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PFA整流回饋裝置在電力測功機上的應用

日期: 2020-06-16
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  電力測功機簡介:


  電力測功機廣泛應用在發動機和電機性能和耐久測試中。在測試中測功機主要用來實現在發動機或者被測試電機輸出軸上施加負載,從而進行發動機和電機的性能測試。


  電力測功機可以實現恒轉速控制、恒扭矩控制實現對被試發動機或者電機施加負載并吸收其功率的負載系統,同時配置顯示控制系統,可以實現測試各類型車輛發動機(汽車發動機、摩托車發動機、通用機械發動機、非道路機械發動機等)、電機(如:單三相異步電機、同步電機、直流電機、串激電機、電動工具、輪轂電機,起動馬達、汽車用電機等)輸出轉矩、轉速、功率及特性曲線。在進行發動機測試時系統配置測試模塊可以測試發動機的溫度、壓力、流量等參數,在進行電機測試時系統配置相關的測試模塊可以對電機的電壓、電流、功率以及溫度等參數進行測試。按照測功機的工作原理主要分為磁滯測功機,磁粉測功機,電渦輪測功機,電力測功機。


  特別的針對電力測功機系統是利用直流電機或者交流變頻電機作為主要元件,將電能轉換成電機轉子的制動機械能,以轉矩的形式為被測發動機或者電機進行加載,實時通過變頻器對加載轉矩進行的控制,實現對發動機或者電機所帶機械負載進行模擬。

PFA整流回饋裝置在電力測功機上的應用

PFA整流回饋裝置在電力測功機上的應用

測功機系統構成圖


  電力測功機是對各種動力機械進行性能測試的綜合試驗設備,主要用于風機,水泵,液力或齒輪變速器等輸入功率的測試,亦可作為發動機等輸出功率的測試,是一種全功能(有電動工況又有發電工況),高性能的重要檢測設備。它通過軸連接器與被測電機同軸對接,用于模擬和控制被測電機的負載,以測量電機的轉矩,轉速,電流,電壓,功率,效率等參數。以及其他特殊的動力試驗測試項目,如安全性測試,動平衡測試實驗等。


  PFA整流回饋裝置在測功機行業的應用案例


  目前測功機控制系統方案分析:


  第一種方案:

  ? ? 使用ABB、西門子變頻回饋一體機(四象限變頻器),來滿足測功機的運行要求。此類方案價格較高,轉矩精度,穩速精度良好。

  第二種方案:

  ? ? 使用ABB、西門子普通矢量變頻器配套PFA整流回饋裝置方案,來滿足測功機的運行要求。此類方案,一方面集成了ABB、西門子變頻器矢量算法的通用優勢,轉矩精度及恒速精度完全滿足測功機的精度要求。另一方面配用PFA整流回饋裝置性價比較高,且穩定的將發電狀態的陪測電機能量回饋到電網,電流諧波<5%,電壓諧波<1%。

  第三種方案:

  ? ? 國內四象限變頻器,此類方案價格與第二種方案差別不大,但國內變頻器的矢量算法有限,特別是在影響測功機性能的穩速精度和轉矩精度控制上較差。


  PFA整流回饋裝置核心技術說明:


 ?、?采用高速DSP中央處理器:

  升級全新一代整流回饋控制軟件、控制精度準、穩定性好、諧波少、抗干擾能力強;

 ?、?采用業界最新的SVPWM調制技術:

  升級全新一代SVPWM矢量控制技術,滿足整流回饋國家標準對電流諧波的要求;

 ?、?標配RS485通訊和回饋電能顯示:

  產品標配RS485通訊和鍵盤通訊顯示,軟件控制參數全部開放顯示和調試,方便產品監控;

 ?、?防止孤島效應:

  軟件實時監空電網狀態,電網斷電會立刻停止電能回饋至電網,防止孤島效應產生;

 ?、?采用LC濾波技術:

  優化LC濾波,有效抑制諧波和電磁干擾,電壓電流THD<5%,確?;仞仢崈綦娔?

 ?、?采用相序自動判別技術:

  升級相序自動判別技術,三相電網的相序可隨意連接,不需要人為的區分相序;

 ?、?升級硬件設計超越耐壓國家標準要求:

  全新升級的硬件設計滿足2500伏交流1min耐壓,漏電流小于2mA,遠低于國標30mA要求;

 ?、?提升機器整流回饋電流等級:

  全新升級硬件和控制軟件,使產品機器體積減少31%以上,同時,提高34%電流;

 ?、?配置熔斷器:

  配置直流和三相交流熔斷器,短路保護到位,確保逆變器安全運行;

 ?、?內置輸入濾波裝置,全程噪聲過濾,對電網的干擾是普通商用變頻器的1/4;

 ?、? 內置整流回饋有源前端,可把再生電能回饋電網。內置電抗器和濾波器,可直接與電網接駁,能量回饋效率高達97%。比通用變頻器多節能20%~50%,熱損耗為電阻制動的3%以下,減少發熱源,增加安全系數;

 ?、?內置整流回饋有源前端,采用IGBT整流,相比采用通用變頻器整流橋整流,可以減少15%~25%的電網容量;

 ?、?內置整流回饋有源前端,功率因數高達0.99;

 ?、?內置整流回饋有源前端,額定運行時,電網電壓畸變THD<5%,電網電流畸變THD<5%,滿足電網質量要求;

 ?、?全能全驅,能兼容永磁同步電機與異步電機控制器;

 ?、?485通訊功能,支持RTU模式的485主流通訊協議;

 ?、?具有過流、過載、短路、過壓、硬件過壓、欠壓、電網缺相、電網幅值、過熱、外部故障輸入等多項保護功能,確保系統運行更安全可靠;

 ?、?安裝、調試、操作簡單,維護保養方便;


  測功機整流回饋裝置應用案例分析:


  天津科達動力測試技術有限公司主要致力于摩托車,汽車,發動機及其關鍵零部件測試領域,有超過20年的發展歷史,其從2008年至今一直采用西門子通用矢量變頻器加我司PFA整流回饋裝置的方案。


  其中以ACD-11型交流電力測功機,即小型通用汽油機臺架試驗架專用檢測設備為例,該系統采用交流電機和變頻控制技術,以及計算機技術和試驗軟件,滿足小型通用汽油機的測試要求。


  一、使用現場圖片:


PFA整流回饋裝置在電力測功機上的應用

天津科達37KW測功機控制柜


  二、主要功能:

  1、本系統主要由下列幾部分組成:

  (1) 主機:交流電力測功機;

  (2) 測功機控制:SIEMENS交流變頻調速裝置,采用手動旋鈕調節運行工況點;

  (3) 檢測及數據處理部分:采用工控計算機,檢測、顯示各種檢測參數,進行數據管理,打印試驗報告,繪制發動機特性曲線;

  2、采用SIEMENS全數字控制裝置,交流電力測功機具有電動-測功兩種運行狀態,電動時可拖動發動機,使發動機自動運轉,測功時對發動機施加負載,控制特性快速、穩定;

  3、測功運行時發動機機械能量由PFA整流回饋裝置回饋電網,在測功機變頻電機額定轉速以下運行時能夠達到測功機額定扭矩能力,在測功機變頻電機額定轉速以上運行時能夠達到測功機的額定功率;

  4、測功機采用恒轉速控制或者恒扭矩控制方式;

  系統測試精度保持了西門子通用矢量變頻器的控制精度

  (1) 轉速:±0.2% ±1r/min;

  (2) 扭矩:±1%;


  PFA整流回饋裝置技術規格

PFA整流回饋裝置在電力測功機上的應用

Case / 精彩案例
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