提要

　　本文介绍了变频异步电机试验台的试验电源选型、变频电量测试系统选型、试验台设计重点及试验台工作道理，，，，，，，沉点分析了变频异步电机试验台测控必要，，，，，，，并给出了测控系统配置清单。。。。。

一异步电机试验台的试验能力

　　本异步电机试验台建成后，，，，，，，能够满足：

　　1、380V、690V、1140V、3kV、6kV、10kV三相异步电动机的型式试验和出厂试验；；；；；；；

　　2、通常异步电机，，，，，，，变频异步电机，，，，，，，牵引异步电机的型式试验和出厂试验；；；；；；；

　　3、试验最大容量为对拖2MVA、单机4MVA；；；；；；；

　　　a、380V可满足最幼7.5kW，，，，，，，最大2MVA电机试验

　　　b、690V、1140V、3kV、6kV、10kV可满足最大4MVA电机试验

　　4、可依照下述五种方式运行：

　　　a、4个1MVA单机试验（支持叠频试验）；；；；；；；

　　　b、2个1MVA对拖试验；；；；；；；

　　　c、2个2MVA单机试验（支持叠频试验）；；；；；；；

　　　d、1个2MVA对拖试验；；；；；；；

　　　e、1个4MVA单机试验（支持叠频试验）。。。。。

二异步电机试验台的设计凭据

　　1、用户要求

　　2、GB755-2008旋转电机_定额和机能

　　3、GB755-2-2003旋转电机(牵引电机之表)确定损耗

　　4、GB/T1032-2012三相异步电动机试验步骤

　　5、GB/T22670-2008变频器供电三相笼型感应电动机试验步骤

　　6、GB/T25123.2-2010 电力牵引 轨路机车车辆和公路车辆用旋转电机 第2部门：电子变流器供电的互换电动机

三异步电机试验台的试验项目

　　◆ 空载试验：（自动实现）

　　◆ 堵转试验：（人为输入堵转电流倍数，，，，，，，自动实现）

　　◆ 低频堵转试验：（人为输入堵转电流倍数，，，，，，，自动实现）

　　◆ 负载试验：（自动实现）

　　◆ 效能简直定 ：依照GB/T1032-2012划定的A、B、B1、E1、F1、G1、H法,共七种；；；；；；；（自动实现）。。。。。

　　◆ 变频器供电电动机负载个性测定：（自动实现）

　　◆ 温升试验：

　　　★直接负载法：对拖法（自动实现）
　　　★等效负载法：降低电压负载法、降低电流负载法、定子叠频法。。。。。（自动实现）

　　◆ 最大转矩的测定：（自动实现）

　　◆ 最幼转矩的测定：（自动实现）

　　◆ T-N曲线的测定：（自动实现）蕴含：正向、反向曲线。。。。。加载时，，，，，，，最低转速应＜2%Ne。。。。。

　　◆ 过转矩试验：（自动实现）

　　◆ 超速试验：（自动实现）

　　◆ 耐压试验：(买方自备耐压设备,人为实现，，，，，，，手动输入)

　　◆ 短时升高电压试验：（自动实现）

　　◆ 绝缘电阻的测定：(买方自备绝缘电阻仪，，，，，，，人为试验、手工输入)

　　◆ 冷态直流电阻的测定：(买方自备直流电阻仪, 人为试验、手工输入)

四异步电机试验台的设计重点

1试验电源选型

　　异步电机的低频堵转试验、超速试验、变频器供电电动机负载个性测定、分歧基准频率的变频电机试验等必要试验电源提供分歧频率的输出，，，，，，，为降低成本，，，，，，，削减电源噪声，，，，，，，拓宽试验电源的频率输出领域，，，，，，，本规划选取静止电源——变频电源（东升国际官网电气称数字　电源）作为试验电源。。。。。

　　试验用的变频电源分歧于通常变频器，，，，，，，重要区别如下：

　　a、可输出尺度正弦波，，，，，，，电源品质满足GB755和GB1032要求；；；；；；；

　　b、电压、频率独立可调，，，，，，，通常要求同时具备V/F模式和V/F分离模式，，，，，，，选取V/F模式（或矢量节造）启动后，，，，，，，可转入V/F分离模式，，，，，，，独立调节电压和频率；；；；；；；

　　c、可输出叠频波形，，，，，，，且主电源和副电源的电压、频率可独立设置；；；；；；；

　　d、要求具备较强的造动能力，，，，，，，满足；；；；；；；獾缱璧仁匝榈募本缭於，，，，，，，可能抑造叠频试验带来的直流母线颠簸；；；；；；；

　　e、可通过并联/解并提高电源利用率；；；；；；；

　　f、其它要求。。。。。

　　注：变频电源通常选取PWM电源输出加正弦波滤波器的方式实现，，，，，，，正弦波滤波器会产生肯定的压降（通常额定电流时10%以内），，，，，，，例如：690VPWM电源经滤波器后约莫只能输出620V的正弦波电压，，，，，，，不能满足690V电机试验的必要。。。。。因而，，，，，，，选择电源时，，，，，，，应试虑滤波器带来的电压降。。。。。

2分歧电压等级下的满功率输出

　　被试电机拥有6种电压等级，，，，，，，一样容量，，，，，，，分歧电压等级的电机，，，，，，，拥有分歧的额定电流，，，，，，，而变频电源的最大输出电流是固定的，，，，，，，与电压等级无关。。。。。例如：690V/2MVA的变频电源，，，，，，，最大输出电流约1674A，，，，，，，该电源用于380V电机试验时，，，，，，，最大输出容量为1.732*380*1674≈1100,000W=1.1MVA，，，，，，，容量降低了近一半。。。。。

　　为了提高变频电源的利用率，，，，，，，对于分歧电压等级的电机试验，，，，，，，本规划在变频电源之后加装变压器，，，，，，，对变频电源的输出电压进行变换。。。。。

　　试验站要求五种试验配置，，，，，，，分歧试验配置通过变频电源的并联和解并实现：

　　试验站共选取4台变频电源，，，，，，，每台电源容量为1MVA，，，，，，，通过并联和解并实现“一、试验能力”要求的五种运行方式：

　　a、4个1MVA单机试验（支持叠频试验）：四台变频电源独立运行；；；；；；；

　　b、2个1MVA对拖试验：四台变频电源独立，，，，，，，分为两组；；；；；；；

　　c、2个2MVA单机试验（支持叠频试验）；；；；；；；四台1MVA变频电源两两并联，，，，，，，变换为两台2MVA变频电源，，，，，，，独立节造；；；；；；；

　　d、1个2MVA对拖试验；；；；；；；四台1MVA变频电源两两并联，，，，，，，变换为两台2MVA变频电源，，，，，，，协调节造；；；；；；；

　　e、1个4MVA单机试验（支持叠频试验）：四台变频电源全数并联，，，，，，，变换为一台4MVA变频电源。。。。。

　　由于单台电源容量为1MVA，，，，，，，思考到1MVA变频电源中，，，，，，，690V电压等级技术较成熟，，，，，，，性价比力高，，，，，，，本试验站选取4台690V/1MVA的变频电源。。。。。输出选取变压器进行电压变换，，，，，，，变压器输出为三绕组，，，，，，，通过星三角变换得到380V、690V、1140V、3kV、6kV和10kV六种电压输出。。。。。

　　注1：设计变压器变比时，，，，，，，需思考最高档级电压应为电机最高额定电压的1.3倍，，，，，，，以满足过电压试验的必要。。。。。其它电压等级的电机过电压试验可选取高一等级的绕组输出。。。。。

　　注2：设计变压器变比时，，，，，，，输入侧需思考正弦波滤波器带来的电压降。。。。。

3宽领域内的高精度丈量

　　异步电机试验台的电压等级分歧、功率分歧、试验项目分歧，，，，，，，被测电参量的领域分歧。。。。。

　　380V/7.5kW电机的空载试验时，，，，，，，电流最幼，，，，，，，约5A。。。。。

　　380V满容量输出（4MVA）时，，，，，，，电流最大，，，，，，，约6000A。。。。。

　　380V/7.5kW低频堵转试验和变频电机负载个性试验时，，，，，，，最低电压可达30V以下，，，，，，，按20V推算。。。。。

　　10kV电机的最高试验电压约13kV。。。。。

　　大功率电机空载的功率因数可低至0.05以下，，，，，，，按0.05推算。。。。。

　　变频电机负载个性试验要求最低频率为3Hz或更低，，，，，，，额定频率50Hz的变频电机负载个性试验最高试验频率为100Hz，，，，，，，思考到分歧基准频率电机的试验必要，，，，，，，测试系统的可能正确丈量的频率领域至少应满足3~200Hz，，，，，，，本规划0.1Hz~400Hz思考。。。。。即试验站测试系统要求电压在20V~13kV领域内，，，，，，，电流在5A~3000A领域内，，，，，，，频率在0.1Hz~400Hz领域内，，，，，，，功率因数在0.05~1领域内均能正确丈量。。。。。

　　AnyWay变频功率分析仪的宽领域内的高精度丈量的特点切合异步电机试验台电参量测试系统的要求。。。。。但是，，，，，，，单台功率单元——SP系列变频功率传感器仍不能满足电压、电流丈量领域的要求。。。。。为此，，，，，，，将试验测试回路分为高压和低压两部门，，，，，，，380V、690V、1140V回路作为低压回路，，，，，，，3kV、6kV、10kV回路作为高压回路，，，，，，，选取两组WP4000变频功率分析仪对试验的电参量进行测试。。。。。此表，，，，，，，与变频电源的并联解并共同，，，，，，，SP系列变频功率传感器同样进行并联和解并，，，，，，，一方面能够减幼传感器的额定电流，，，，，，，降低成本，，，，，，，另一方面还能够利用并联解并拓宽电流测试领域。。。。。WP4000变频功率分析仪及SP变频功率传感器配置如下：

　　a、高压回路：SP103201C 12台（每台电源输出衔接3台），，，，，，，WP4000变频功率分析仪2台

　　b、低压回路：SP112102B 12台（每台电源输出衔接3台），，，，，，，WP4000变频功率分析仪2台

　　SP系列变频功率传感器的技术指标见表1，，，，，，，异步电机试验台保障精度的测试领域见表2。。。。。

表1、SP系列变频功率传感器重要技术指标

项目	配置	项目
电压丈量精度	B型：0.1%rd C型：0.2%rd	幅值： 0.5%~100% UN；；；；；；； 基波频率：DC，，，，，，，0.1Hz~400Hz
电流丈量精度	B型：0.1%rd C型：0.2%rd	幅值： 1%~200% IN；；；；；；； 基波频率：DC，，，，，，，0.1Hz~400Hz
功率丈量精度	B型：0.1%rd C型：0.2%rd	电压、电流满量程，，，，，，，功率因数=1，，，，，，，基波频率：45~66Hz
功率丈量精度	B型：0.2%rd C型：0.5%rd	功率因数：0.2~1，，，，，，，基波频率：DC，，，，，，，0.1~400Hz
功率丈量精度	B型：0.5%rd C型：0.1%rd	功率因数：0.2~1，，，，，，，基波频率：DC，，，，，，，0.1~400Hz
频率丈量精度	0.02%rd	0.1~1500Hz
电压过载功夫	10min	U<1.5UN
电流过载功夫	3min	I<2IN
隔离电压	2UN+1kV	50/60Hz，，，，，，，1min

表2、异步电机试验台保障精度的测试领域

项目	高压回路	低压回路
最低测试电压	75V	9V
额定最高测试电压	10kV	1140V
短时最高测试电压	15kV	1700V
最幼测试电流	7.5A	5A*
额定最大电流（四台并联）	800A	4000A*
短时最大电流（四台并联）	1600A	8000A*

 

　　注1：SP112102B满足读数的0.1%的最幼电流为10A，，，，，，，5A时精杜咨于0.2%，，，，，，，仍能满足GB1032对电参量丈量精度的最高要求。。。。。

　　注2：690V电机试验时，，，，，，，最大容量为4MVA，，，，，，，最大输出电流约3300A。。。。。

　　注3：690V电机短路试验时，，，，，，，可用380V绕组输出，，，，，，，最大输出电流约6000A。。。。。

4前电磁兼容

　　a、异步电机试验台主电量测试选取WP4000变频功率分析仪，，，，，，，其它辅助参量如温度、转速、扭矩、流量等测试选取DMC300散布式测控系统的DM系列丈量子站，，，，，，，均为前端数字化产品，，，，，，，丈量前端可接受IEC4级电磁滋扰，，，，，，，输出选取光纤传输，，，，，，，能够齐全预防传输环节的损耗与滋扰。。。。。适合复杂电磁环境下的高精度丈量。。。。。

　　b、异步电机试验台变频电源选取24脉整流，，，，，，，输入装置必要的电抗器等滤波装置，，，，，，，可将电网测电流波形畸变率节造在4%以内，，，，，，，切合公用电网谐波尺度。。。。。

　　c、异步电机试验台变频器等设备的通讯均选取RS485/光纤转换器等装置转换为光纤通讯，，，，，，，通讯不受电磁滋扰的影响。。。。。

五异步电机试验台的试验道理

图1、 异步电机试验台工作道理

六异步电机试验台的操作台设计

　　试验台重要由4台WP4000变频功率分析仪，，，，，，，4台试验操作推算机，，，，，，，1台服务器，，，，，，，DMC300散布式测控系统及少量的急停按钮等组成。。。。。

　　WP4000变频功率分析仪、DMC300散布式测控系统与服务器相连，，，，，，，所有推算机与服务器通过局域网相连。。。。。

　　凭据试验模式的分歧，，，，，，，试验站可分为1、2、4个试验台位，，，，，，，每台操作推算机装置东升国际官网电气研造的电机试验测控报表软件，，，，，，，肆意一台操作推算机可通过服务器中转对肆意一个试验台位进行操控，，，，，，，试验数据存储在本机，，，，，，，并按时发往服务器备份。。。。。浚浚？？？？？稍诿刻ú僮魍扑慊献远鼍弑ū，，，，，，，也可在服务器上对试验站的所有台位的所有试验进行综合治理及分析。。。。。

　　服务器装置有电源治理及数据治理软件，，，，，，，凭据必要对4台变频电源并联及解并节造，，，，，，，对来自4台WP4000变频功率分析仪的数据进行并联和解并的关联运算。。。。。

　　服务器装置有录波及回放软件，，，，，，，纪录试验的全过程状态机数据，，，，，，，试验实现后可选取回放方式在线整个试验过程，，，，，，，即就是试验过程没有按要求纪录数据，，，，，，，也可试验后在回放过程中沉新获取数据，，，，，，，不用不安错过任何一个细节，，，，，，，预防沉复试验，，，，，，，节约功夫，，，，，，，节约电费，，，，，，，削减设备损耗。。。。。

图2、异步电机试验台的操作台

七异步电机试验台的重要设备

表3、异步电机试验台重要测控设备清单

序号	测控点	设备	型号	数量	备注
1	SP1、SP3、SP5、SP7	变频功率传感器	SP112102B	12台	兼容380V/690V/1140V
2	SP2、SP4、SP6、SP8	变频功率传感器	SP103201C	12台	兼容3kV/6kV/10kV
3	SP1、SP3、SP5、SP7	变频功率分析仪	WP4000	2台	6个功率单元接口
4	SP2、SP4、SP6、SP8	变频功率分析仪	WP4000	2台	6个功率单元接口
5	辅助参量测控	散布式测控系统	DMC300	1套

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