電力測(cè)功機(jī)的工作原理及介紹

電力測(cè)功機(jī)的工作原理及介紹: 工作原理

電力測(cè)功機(jī)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(jī)回饋電網(wǎng)；扭矩、轉(zhuǎn)速通過扭矩傳感器直接測(cè)量；電量綜合測(cè)量?jī)x表檢測(cè)電流、電壓、頻率、功率因數(shù)等；計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)、顯示并完成數(shù)據(jù)處理、報(bào)表及各種曲線。利用電機(jī)測(cè)量各種動(dòng)力機(jī)械軸上輸出的轉(zhuǎn)矩，并結(jié)合轉(zhuǎn)速以確定設(shè)備的功率。因?yàn)楸粶y(cè)量的動(dòng)力機(jī)械可能有不同轉(zhuǎn)速，所以用作電力測(cè)功機(jī)的電機(jī)必須是可以平滑調(diào)速的電機(jī)。電力測(cè)功機(jī)分直流電力測(cè)功機(jī)和交流電力測(cè)功機(jī)，目前用得較多的是交流電力測(cè)功機(jī)。

2電力測(cè)功機(jī)概述

概述交流電力測(cè)功機(jī)是目前市面上最先進(jìn)的加載測(cè)功設(shè)備，尤其在中小功率以及微小功率的動(dòng)力機(jī)械加載測(cè)功試驗(yàn)中，可以兼顧各動(dòng)力機(jī)械的低速及高速加載測(cè)功試驗(yàn)，相對(duì)其它類型測(cè)功加載設(shè)備而言，在性能、可靠性、維護(hù)難易程度等方面都有比較明顯的優(yōu)勢(shì)；尤其在低速機(jī)械的加載測(cè)功方面，則更是其它方法無可比擬的，它幾乎可以從0轉(zhuǎn)速開始就可以提供電力測(cè)功機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩；當(dāng)然，交流電力測(cè)功機(jī)還有一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)是能源回饋功能，它可以將被測(cè)機(jī)械發(fā)出的能量以電能的型式回饋給電網(wǎng)，供其他設(shè)備使用，而不是將能量轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉，從這一點(diǎn)來說，交流測(cè)功機(jī)在建成后使用經(jīng)濟(jì)性是其他測(cè)功機(jī)無法比擬的，因?yàn)楣?jié)約了能源，也就等于產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)效益。特別在這個(gè)能源越來越緊張的年代，節(jié)約已經(jīng)被越來越多的企業(yè)所重視。

電力測(cè)功機(jī)級(jí)別型式

1）、由一臺(tái)懸浮起來的交流電機(jī)，拉壓力傳感器測(cè)力裝置，轉(zhuǎn)速傳感器、安裝底座及與動(dòng)力機(jī)械連接的法蘭，可四象限運(yùn)行的ACS800系列交流變頻調(diào)速系統(tǒng)和交流電力測(cè)功機(jī)測(cè)控儀組成；

2）、由一臺(tái)交流電機(jī)，NJ型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、底座及與動(dòng)力機(jī)械連接的法蘭，可四象限運(yùn)行的ACS800系列交流變頻調(diào)速系統(tǒng)和交流電力測(cè)功機(jī)測(cè)控儀組成。它們的工作原理都是將交流電機(jī)發(fā)出的交流電經(jīng) ACS 變頻器逆變?yōu)橹绷麟娙缓笤倌孀優(yōu)榻涣麟娚暇W(wǎng)。ACS 交流變頻調(diào)速系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)電機(jī)的上網(wǎng)電流來控制原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩。如與ET2000 系列測(cè)控系統(tǒng)配套使用時(shí)除了可以對(duì)各種旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械的轉(zhuǎn)速、扭矩進(jìn)行精確測(cè)量和控制外，還可以測(cè)量并采集諸如溫度、壓力等其他信號(hào)。DL系列交流電力測(cè)功機(jī)與傳統(tǒng)的水力、電渦流、直流測(cè)功機(jī)相比較具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)：

技術(shù)優(yōu)點(diǎn)及性

1、節(jié)能

水力、電渦流測(cè)功機(jī)的基本原理是將原動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能由水冷卻后把熱量帶走，原動(dòng)機(jī)發(fā)出的能量不能回收，轉(zhuǎn)換過程中亦需耗費(fèi)能量。而電力測(cè)功機(jī)卻可以把原動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能回饋到內(nèi)部電網(wǎng)，供其他設(shè)備使用。

2加載方式

水力測(cè)功機(jī)只能在一個(gè)方向加載，同時(shí)轉(zhuǎn)速低于一定值時(shí)加載性能變差；不能作為反拖設(shè)備，在需要做發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率試驗(yàn)時(shí)需要另外配置拖動(dòng)設(shè)備。

電渦流測(cè)功機(jī)可以雙向加載，但在低速時(shí)加載性能比水力測(cè)功機(jī)還差，不能作為反拖設(shè)備，在需要做發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率試驗(yàn)時(shí)需要另外配置拖動(dòng)設(shè)備。

電力測(cè)功機(jī)可以方便的實(shí)現(xiàn)雙向加載，同時(shí)在轉(zhuǎn)速到0r/min時(shí)依然可以提供足夠的加載能力；其加載特性為零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速為恒扭矩特性，額定轉(zhuǎn)速至最高轉(zhuǎn)速為恒功率特性，完全符合動(dòng)力機(jī)械的負(fù)載特性；而且，電力測(cè)功機(jī)可以作為動(dòng)力機(jī)械倒拖原動(dòng)機(jī)，可以作為機(jī)械效率試驗(yàn)的動(dòng)力和發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)動(dòng)力使用。

3、瞬態(tài)加載特性

水力測(cè)功機(jī)的加載反應(yīng)時(shí)間基本上在秒級(jí)，電力測(cè)功機(jī)的加載反應(yīng)主時(shí)間為ms級(jí)，這主要取決與變頻器的階躍響應(yīng)和系統(tǒng)的慣性；就ACS800本身而言，控制信號(hào)的階躍響應(yīng)時(shí)間小于5ms 。

4、反拖特性

水力測(cè)功機(jī)和電渦流測(cè)功機(jī)本身只消耗原動(dòng)機(jī)能量，不能提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，因此不能作為反拖設(shè)備。電力測(cè)功機(jī)可以方便的轉(zhuǎn)換成電機(jī)拖動(dòng)模式，從電網(wǎng)吸收能量，作為動(dòng)力機(jī)械倒拖原動(dòng)機(jī)。

5、可靠性

DL系列交流電力測(cè)功機(jī)的主機(jī)由國(guó)內(nèi)著名品牌配套，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器由四川誠(chéng)邦測(cè)控技術(shù)有限公司或HBM公司制造，交流變頻調(diào)速器由ABB公司配套。負(fù)載電機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、變頻器均經(jīng)國(guó)家權(quán)威部門嚴(yán)格檢測(cè)，完全符合相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

6、可維護(hù)性

由于采用了完全符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的配套件，用戶在維護(hù)時(shí)不必依賴制造商，完全可以自行進(jìn)行日常的維護(hù)保養(yǎng)，甚至在需要更換主機(jī)和傳感器時(shí)亦可獨(dú)立完成，降低維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。

7、基建費(fèi)用低

DL系列交流測(cè)功機(jī)本身帶有風(fēng)機(jī)冷卻，無需水冷裝置（包括水池和循環(huán)管道），節(jié)省基建費(fèi)。

8、緊急保護(hù)特性

測(cè)功機(jī)本身具有過流，斷相等保護(hù)功能，配合控制系統(tǒng)的超速保護(hù)功能，有效的避免了因原動(dòng)機(jī)故障而引起的測(cè)功機(jī)損壞和原動(dòng)機(jī)故障的擴(kuò)大。

使用的環(huán)境條件：

環(huán)境溫度： 0－40℃；

存儲(chǔ)溫度：－20—+70℃；

相對(duì)濕度：85% 無凌霜；

海拔高度：1000米，（最高4000米，每100米降1%）；

強(qiáng)制冷卻：內(nèi)置風(fēng)機(jī)；

三相電壓：3AC380V-15%/+10%，電網(wǎng)頻率：45－65HZ；

要求電源功率因數(shù):0.7以上.（特別是直流電回饋加載要求）

交流調(diào)速變頻系統(tǒng)

正是由于DL系列電力測(cè)功機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單免維護(hù)，還有顯著的節(jié)能作用，所以被越來越多的企業(yè)測(cè)試設(shè)備技術(shù)改造選擇為最理想的換代產(chǎn)品。下面簡(jiǎn)單介紹一下ACS交流調(diào)速變頻系統(tǒng)的概況：

ACS-800系列變頻器對(duì)電機(jī)的控制采用用直接轉(zhuǎn)矩控制方式，該方式以轉(zhuǎn)矩為中心來進(jìn)行磁鏈、轉(zhuǎn)矩的綜合控制，簡(jiǎn)單地通過檢測(cè)電機(jī)定子電壓和電流，借助瞬時(shí)空間矢量理論計(jì)算和控制電機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，采用離散的兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)器（Band—Band 控制），把轉(zhuǎn)矩檢測(cè)值與轉(zhuǎn)矩給定值作比較，使轉(zhuǎn)矩波動(dòng)限制在一定的容差范圍內(nèi)，容差的大小由頻率調(diào)節(jié)器來控制，并產(chǎn)生 PWM 脈寬調(diào)制信號(hào)，直接對(duì)逆變器的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制，以獲得高動(dòng)態(tài)性能的轉(zhuǎn)矩輸出。它的控制效果不取決于異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型是否能夠簡(jiǎn)化，而是取決于轉(zhuǎn)矩的實(shí)際狀況，它的控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制信號(hào)處理的物理概念明確、系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速且無超調(diào)，是一種具有高靜、動(dòng)態(tài)性能的交流調(diào)速控制方式。

直接轉(zhuǎn)矩控制磁場(chǎng)定向所用的是定子磁鏈，它采用離散的電壓狀態(tài)和六邊形磁鏈軌跡或近似圓形磁鏈軌跡的概念。只要知道定子電阻就可以把它觀測(cè)出來。直接轉(zhuǎn)矩控制強(qiáng)調(diào)的是轉(zhuǎn)矩的直接控制與效果、把轉(zhuǎn)矩直接作為被控量，既直接又簡(jiǎn)化。負(fù)載電機(jī)由變頻器驅(qū)動(dòng)。變頻器為一臺(tái)帶整流/回饋單元的變頻器，它由整流/回饋單元，逆變器組成。整流/回饋單元由兩個(gè)反并聯(lián)能在兩個(gè)方向上有電能流動(dòng)，即能夠?qū)㈦娔芩突仉娋W(wǎng)。發(fā)電工作橋通過一臺(tái)自耦變壓器和電網(wǎng)相連接。當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，電能可通過其回饋單元回饋電網(wǎng)。

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