交直流电机试验台设计方案（一）.pdf

交直流电机试验台的设计方案 交直流电机试验台的设计方案(一) 严向峰 湘潭电机股份公司特电事业部 湖南湘潭(411101) 摘 要 ：本文从电机试验台位对电机制造厂家的重要性和实际意义出发 ，依据 目前常见的直流电机、交流异步电 机和同步电机的国家试验标准，结合本文作者长期从事试验工作的经验，对电机产品的试验过程和操作需求有较多的 了解。在交直流电机试验台研究设计过程中，通过归纳总结的方法将试验台的研究分为试验台应具备的功能需求、与 功能相对应的试验线路和设备以及与试验设备和原理相匹配的控制系统这三个层面，并根据预计的被试交直流电机 类型和仔细分析此类型电机国家试验标准内容 ，指明以往电机试验设备和方式在新型电机试验过程中的不足，确定对 试验台的三大主体——数字电源、宽带功率测试系统以及试验监控软件的具体要求；经过 目前较流行的电力电子理论 分析与实际应用经验结合的方式 ，对做为试验电源设备的数字电源主电路进行扩容增压的串并联结构分析与设计，根 据主线路电感与电容参数设计和选择电源输出滤波器 ，以及对电源设备内部控制硬件与软件做基础性简介和设计；结 合试验使用要求对宽带测试系统的总体结构、高精度传感器工作原理和功率分析仪的功能进行初步设计；采用基础性 和专属性结合的办法，将试验监控软件分类为基础软件模块部分和针对不同类型电机试验项 目的专门软件包部分 ，通 过对基础软件模块各部分的功能定义和工作流程设计，按照国家异步电机试验标准包含的试验项 目设计专用软件包 内的各项功能。最后总结了在此次设计中的创新点和对未来的设想，预期整个交直流电机试验台的各项功能 ，为各类 电机试验提供了适用范围宽、可扩容、高精度、高效率的试验手段。 关键词：交直流电机试验台；数字电源 ；测量系统；监控软件 当前国内所有电机制造厂家使用的试验台主要 根据上述3个类型试验台的缺点，结合当前最 是如下几种类型 ：1、使用发电机组电源做试验 电 新的电力电子技术、测控技术与多年的试验工作经 源 ，互感器 (或霍尔器件)和测量仪表做测量系统 ， 历 ，本次探讨的交直流电机试验台有三个核心关键 通过手工控制试验设备，人工全程操作并纪录试验 部分，即全数字化控制的变频试验电源、高精度与广 数据 ，最终人工手动输人形成试验报告。2、仍然使 带宽的数字式测试系统和多功能的试验监控系统。 用发电机组电源做试验 电源，互感器(或霍尔器件) 数字化变频试验电源为被试电机和陪试电机提供驱 和测量仪表做测量系统 ，试验过程操作人员通过上 动／负载电源，使被试电机运转到试验项 目规定的状 位机实现远程控制 ，上位机与测量仪表通信获得测 态；高精度宽带测量系统在试验过程中实时准确测 量数据 ，自动形成试验报告。这种类型的试验台能 量电机的各种电参量和环境参量，并对获得的测量 够解决试验 自动化控制的问题，但由于采用的仍然 数据进行必要的处理；由数字电源、被试电机和陪试 是发电机组电源和传统的测量传感器 ，受电源和测 电机、宽带测量组成试验系统，受试验监控系统控 量设备的限制，这种类型的试验台仍然存在发电机 制，根据试验项 目对 电机运行工况的要求 ，采用闭环 组电源的频率范围和功率容量受限等固有缺点、单 或者开环控制使电机在试验工况下稳定运行；试验 套测量系统难以满足各种类电机试验的测量精度的 监控软件按试验项 目的要求从测量系统获取项 目需 问题。3、随着变频技术的发展为满足变频电机试验 要的测量参量，按试验标准进行相关计算 ，形成试验 的需要 ，有部分厂家使用通用型变频器做试验电 报告。 源。由于通用型变频器并不是按标准的试验电源设 1．1 试验台设计需求的分析 计，其功能和电源的输出品质也无法满足多种类型 交直流电机试验台的技术需求从两个方面来， 电机的试验要求，因此，常常仅能适应