电力测功机事情原理:

一、测功机慨说:

作为动力及其传输机器加载实验的最紧张设置装备摆设,传统有:水力测功机/电涡流测功机/磁纷制动器/磁滞测功机……等等(固然另有较少使用的液压加载/机器加载等). 他们都是主动式/无源型/耗能型的,不光糜费动力,并且加载特征欠好，比方：

 水力测功机/电涡流测功机都是靠水冷却带走加载能量,并且只能在较高转速下才干波动加载,低速加载特征欠好.

 磁纷制动器只合适小功率/较低转速下加载.

 磁滞测功机只合适小扭矩/小功率加载.

 机器加载和液压加载现在曾经很少被接纳.

 电力测功机即电回馈加载其加载能量回馈使用,分外是在大功率加载实验和寿命老化实验时,其节能结果十分可观(节能结果取决于实验台的传动服从,一样平常都在70%左右),从而使得实验台运转本钱大大低落.并且因而实行室的配电容量也可以大大增加,从而其实验台投资本钱也大小节约;

电力测功机加载特征十分好,无论是高转速照旧低转速(极低转速乃至是零转速下)都能举行波动加载,并且其加载波动性因此往任何加载设置装备摆设所不克不及比较的!(额外转速以下恒扭矩加载,额外转速以上恒功率加载).

   电力测功机有直流电力测功机和交换电力测功机之分.

  直流电力测功机由于直流电机整流子必要专业维护,无法高转速运转,并且逆变器回馈质量欠好,功率因数较低,容易惹起****妨碍,分外是在较大功率时.因而如今ag真人一样平常不发起接纳.

   交换电力测功机即交换变频回馈加载,由于是接纳了尺度的变频(或侍服)电机和四象限变频器设计制造,上下转速均可利用,并且其牢靠性(免维护性)十分好;回馈质量好(波形畸变好于5%乃至可以做得更好),功率因数在98%-100%.由于具有以上精良的特征,交换变频回馈加载的交换测功机比年因由于四象限变频技能的成熟二失掉了十分普遍的使用.

   交换变频回馈有电源回馈和母线回馈两种情势.母线回馈情势一致思索驱动和加载,加载能量经过外部母线驱动逆变器的输出端,而不回馈电源.对电源不发生任何影响,电源提供的只是实验台消耗局部能量罢了.母线回馈情势最合适于相似齿轮箱实验台/车桥实验台等传念头械实验.

交换变频回馈控制器实质上是一台接纳矢量控制实际(或DTC间接扭矩控制)设计制造的四象限变频器.上面ag真人经过对矢量控制实际和四象限变频器的叙说加深对交换变频回馈加载(电力测功机)原理的了解.

二 . 矢量控制实际和DTC间接扭矩控制实际简介：

70 年月西门子工程师F.Blaschke 起首提出异步电机矢量控制实际来办理交换电机转矩控制题目。矢量控制完成的根本原理是经过丈量和控制异步电念头定子电流矢量，依据磁场定向原理辨别对异步电念头的励磁电流和转矩电流举行控制，从而到达控制异步电念头转矩的目标。详细是将异步电念头的定子电流矢量剖析为发生磁场的电流重量(励磁电流) 和发生转矩的电流重量 (转矩电流) 辨别加以控制，并同时控制两重量间的幅值和相位，即控订定子电流矢量，以是称这种控制方法称为矢量控制方法。矢量控制方法又有基于转差频率控制的矢量控制方法、无速率传感器矢量控制方法和有速率传感器

的矢量控制方法等。如许就可以将一台三相异步电机等效为直流电机来控制，因此取得与直流调速体系异样的静、静态功能。

接纳矢量控制方法的通用变频器不但可在调速范畴上与直流电念头相婚配，并且可以控制异步电念头发生的转矩。

在80 年月中期，德国粹者Depenbrock 传授于1985 年提出间接转矩控制，其思绪是把电机和逆变器当作一个全体，接纳空间电压矢量剖析办法在定子坐标系举行磁通、转矩盘算，经过跟踪型PWM逆变器的开关形态间接控制转矩。因而，无需对定子电流举行解耦，免除矢质变换的庞大盘算，控制布局复杂。间接转矩控制技能，是使用空间矢量、定子磁场定向的剖析办法，间接在定子坐标系下剖析异步电念头的数学模子，盘算与控制异步电念头的磁链和转矩，接纳分离的两点式调治器（Band—Band 控制），把转矩检测值与转矩给定值作比力，使转矩动摇限定在肯定的容差范畴内，容差的巨细由频率调治器来控制，并发生PWM脉宽调制信号，间接对逆变器的开关形态举行控制，以取得高静态功能的转矩输入。它的控制结果不取决于异步电念头的数学模子能否可以简化，而是取决于转矩的实践情况，它不必要将交换电念头与直流电念头作比力、等效、转化，即不必要仿照直流电念头的控制，由于它免却了矢质变换方法的坐标变更与盘算和为解耦而简化异步电念头数学模子，没有通常的PWM脉宽调制信号产生器，以是它的控制布局复杂、控制信号处置的物理观点明白、体系的转矩呼应敏捷且无超调，是一种具有高静、静态功能的交换调速控制方法。

  三. 四象限变频器简介::

平凡的变频器多数接纳整流桥将交换电转化成直流，然后接纳逆变技能将直流转化成电压频率皆可调解的PWM交换。这种变频器只能事情在电动形态，以是称之为两象限变频器。由于两象限变频器接纳二极管整流桥，无法完成能量的双向活动，以是没有措施将电机回馈体系的能量送回电网。在一些电念头要回馈能量的使用中，好比电梯，提拔，离心机体系，只能在两象限变频器上增长制动单位。将电念头回馈的能量斲丧失。别的，在一些大功率的使用中，二极管整流桥对电网发生严峻的谐波净化。

IGBT功率模块可以完成能量的双向活动，假如接纳IGBT做整流桥，用高速率、高运算才能的发生PWM控制脉冲。一方面可以调解输出的功率因数，消弭对电网的谐波净化，让变频器真正成为“绿色产品”。另一方面可以将电念头回馈发生的能量反送到电网，到达彻底的节能结果。

四象限变频器的电路原理图如图1所示

当电机事情在电动形态的时分，整流控制单位的DSP发生6路高频的PWM脉冲控制整流侧的6个IGBT的守旧和关断。IGBT的守旧和关断与输出电抗器配合作用发生了与输出电压相位分歧的正弦电流波形，如许就消弭了二极管整流桥发生的谐波。功率因数高达99%。消弭了对电网的谐波净化。此时能量从电网经过整流回路和逆变回路流向电机，变频器事情在第一、第三象限。输出电压和输出电流的波形如图2所示。

当电念头事情在发电形态的时分，电机发生的能量经过逆变侧的IGBT回馈到直流母线，当直流母线电压凌驾肯定的值，整流侧能量回馈控制局部启动，将直流逆酿成交换，经过控制逆变电压相位和幅值将能量回馈到电网，到达节能的结果。此时能量由电机经过逆变侧、整流侧流向电网。变频器事情在二、四象限。输出电抗器的次要功效是电流滤波。回馈电流和电网电压波形如图3所示：

         

整流局部体系控制方框图如图4所示。

如图4所示，体系的给定是直流母线电压指令，这个指令与直流母线电压反应的偏差送到电压环的PI调治器。电压环的PI调治与三相输出正弦波的乘积成为三相电流的指令，三相电流指令与各自电流所馈作比力，偏差送到电流环的PI调治器。电流环PI调治器的输入可以经过载波调制发生各相IGBT的PWM控制信号，也可以经过空间矢量的方法发生PWM信号控制IGBT。上述的运算都是经过DSP完成的。

四象限变频器的典范使用是具有位势负载特征的场所，倒如失升机，机车牵引，油田叩首机，离心机等。

以提拔机的使用为倒，当提拔重物时，四象限变频器拖动电机克制重力唱工，电念头处于电动形态。当下放重物时，逆变侧发生励磁电流，重力牵引电机发电，电念头处于发电形态。势能转化为电能经过整流侧回馈的电网。

分外是在加载实验台上,四象限变频器的乐成使用使得在曩昔由于代价昂贵/牢靠性欠佳而很少可以被用户接纳的电力测功机失掉了敏捷的遍及和使用.

接纳带有PWM控制整流器变频用具有四象限运转的功效，能满意种种位势负载的调速要求，可就电机的再生能量转化为电能送回电网，到达最大限制的节能的目标。不但云云，它还可增加电源的谐波净化，功率因数可靠近于1，是一种真正的“绿色”变频器。

四. 四象限变频器在电力测功机上的使用:

四象限变频器使用于电力测功机,作为加载(扭矩)控制和能量回馈的控制用具有以下无与伦比[wú yǔ lún bǐ]的好处:

1. 加载特征好:由于接纳四象限变频器作为加载控制器,测功机成为了一种自动型/有源型负载(而非相似电涡流测功机等那样的主动型/无源型),从而使得测功机上下转速,乃至在极低的转速下都可以波动的举行加载(额外转速以下恒扭矩加载特征,额外转速以上恒功率特征).

          图5 电力测功机扭矩/功率-转速特征图

          (以225KW/额外转速4800rpm电机为例)

2. 由于具有四象限运转特征(如图5),测功机可以在电念头/发起机,正转/反转,正向加载/反向加载之间恣意切换,从而使得ag真人可以在实验台上模仿恣意的实践工况运转,比方行进/前进,上坡/下坡,减速/制动等等.

              图5 变频器四象限T-n运转图解

3. 节能:加载能量回馈使用,电源只是提供实验台传动体系的消耗罢了,这关于寿命实验/老化实验来说,有十分大的节能结果.分外是接纳母线回馈加载的情势,在运转本钱和配电投资本钱方面都有无与伦比[wú yǔ lún bǐ]的上风.

4. 由于能量回馈使用,测功机自己只是斲丧很少的消耗能量,因而一样平常的状况下,无需接纳相似电涡流那样的水冷却体系,从而使得实验台的帮助设置装备摆设体系大大简化.

别的,在牢靠性/操纵利便性等等方面也是别的加载方法无与伦比[wú yǔ lún bǐ]的.

由于交换变频回馈加载技能和产品的美满和成熟,比年来电力测功机失掉了敏捷的遍及和使用,比方上海ag真人的DLY系列交换电力测功机在国际浩繁汽车/工程机器/煤机/变速箱(齿轮箱)/电机(异步.变频.永磁同步.侍服.直流无刷.开关磁阻,曳引机等等)等范畴失掉了乐成的广泛的使用.上面为DLY系列交换变频回馈加载电力测功机次要种类型号规格:

DLY交换变频回馈加载电力测功机次要种类型号规格表:

型号	额外吸取功率kW	额外扭矩 N.m	额外扭矩转速r/min	最高转速 r/min	J Kgm2	扭矩传感器
DLY 3	3	19	0-1500	6000	0.002	JY或HBM
DLY5	5	31	0-1500	6000	0.008	JY或HBM
DLY10	10	63	0-1500	6000	0.03	JY或HBM
DLY 15	15	95	0-1500	6000	0.092	JY或HBM
DLY 30	30	191	0-1500	6000	0.262	JY或HBM
DLY 37	37	235	0-1500	6000	0.406	JY或HBM
DLY 45	45	286	0-1500	6000	0.469	JY或HBM
DLY 75	75	470	0-1500	6000	1.12	JY或HBM
DLY 110	110	700	0-1500	6000	1.65	JY或HBM
DLY 132	132	840	0-1500	6000	1.88	JY或HBM
DLY 160	160	1000	0-1500	4500	2.23.	JY或HBM
DLY 200	200	1270	0-1500	4500	2.7	JY或HBM
DLY 250	250	1600	0-1500	4000	3.6	JY或HBM
DLY 315	315	2020	0-1500	3000	4.4	JY或HBM
DLY 400	400	2570	0-1500	3000	6.8	JY或HBM
DLY 630	630	4000	0-1500	2500	14	JY或HBM
DLY 800	800	5090	0-1500	2500	23	JY或HBM
DLY 1200	630	7640	0-1500	2000	14	JY或HBM
DLY 1500	800	9550	0-1500	2000	23	JY或HBM
注:额外转速和最高转速可以依据用户必要确定.