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交流电力测功机

使

用

说

明

书

某某林瑶测控设备某某

2012-10-01

浅谈电力测功机交流变频回馈加载

内容摘要要:电力测功机由于加载能量回馈利用而具有节能特点,

又由于其为主动型/有源型加载设备而具有优良的加载特性;四象限

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变频技术和产品的成熟为电力测功机的推广和普与提供了可能.本文

将对四象限变频器在测功机上的应用作一个简单的述说.

关键词:电力测功机,交流变频回馈,加载,四象限变频器,试验台

一、测功机慨说:

作为动力与其传输机械加载试验的最重要设备,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(当然还有较少

应用的液压加载/机械加载等).他们都是被动式/无源型/耗能型的,

不但浪费能源,而且加载特性不好，例如：

水力测功机/电涡流测功机都是靠水冷却带走加载能量,而且只能

在较高转速下才能稳定加载,低速加载特性不好.

磁纷制动器只适合小功率/较低转速下加载.

磁滞测功机只适合小扭矩/小功率加载.

机械加载和液压加载目前已经很少被采用.

电力测功机即电回馈加载其加载能量回馈利用,特别是在大功率加

载试验和寿命老化试验时,其节能效果非常可观(节能效果取决于试

验台的传动效率,一般都在70%左右),从而使得试验台运行本钱大大

降低.而且因此实验室的配电容量也可以大大减少,从而其试验台投

资本钱也大大节约;

电力测功机加载特性非常好,无论是高转速还是低转速(极低转速

甚至是零转速下)都能进展稳定加载,而且其加载稳定性是以往任何

加载设备所不能比拟的!(额定转速以下恒扭矩加载,额定转速以上恒

功率加载).

电力测功机有直流电力测功机和交流电力测功机之分.

直流电力测功机由于直流电机整流子需要专业维护,无法高转速

运转,而且逆变器回馈质量不好,功率因数较低,容易引起颠覆故障,

特别是在较大功率时.因此现在我们一般不建议采用.

交流电力测功机即交流变频回馈加载,由于是采用了标准的变频

(或侍服)电机和四象限变频器设计制造,上下转速均可使用,而且其

可靠性(免维护性)非常好;回馈质量好(波形畸变好于5%甚至可以做

得更好),功率因数在98%-100%.由于具有以上良好的特性,交流变频

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回馈加载的交流测功机近年来由于四象限变频技术的成熟二得到了

非常广泛的应用.

交流变频回馈控制器本质上是一台采用矢量控制理论(或DTC直

接扭矩控制)设计制造的四象限变频器.下面我们通过对矢量控制理

论和四象限变频器的表示加深对交流变频回馈加载(电力测功机)原

理的理解.

二.矢量控制理论和DTC直接扭矩控制理论简介：

70年代西门子工程师F.Blaschke首先提出异步电机矢量控制理

论来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的根本原理是通过

测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异

步电动机的励磁电流和转矩电流进展控制，从而达到控制异步电动

机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁

场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别

加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢

量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制方式又有基

于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有

速度传感器

的矢量控制方式等。这样就可以将一台三相异步电机等效为直流电

机来控制，因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。

采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速X围上与直流