如何让测功机技术更成熟-测功机,交流电力测功机各动态情况-上海启策动力测试设备有限公司

如何让测功机技术更成熟

已被阅读：6093次作者：测功机生产企业

      交流测功机是电气传动，即变频器的一种特殊的使用方式。由于设备的特殊性和应用的单一性，长期以来，传统的测功机只是动力试验的负载模拟和能量吸收装置，因而也就习惯性的把交流测功机看作是“变频器+电动机”。这就如同把雷达看作是简单的无线电接受与发射装置一样，是非常片面的。什么是交流测功机？交流测功机是一种新型的电力测功器，它使用三相交流异步电机做原动机的加载装置，加载电机由变频器提供驱动电源，并精确的控制其转矩。由此形成对原动机的负载模拟和能量吸收。加载电机吸收的能量通过变频器可以消耗在外接的电阻器上，也可以直接返回电网。由此产生两种规格的交流测功机，即能耗吸收型和能量回馈型。关键技术和难点如何快速而准确的控制加载电机的转矩，是交流测功机的关键技术和难点

      直接转矩控制DTC直接转矩控制（DirectTorqueControl）是最新一代的交流异步电机变频控制技术，是交流传动领域电机控制方式的一次革命。DTC直接转矩控制对交流测功机来说是一个最优的控制方法，它从零速开始不使用电机轴上的扭矩传感器和转速脉冲码盘，就可以实现对测功机的核心变量 3－转矩进行直接控制，并具有无以伦比的转矩动态响应，优异的转矩和转速控制特性，高效节能和高可靠性。就目前所有的测功机技术而言，DTC是最好的，因此成为交流测功机的首选，简称DTC交流测功机。DTC控制的转矩非�？�，但是DTC是开环控制，没有扭矩传感器的信号反馈。闭环控制提前闭环我们都会想到PID。PID是一种经典的控制策略，有多种算法，可以用PLC，计算机或专用的PID�？槔词迪�。我们把这种在变频器之外独立完成的控制策略叫做“体外循环”。根据我们的实验，PID存在动态响应慢，启动过冲和稳态波动等，不适合DTC这种动态响应快的交流测功机。此外，PID的算法和参数整定是一个复杂的问题，针对不同的加载电机和被测电机，需要做很多实验才能找到相对较好的参数组合。转矩精确控制复合制导是导弹的专业术语，是说采用多种制导手段来提高导弹探测、跟踪和攻击目标的精度，实现精确打击，减少平民伤亡。制导手段有雷达、激光、远红外、CCD和GPS等�；诟春现频嫉恼绞跛枷�，我们给交流测功机在DTC和PID转矩闭环控制的基础上使用了复合控制策略，实现了转矩的精确控制。我们把这种高标独创的、全球唯一的、性能特别优异的控制策略称为STP转矩精确控制（STP是高标公司的简写），其主要特点是，精确控制由PID，误差控制等复合型软件�？樽槌�，并直接安装到 4变频器上，与变频器的其它功能高度协调统一。这种控制模式我们叫“体内循环”。测功机技具有DTC（开环）和PID（闭环）两种控制模式，动态特性完全相同，可任意转换。转矩误差值绝对可控，与传感器量程无关。

      最高控制精度0.2Nm。解决了PID参数对闭环可能造成的影响，全量程范围内无过冲，无波动。技术指标动态响应时间：转矩控制精度：0.2Nm（0.5%），绝对值测功机技调速范围：0–电机最高转速测功机技抗干扰众所周知，VVVF变频器的IGBT输出端为PWM，存在严重的多次谐波。因此，变频器本身就是干扰源，特别是变频器到电机的动力电缆上。如何抗电气干扰，是测控系统的另一个关键的技术和难点。高标的方案很简单直接，就是把扭矩闭环放到变频器里面，与变频器高度集成，协调统一，如同变频器增加了转矩闭环功能。最关键的是抗干扰，因为变频器在正常工作，绝对的可靠。扭矩传感器信号直接进入变频器，省掉价格不菲的A/D采集卡。数据采集精度24位，内部运算48位，动态响应小于5豪秒。变频器的数据通过TCP以太网接入电脑，最高速率可达100MHz。众所周知，以太TCP网是目前最安全可靠的网络了。此外，我们在电脑上安装的通讯软件，我们叫编程接口，把转矩、转速、功率等信号实施连接。编程接口以动态数据库函数DLL的形式安装在电脑。 5交流测功机，新的时代从动力试验的发展历程和实验方法来看，现代的动力试验已经远远超出了转速、转矩和功率等基本参数的测试，交流测功机也不仅仅只是完成单一的负载模拟和能量吸收功能。先进的交流传动技术促进了交流测功机技术的成熟与发展，为现代动力试验设备提供了诸多新的解决方案和测控手段，为提高发动机、电动机、汽车等动力设备和车辆的总体性能发挥了前所未有的作用，开创了动力试验新的时代。我们始终认为，动力试验是一个专业，交流测功机是一门技术。只有从技术的角度和专业的高度去研究和开发交流测功机，才能做出性能优良、质量可靠的动力试验系统。重庆高标科技有限公司长期致力于交流测功机的研究与开发，为电动机、发动机、发电机、汽车、摩托车和航空、航天、航海、兵器的零部件测试提供了先进的解决方案和成套测控设备。我们的宗旨是：动力实验，交流测功，高标科技，助你成功！ 6电动机交流测功机使用三相异步电机，为了适应变频器控制，最好使用变频调速电机。7QABP系列变频调速三相异步电动机QABP系列三相异步变频调速电机是上海ABB电机公司的产品，功率范围2.1–315kW。QABP系列变频调速三相异步电动机集国内外同类产品之优点，应用计算机辅助设计技术进行设计。电机采用耐电晕复合漆包线，运用ABB专有技术，降低或杜绝轴电流，大幅减少了轴承故障。电机设计合理，可与国内外同类型变频装置配套，互换性，通用性强。QABP的缺点是转子的转动惯量大，不适合高动态响应测试项目。

      测功机技系列交流伺服变频主GM7系列交流伺服变频主轴电机是武汉登奇电机公司的产品，主要用于数控机床，俗称电主轴。GM7的主要优点是低噪音，小惯量，小体积，这与测试台的需要非常一致，因此成为我们的首选。功率范围2.2–100kW，额定扭矩14–636Nm，最高转速可达6,000或8,000r/min。测功机技转速、转矩、功率特性变频器控制的异步电机的转矩特性分为两段：0到额定转速为恒转矩，额定转速到最高转速为恒功率。转速、转矩和功率三者之关系： 7P=nxT/9550P功率【kW】，n转速【r/min】，T转矩【Nm】。扭矩传感器为了实现转矩闭环控制，需要在电机的传动轴上安装扭矩传感器。量程与电机额定扭矩相当，精度等级0.05或0.01。扭矩传感器除了精度以外，还有一个非常重要的指标是动态响应时间。德国ETH公司BKTR系列传感器的动态响应时间，也即10%到90%的上升时间（Risetime10-90%）是2ms。这符合DTC高精度转矩闭环控制的要求。