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高速電機測試內容及解決方案。

內容簡介:高速電機一般采用變頻器供電,對于供電系統的基波頻率、諧波分量十分敏感。變頻器輸出的電壓波形是PWM波,除了基波外,還包含大量的整數倍載波頻率的高次諧波,會給高速電機帶來高頻附加損耗,所以對供電系統運行狀態及可靠性監測是十分必要的。
      高速變頻電機是指轉速超過10000r/min,一般都是幾萬轉甚至達到十幾萬轉,電機輸入基波頻率范圍達到1000Hz甚至更高,極數基本為2級。高速電機具有轉速高、相對尺寸小、功率密度大、效率高等顯著優點,在空調或冰箱的離心式壓縮機、儲能飛輪、紡織、高速磨床等諸多場合具有較多應用,在電動汽車、分布式發電系統中具有廣闊的應用前景。在高速和超高速運行情況下,電機的運行特性與常規電機有很大的不同,對高速電機進行相關測試是至關重要的。

高速電機測試內容

1、高速電機效率測試

      高速電機功率密度高,但是單位體積內的損耗也大,尤其是轉子的風磨損耗和渦流損耗是一般電機的數十倍。通過電機的輸入電量測量(包括電壓,電流,功率、功率因數等)、輸出量測量(轉速,轉矩,功率等)、勵磁測量等得到高速電機的效率。通過高速電機效率測試,從而分析高速電機的相關損耗,是高速電機的結構設計、改善機械特性、提高散熱能力、減小損耗的關鍵。
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2、高速電機供電系統監測

      高速電機一般采用變頻器供電,對于供電系統的基波頻率、諧波分量十分敏感。變頻器輸出的電壓波形是PWM波,除了基波外,還包含大量的整數倍載波頻率的高次諧波,會給高速電機帶來高頻附加損耗,所以對供電系統運行狀態及可靠性監測是十分必要的。

高速電機測試關鍵要求:

      1、為了準確獲得電機的效率,必須要求確保電機輸入電功率與電機輸出軸功率嚴格同步測量。

      2、必須滿足變頻器輸出PWM波的基波電壓、基波頻率、諧波分析等的測量需要。

      3、傳感器及測試儀器組成的測試系統,整體精度必須達到0.2級。

      4、由于高速電機的空載試驗時功率因數低于0.2,所以測試系統的角差指標,必須滿足低功率因數條件下功率測量精度的要求。

      5、高速電機的測試現場一般電磁環境復雜,測試系統必須擁有強的抗電磁干擾能力。

高速電機測試解決方案

      本測試系統采用廣州致遠電子研制的PA8000功率分析儀,致遠公司PA系列功率分析儀能夠執行最多6個功率輸入的測量,通過測量變頻器輸入輸出的電功率和機械功率,可準確評估變頻器的效率、驅動系統的電能和機械之間的轉換功率。同時,通過詳盡的頻譜分析和動態扭矩計算,PA功率分析儀可準確測量出由變頻器引起的開關損耗,并且能夠全面評估高頻下的扭矩瞬態和諧波。

高速電機測試系統構成框圖,如下圖所示。
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      本測試選用PA8000功率分析儀具有行業標桿最高精度0.01%,完全滿足高速電機測試需求;同時具有高采樣率與寬帶相結合的特點,可選擇多通道的電機輸入單元,采樣率高達2MS/s,并且獨家含有錄波功能,可以完整的分析電機的啟動波形,可用于測量電機起動與負載變化過程中的瞬時電壓、電流、功率及相關的曲線波形,評估電機起動與負載變化特性,可幫助用戶查找異常波形,定位錯誤細節。適用于科研與認證機構。

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