jī)測試中很重要的一項(xiàng)技術(shù)是負(fù)載模擬，一般采用電力測功機(jī)、磁粉制動器或陪試機(jī)加傳感器等來實(shí)現(xiàn)[3]。目前，大多數(shù)交流電機(jī)測試系統(tǒng)采用陪試機(jī)和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器與被試機(jī)同軸相聯(lián)。為了減少系統(tǒng)能耗，需對陪試電機(jī)進(jìn)行能量回饋。陪試電機(jī)的能量回饋都是通過逆變器向電網(wǎng)進(jìn)行回饋，這種回饋方式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制困難，并對電網(wǎng)污染較大。本系統(tǒng)提出了一種新的能量回饋方式，將陪試機(jī)產(chǎn)生的電能直接向被試機(jī)回饋能量。從整個系統(tǒng)來說，構(gòu)成了能量的自回饋形式。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，對電網(wǎng)幾乎沒有污染。

關(guān)鍵詞：自回饋式；制動電機(jī)；試驗(yàn)系統(tǒng)；研究

1、制動電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

試驗(yàn)系統(tǒng)由正弦波試驗(yàn)電源、動力開關(guān)柜、信號傳感裝置與功率測量設(shè)備、自動化試驗(yàn)測量單元、控制操作臺及交流電機(jī)試驗(yàn)軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等部分組成。試驗(yàn)系統(tǒng)中的負(fù)載設(shè)備可依據(jù)被試電機(jī)功率的大小選用相應(yīng)的陪試變頻電機(jī)，以滿足不同型號和不同功率制動電機(jī)的試驗(yàn)。

1.1試驗(yàn)系統(tǒng)總體方案

試驗(yàn)系統(tǒng)采用變頻電動機(jī)以對拖形式進(jìn)行加載的方案，選用若干規(guī)格的變頻調(diào)速三相異步電動機(jī)和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，可實(shí)現(xiàn)對被試驗(yàn)電機(jī)的對拖。試驗(yàn)時，被試電機(jī)和陪試電機(jī)分別置于試驗(yàn)臺上，兩臺電機(jī)通過聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器相連，兩臺規(guī)格相同的變頻器分別給被試電機(jī)和陪試電機(jī)供電[4]。制動電機(jī)試驗(yàn)時的安裝方式如圖1所示。本方案適用于各種類型制動電機(jī)的試驗(yàn)，能完成制動電機(jī)的全套型式試驗(yàn)。

1.2試驗(yàn)系統(tǒng)原理圖

本系統(tǒng)采用公用直流母線的兩臺變頻器以實(shí)現(xiàn)電功率封閉，并采用IGBT整流供電方式以減少諧波提高功率因數(shù)的設(shè)計(jì)。試驗(yàn)系統(tǒng)原理框圖如圖2所示，被試電機(jī)和陪試電機(jī)采用單獨(dú)的變頻器驅(qū)動，被試和陪試部分通過兩臺變頻器的直流母線連接在一起，組成電功率閉環(huán)，達(dá)到較好的節(jié)能效果，實(shí)現(xiàn)電能循環(huán)。

系統(tǒng)容量滿足110kW制動電機(jī)試驗(yàn)需求，其正弦波變頻試驗(yàn)電源容量185kVA，負(fù)載部分容量同樣為185kVA，由于采用共直流母線，因此整流部分的容量僅為63kVA?？紤]到電機(jī)堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)需求，兩變頻器可以并聯(lián)運(yùn)行，提供更大的試驗(yàn)電流。裝置采取多重保護(hù)模式，防止過載損壞。

1.3試驗(yàn)系統(tǒng)測量框圖

本測試系統(tǒng)中，主要測量被試電機(jī)的輸入?yún)?shù)（電壓、電流、輸入功率、功率因素等）和輸出測試參數(shù)（轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等），為保證精度，采用高精度的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和功率分析儀。被試電機(jī)的輸入電壓直接由電機(jī)的輸入端連接到電參數(shù)表上，減少了由于線路的壓降造成測量精度的下降。被試電機(jī)的輸入電流通過多個電流互感器連接到電參數(shù)表上，根據(jù)被試電機(jī)額定電流的大小來切換不同的電流互感器，增加了電流的測量精度。被試電機(jī)的電量參數(shù)都傳輸?shù)缴衔粰C(jī)（即工控機(jī)），通過軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控，基于此測量系統(tǒng)的基本框圖如圖3所示。

2、結(jié)語

能量自回饋制動電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、成本較低，其最大的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)部能量的自回饋，大大節(jié)約了能耗，同時消除了能量回饋對電網(wǎng)的影響，減少了對電網(wǎng)的污染。該系統(tǒng)在制動電機(jī)試驗(yàn)行業(yè)中處于技術(shù)領(lǐng)先地位，有很好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]孫玉昆.變頻電機(jī)測試系統(tǒng)[J].變頻器世界，2009（9）：97-99.

[2]葉雙，郭耀華.變頻器在電機(jī)測試平臺的應(yīng)用[J].電機(jī)與控制應(yīng)用，2007，34（7）：54-56.

[3]楊家強(qiáng)，黃進(jìn).一種基于PWM整流器和異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的新型動態(tài)電力測功機(jī)[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2005，26（12）：1123-1128.

[4]張春波，薛山.變頻器在電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)中的應(yīng)用，變頻器世界[J]，2005（5）：90～92.endprint