電力測功機長牛百科

一、電力測功機概述

電力測功機測試系統(tǒng)采用交流變頻回饋加載，加載能量通過交流負載發(fā)電機回饋電網(wǎng)；扭矩、轉(zhuǎn)速通過扭矩傳感器直接測量；電量綜合測量儀表檢測電流、電壓、頻率、功率因數(shù)等；計算機自動檢測、顯示并完成數(shù)據(jù)處理、報表及各種曲線。利用電機測量各種動力機械軸上輸出的轉(zhuǎn)矩，并結(jié)合轉(zhuǎn)速以確定功率的設(shè)備。因為被測量的動力機械可能有不同轉(zhuǎn)速，所以用作電力測功機的電機必須是可以平滑調(diào)速的電機。電力測功機分直流電力測功機和交流電力測功機，目前用得較多的是交流電力測功機。

二、電力測功機的工作原理

電力測功機采用交流變頻回饋加載，加載能量通過交流負載發(fā)電機回饋電網(wǎng)；扭矩、轉(zhuǎn)速通過扭矩傳感器直接測量；電量綜合測量儀表檢測電流、電壓、頻率、功率因數(shù)等；計算機自動檢測、顯示并完成數(shù)據(jù)處理、報表及各種曲線。利用電機測量各種動力機械軸上輸出的轉(zhuǎn)矩，并結(jié)合轉(zhuǎn)速以確定設(shè)備的功率。因為被測量的動力機械可能有不同轉(zhuǎn)速，所以用作電力測功機的電機必須是可以平滑調(diào)速的電機。電力測功機分直流電力測功機和交流電力測功機，用得較多的是交流電力測功機。

三、電力測功機試驗項目：

根據(jù)客戶不要測試要求，此測試系統(tǒng)可對電機進行以下試驗

1、空載試驗：按GB/T1032，在額定正弦波下進行試驗，調(diào)節(jié)電壓進行試驗，計算機采集數(shù)據(jù)，擬合曲線，確定風(fēng)摩耗和鐵耗；

2、堵轉(zhuǎn)試驗：按GB/T1032，在額定正弦波下進行試驗，調(diào)節(jié)電壓進行試驗，計算機采集數(shù)據(jù)，擬合曲線，確定堵轉(zhuǎn)電流和堵轉(zhuǎn)扭矩。

3、負載試驗：按GB/T1032，在額定正弦波下進行試驗，調(diào)節(jié)負載進行試驗，計算機采集數(shù)據(jù)，擬合出曲線，確定電流、電壓、功率、效率、頻率、轉(zhuǎn)差率等等

4、溫升試驗：按GB/T1032，在額定正弦波下進行試驗，調(diào)節(jié)負載進行試驗，采用用戶原有的電橋人工測取電樞電阻，計算機采集數(shù)據(jù)，計算機擬合出溫升曲線。

5、 M-S曲線：（zui大扭矩、zui小扭矩的測定）：采用扭矩測量儀法。假如在電源、負載等容量等條件允許的情況下，可以采用繪制M-S曲線的方法完成。

注：對于大電機利用其啟動過程高速采集繪制M-S曲線，因為啟動時轉(zhuǎn)速變化率大，因此沖擊扭矩、沖擊電流也相應(yīng)很大，故要特別注意防止對扭矩傳感器、電網(wǎng)等的沖擊而引起其破壞性損壞，一般不建議進行。

對于大電機，可以采用降壓試驗測取數(shù)據(jù)，計算機擬合的方法完成zui小zui大扭矩的測試。

對于大中型電機根據(jù)GB1032標準，zui大扭矩也可以通過圓圖法完成。

完成堵轉(zhuǎn)、M-S曲線測試，必須滿足以下試驗條件要求：

a.要有足夠大電源容量：4－7倍電機額定電流以上。

b.要求試驗負載在高低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都要能夠穩(wěn)定加載

c.考慮到zui大扭矩工況的測試，一般要求負載電機的zui大轉(zhuǎn)矩為被試電機電機額定功率的3倍為宜，所以也要求負載電機額定功率為被試電機電機額定功率的3倍，同理扭矩傳感器量程的選擇也要注意選擇被試電機額定扭矩的3倍以上扭矩傳感器。

d.負載電機的額定轉(zhuǎn)速應(yīng)不低于被試電動機的額定轉(zhuǎn)速，在同轉(zhuǎn)速下，其額定功率應(yīng)不小于被試電動機，但zui好不超過被試電動機的10倍；

e.注意被試電機的極數(shù)：例如負載電機極數(shù)為4，假若試驗8極電機，那么被試電機功率將減半。如此類推。

f.試驗臺要有足夠的機械強度。

四、電力測功機系統(tǒng)功能

1、系統(tǒng)按GB/T1032、GB9651和GB 12350（現(xiàn)行有效版本）進行設(shè)計

2、可進行A法，E法測試，計算鐵耗、風(fēng)摩耗、銅耗、雜散耗等

3、系統(tǒng)能對單三相異步電機進行空載試驗、堵轉(zhuǎn)試驗、溫升試驗、負載試驗、zui大zui小轉(zhuǎn)矩試驗。

4、系統(tǒng)能實時顯示電機的三相電壓、三相電流、輸入功率、頻率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率、效率。

5、系統(tǒng)能自動判別并顯示正負扭矩。

6、系統(tǒng)可以對測試數(shù)據(jù)自動進行存儲。

7、系統(tǒng)可對空載測試結(jié)果進行分析處理，以取得空載電流、空載功率以及鐵耗、機械耗，并進行曲線繪制。

8、系統(tǒng)可對負載測試結(jié)果進行分析處理，以取得滿載電流、滿載功率、滿載效率、滿載轉(zhuǎn)差率以及滿載功率因數(shù)，并進行曲線繪制。

9、系統(tǒng)可對堵轉(zhuǎn)測試結(jié)果進行分析處理，以取得堵轉(zhuǎn)電流和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并進行曲線繪制。

10、系統(tǒng)可對異步電機進行實時的T-n曲線繪制，并自動找出zui大轉(zhuǎn)矩和zui小轉(zhuǎn)矩。

11、在試驗過程中，如取到了壞點，允許刪除和插入重做。

12、系統(tǒng)對于各種參數(shù)的設(shè)置具有記憶功能，只需輸入一次即可。

13、系統(tǒng)可以通過打印機對測試結(jié)果進行數(shù)據(jù)、曲線的打印

14、系統(tǒng)可對其中任意試驗項目實現(xiàn)一次裝夾，一鍵式操作

15、系統(tǒng)可按照設(shè)定程序自動采集電機端三相電阻

16、系統(tǒng)可自動采集環(huán)境溫度，電機表面溫度等溫度

17、系統(tǒng)可以通過電腦自動調(diào)節(jié)變頻電源（或調(diào)壓器）電壓的大小

18、系統(tǒng)可以通過電腦自動調(diào)節(jié)被試電機的負載的大小

19、負載試驗時，根據(jù)被試電機的額定參數(shù)，變頻電源自動對被試電機進行供電，使其運行在空載額定狀態(tài)，然后進入加載過程；負載系統(tǒng)可以自動控制加載的過程和負載的大小，根據(jù)相關(guān)電機試驗標準要求，負載系統(tǒng)自動完成對被試電機的加載過程，同時測量其電機的電壓、電流、功率、功率因素、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速、輸出功率等參數(shù)，根據(jù)測量所得參數(shù)和相關(guān)標準自動計算出電機的負載參數(shù)，并繪制相關(guān)曲線

20、溫升試驗時，當(dāng)被試電機達到其額定負載后（可以選擇以電流或轉(zhuǎn)矩為基準），保持負載不變，由于隨著電機的發(fā)熱，特性會變化，此時負載系統(tǒng)會根據(jù)所測量的參數(shù)自動進行閉環(huán)，隨動跟蹤變化，保持負載不變。當(dāng)被試電機達到熱平衡后（需要提供判據(jù)），系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定條件自動或人工卸載，自動或人工關(guān)閉電源，自動快速測量熱態(tài)電阻，依照之前輸入的電機的額定參數(shù)和相關(guān)標準，自動計算電機溫升值，試驗完成。

21、堵轉(zhuǎn)試驗時，由變頻電源自動從零電壓開始供電，緩慢升高電壓，同時監(jiān)控電流，按標準規(guī)定達到其電流倍數(shù)后，自動降低電壓，同時測量電壓、電流等參數(shù)，自動繪制堵轉(zhuǎn)曲線和計算數(shù)據(jù)。

五、電力測功機技術(shù)指標

1、電壓測量范圍：交流0～500V

2、電流測量范圍：取決于電流互感器

3、電壓電流功率等電量測量精度：±0.5%

4、轉(zhuǎn)矩測量范圍：取決于轉(zhuǎn)矩傳感器

5、轉(zhuǎn)矩測量精度：±0.5%

6、轉(zhuǎn)速測量范圍：取決于轉(zhuǎn)速傳感器

7、轉(zhuǎn)速測量精度：±1r/min

8、電阻測量范圍：0—20KΩ

9、電阻測量精度：±0.2%

10、溫度測量范圍：0—100℃

11、溫度測量精度：±0.1℃

12、轉(zhuǎn)矩控制精度±2％

六、電力測功機組成及技術(shù)叁數(shù)

1、試驗電源

試驗電源根據(jù)客戶不同需要配備不同類型、大小的電源

a.建議配備變頻電源，變頻電源可通過電腦自動設(shè)置輸出不同大小的電壓，自動補償電機端的壓降，也可配備大功率調(diào)壓器，

b.要有足夠大電源容量：堵轉(zhuǎn)試驗，MS曲線試驗需要4－7倍電機額定電流以上。故試驗電源選擇:3KVA；所能提供最大電流：3KVA/660=4.5A，若被測電機起動電流大于此電流，需降壓起動；

2、強電部分

a.強電柜：PLC、電流互感器及接觸器組成的量程轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

b.電機啟動一般要求能夠軟啟動，特別是大電機。

c.試驗站一般功率因數(shù)較低，建議配置功率因數(shù)補賞裝置。

d.實驗室現(xiàn)場必須按照電工標準就地安裝可靠地線和五線制電源，所有電器、電工、儀器儀表、計算機、傳感器都必須可靠接地。

e.電力電纜、電機電纜用戶自己根據(jù)現(xiàn)場需要準備，也可由我方配置。

3、負載系統(tǒng)

采用交流電力測功機，完成200～1000W，0~3000rpm的加載任務(wù)；

a.加載控制器：ABB ACS-800

b.加載電機： 

根據(jù)被試電機規(guī)格配置不同負載電機，基本配置如下

3KW、3000rpm、57.3NM，能滿足200～1000W電機各項試驗的需要；

4、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率的測量：

扭矩測量采用應(yīng)變式扭矩傳感器，應(yīng)變式扭矩傳感器具有高、低轉(zhuǎn)速以及正反轉(zhuǎn)速下同樣的扭矩特性，無需附加小電機，使用方便，特別是調(diào)零方便，穩(wěn)定性好。大小不同電機測試需要不同量程傳感器以保證精度。

轉(zhuǎn)矩測量： 

a. 扭矩測量范圍 ：根據(jù)被測電機選擇若干臺不同量程扭矩傳感器

b. 扭矩測量精度：±０.2%（Ｆ·Ｓ）

c.輸 出 信 號 :頻率輸出：（常規(guī)訂貨方式）

脈沖信號幅度：0－10V

零 扭 矩: 10 KHZ左右

正向滿量程: 15 KHZ 左右

反向滿量程: 5 KHZ左右

具體傳感器見出廠檢定報告。

d. 過載能力：在120％額定扭矩范圍內(nèi)保精度測量。瞬時沖擊不高于300％額定扭矩，不破壞傳感器。

2、轉(zhuǎn)速測量：應(yīng)變式扭矩傳感器內(nèi)置光電發(fā)射試轉(zhuǎn)速傳感器，適合高低轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)速測量。

a.轉(zhuǎn)速范圍：0－5000r/min

b.轉(zhuǎn)速信號脈沖：60個脈沖/轉(zhuǎn)。

c.脈沖信號幅度：0－10V。

d.轉(zhuǎn)速測量精度：0.1％±1個字

5、電量測量

a.交流互感器：為保證各種電機試驗和各試驗項目時測量精度，建議采用多個量程的交流電量互感器以提高不同大小電機電量測試的精度。電流互感器標準電流5A輸出。不同大小電機及不同試驗可以配置不同量程互感器，以保證測量精度

b.交流電量儀表：對交流電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、工頻等的測量；232接口；測量精度：±0.5%FS

c.交流單相電流、電壓互感器＋變送器＋A/D 快速采集，電壓＋變送器＋A/D快速采集，用于快速采集試驗要求

6、電樞電阻測量：人工夾測，數(shù)據(jù)由計算機自動采集，進行溫升曲線擬合

7、溫度測量：采用溫度傳感器+溫度采集模塊測量環(huán)境溫度、鐵心溫度、外殼溫度自動進入計算機

8、 計算機、軟件系統(tǒng)及操作控制柜：

a.扭矩、轉(zhuǎn)速、電流、電壓、功率、功率因數(shù)、工頻、溫度、電阻等通過485/232接口自動采集，計算機進行數(shù)據(jù)處理、顯示、報表、曲線擬合、打印等。

b.異步電機計算機測試系統(tǒng)軟件依據(jù)GB-1032編制，完成空載試驗、堵轉(zhuǎn)試驗、負載試驗、溫升等，自動完成數(shù)據(jù)報表和曲線。中文操作界面，中英文測試報告，報告格式由需方確定；非電腦自動采集參數(shù)（如振動、噪聲等）可人工數(shù)據(jù)輸入。

c.M-S曲線測試系統(tǒng)軟件完成在試驗臺和電源容量允許的情況下，完成異步電機M-S曲線的測試和曲線繪制。同時可以利用該軟件完成其他暫穩(wěn)態(tài)試驗及其曲線試驗。