電力測功機

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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、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%-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.母線回饋形式最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、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GB1032-2005 《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)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)夾具、拉壓傳感器等組成并自動實現(xiàn)采集

   6、系統(tǒng)軟件嚴(yán)格按照國家標(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(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%