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永磁同步伺服電機性能測試平臺系統搭建的兩種

文章來源:未知時間:2018-11-09 點擊:

永磁同步伺服電機性能測試平臺系統搭建的兩種方案

 

一、測功機測試平臺

適用于各類大中小型交、直流電機的測試。該測試系統由:閉環控制系統、測試信號采集系統、數據處理及顯示系統、測試臺架等組成。

1、測功機:

測功機又名測功器,是在測試電機功率時充當負載的儀器。主要分磁滯測功機、磁粉測功機和電渦流測功機。其原理是通過其控制器改變其勵磁電流或激勵電流來改變負載力矩。

2、系統介紹

整個測試平臺主要由四個部分組成:一套伺服驅動器和永磁同步電機、相關參數的測量裝置、測功機和工控計算機。

測試方法

搭建測試平臺后,起動伺服驅動器向被測電機供電,使被測電機工作在速度模式下,然后根據測試要求調節測功機到指定負載。電參數測量裝置可測得電機的電壓、電流、功率因數和輸入功率等參數。溫度測量裝置通過安置在電機內部的或外表的溫度傳感器可測得電機繞組溫度、軸承、編碼器或電機外殼等的溫度。測功機顯示電機轉速、轉矩和輸出功率等參數。可通過數據采集卡連接到工控計算機用相關軟件對各測試數據進行采集和分析。

交、直流電機測試系統,分別包括空載測試、負載測試、堵轉測試。在空載測試時,可以自動完成啟動過程中轉速的變化曲線,分析電機的啟動特性;全面記錄電機的機械特性及工作特性,具有方法科學、測量準確、自動化程度高等特點。

操作系統軟件結合計算機進行數據采集和處理,提供了彩色圖形曲線顯示、數據表格打印、數據存儲等功能,軟件系統的開發和使用基于WINDOWS操作系統平臺,具有友好的用戶界面接口,操作非常簡便,易學易用。

3、電機測試項目

1)電機空載自動采集測試:

A、額定電壓時的空載電流I, 電壓U 。

B、空載轉速

2) 電機負載采樣測試:

A、輸入功率, 輸入電流,輸入電壓

B、輸出功率、扭矩、轉速

3)電機堵轉測試:實測轉矩法。

二、對拖式測試平臺

1、系統組成:

對拖式測試平臺主要由四部分組成:兩套伺服驅動器和永磁同步電機、相關參數的測量裝置、轉矩轉速傳感器和工控計算機。

2、測試方法:

搭建測試平臺后,被測電機、轉矩轉速傳感器和陪測電機之間的機械連接要保證足夠的同軸度和機械穩定性,通常陪測端的電機和驅動器的功率等級要大于被測端的電機和驅動器。起動陪測電機使其工作在速度模式下,拖動被測電機使其工作在發電狀態下。再起動被測電機端的驅動器向被測電機供電,此時被測電機應工作在轉矩模式(電流模式)下,且給定電流的方向應與被測電機旋轉方向一致,此時轉矩傳感器顯示的轉矩數值即為此刻被測電機在該給定電流下的轉矩。電參數測量裝置可測得電機的電壓、電流、功率因數和輸入功率等參數。溫度測量裝置通過安置在電機內部或外表的溫度傳感器可測得電機繞組溫度、軸承、編碼器或電機外殼等的溫度。可在工控計算機上用相關軟件對各測試數據進行采集和分析。

三、電機性能測試方案的比較

1、應用范圍:

測功器由于受磁粉制動器的滑差功率的影響,使其只能用在轉速較低的情況,中間需加裝減速度機構才能同時滿足被測電機輸出功率和轉速的要求。系統配置需要經過嚴密的計算才能滿足通用性的要求。

對拖式測試平臺可通過選擇不同量程的轉矩轉速傳感器來完成不同規格電機的測試。

2、平臺的搭建和操作

測功機測試平臺中,被測電機始終工作在電動狀態下,屬于“主動”旋轉。而在對拖式測試平臺中,被測電機和陪測電機既有工作在電動狀態下的時候,同時有工作在發電狀態下的時候,因此兩端的伺服驅動器均需有足夠容量的內置或外置的功率電阻,或者采取其他措施來保證能量的正常流動。平臺的搭建和操作的復雜程度對拖測試平臺要大于測功機測試平臺。

3、能效性

測功機測試平臺中,測功機作為電機負載,將消耗電機測試過程中產生的能量。因此能量的流動方向是:靠測功機本身無法有效消耗時,通常會有風冷或水冷裝置來幫助測功機散熱。對拖式測試平臺通常有三種能量解決方式:能量消耗型;能量回饋型;對拖互饋型。

1)能量消耗型是在兩端的伺服驅動器均連接足夠容量的功率電阻,通過功率電阻的發熱來消耗測試過程中產生的能量;

2)能量回饋型是指將電機測試產生的能量再回饋到電網,但回饋系統較復雜,通常也比較昂貴;

3)對拖互饋性是指兩端的伺服驅動器共用直流母線或交流母線,將等設備的效率,大大提高電能利用率。

三、總結

通過對兩類永磁同步伺服電機性能測試平臺的比較,可看到測功機測試平臺的搭建和操作較為簡單,但磁粉制動器要經常維護,系統的配置要經過專業廠家設計和計算,適用功率和轉速范圍較狹窄。對拖式測試平臺的適用范圍較為靈活和廣泛,且通過共用直流母線的方式,可大大提高測試系統的電能利用率。


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