電力測功機的工作原理及介紹

電力測功機的工作原理及介紹: 工作原理

電力測功機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)速以確定設(shè)備的功率。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。

2電力測功機概述

概述交流電力測功機是目前市面上最先進的加載測功設(shè)備，尤其在中小功率以及微小功率的動力機械加載測功試驗中，可以兼顧各動力機械的低速及高速加載測功試驗，相對其它類型測功加載設(shè)備而言，在性能、可靠性、維護難易程度等方面都有比較明顯的優(yōu)勢；尤其在低速機械的加載測功方面，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功機的額定轉(zhuǎn)矩；當(dāng)然，交流電力測功機還有一個最大的優(yōu)點是能源回饋功能，它可以將被測機械發(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，從這一點來說，交流測功機在建成后使用經(jīng)濟性是其他測功機無法比擬的，因為節(jié)約了能源，也就等于產(chǎn)生了經(jīng)濟效益。特別在這個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。

電力測功機級別型式

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

2）、由一臺交流電機，NJ型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、底座及與動力機械連接的法蘭，可四象限運行的ACS800系列交流變頻調(diào)速系統(tǒng)和交流電力測功機測控儀組成。它們的工作原理都是將交流電機發(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)電機的上網(wǎng)電流來控制原動機的轉(zhuǎn)速和扭矩。如與ET2000 系列測控系統(tǒng)配套使用時除了可以對各種旋轉(zhuǎn)動力機械的轉(zhuǎn)速、扭矩進行精確測量和控制外，還可以測量并采集諸如溫度、壓力等其他信號。DL系列交流電力測功機與傳統(tǒng)的水力、電渦流、直流測功機相比較具有非常明顯的優(yōu)勢：

技術(shù)優(yōu)點及性

1、節(jié)能

水力、電渦流測功機的基本原理是將原動機產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)化為熱能由水冷卻后把熱量帶走，原動機發(fā)出的能量不能回收，轉(zhuǎn)換過程中亦需耗費能量。而電力測功機卻可以把原動機產(chǎn)生的機械能轉(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

水力測功機只能在一個方向加載，同時轉(zhuǎn)速低于一定值時加載性能變差；不能作為反拖設(shè)備，在需要做發(fā)動機機械效率試驗時需要另外配置拖動設(shè)備。

電渦流測功機可以雙向加載，但在低速時加載性能比水力測功機還差，不能作為反拖設(shè)備，在需要做發(fā)動機機械效率試驗時需要另外配置拖動設(shè)備。

電力測功機可以方便的實現(xiàn)雙向加載，同時在轉(zhuǎn)速到0r/min時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，完全符合動力機械的負(fù)載特性；而且，電力測功機可以作為動力機械倒拖原動機，可以作為機械效率試驗的動力和發(fā)動機啟動動力使用。

3、瞬態(tài)加載特性

水力測功機的加載反應(yīng)時間基本上在秒級，電力測功機的加載反應(yīng)主時間為ms級，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，控制信號的階躍響應(yīng)時間小于5ms 。

4、反拖特性

水力測功機和電渦流測功機本身只消耗原動機能量，不能提供驅(qū)動動力，因此不能作為反拖設(shè)備。電力測功機可以方便的轉(zhuǎn)換成電機拖動模式，從電網(wǎng)吸收能量，作為動力機械倒拖原動機。

5、可靠性

DL系列交流電力測功機的主機由國內(nèi)著名品牌配套，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器由四川誠邦測控技術(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、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、變頻器均經(jīng)國家權(quán)威部門嚴(yán)格檢測，完全符合相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

6、可維護性

由于采用了完全符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/國家標(biāo)準(zhǔn)的配套件，用戶在維護時不必依賴制造商，完全可以自行進行日常的維護保養(yǎng)，甚至在需要更換主機和傳感器時亦可獨立完成，降低維護保養(yǎng)費用。

7、基建費用低

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

8、緊急保護特性

測功機本身具有過流，斷相等保護功能，配合控制系統(tǒng)的超速保護功能，有效的避免了因原動機故障而引起的測功機損壞和原動機故障的擴大。

使用的環(huán)境條件：

環(huán)境溫度： 0－40℃；

存儲溫度：－20—+70℃；

相對濕度：85% 無凌霜；

海拔高度：1000米，（最高4000米，每100米降1%）；

強制冷卻：內(nèi)置風(fēng)機；

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

ACS-800系列變頻器對電機的控制采用用直接轉(zhuǎn)矩控制方式，該方式以轉(zhuǎn)矩為中心來進行磁鏈、轉(zhuǎn)矩的綜合控制，簡單地通過檢測電機定子電壓和電流，借助瞬時空間矢量理論計算和控制電機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，采用離散的兩點式調(diào)節(jié)器（Band—Band 控制），把轉(zhuǎn)矩檢測值與轉(zhuǎn)矩給定值作比較，使轉(zhuǎn)矩波動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，直接對逆變器的開關(guān)狀態(tài)進行控制，以獲得高動態(tài)性能的轉(zhuǎn)矩輸出。它的控制效果不取決于異步電動機的數(shù)學(xué)模型是否能夠簡化，而是取決于轉(zhuǎn)矩的實際狀況，它的控制結(jié)構(gòu)簡單、控制信號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、動態(tài)性能的交流調(diào)速控制方式。

直接轉(zhuǎn)矩控制磁場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出來。直接轉(zhuǎn)矩控制強調(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，既直接又簡化。負(fù)載電機由變頻器驅(qū)動。變頻器為一臺帶整流/回饋單元的變頻器，它由整流/回饋單元，逆變器組成。整流/回饋單元由兩個反并聯(lián)能在兩個方向上有電能流動，即能夠?qū)㈦娔芩突仉娋W(wǎng)。發(fā)電工作橋通過一臺自耦變壓器和電網(wǎng)相連接。當(dāng)電動機處于發(fā)電狀態(tài)時，電能可通過其回饋單元回饋電網(wǎng)。

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