高速變頻電機(jī)是指轉(zhuǎn)速超過10000r/min,一般都是幾萬轉(zhuǎn)甚至達(dá)到十幾萬轉(zhuǎn),電機(jī)輸入基波頻率范圍達(dá)到1000Hz甚至更高,極數(shù)基本為2級?! 「咚匐姍C(jī)具有轉(zhuǎn)速高、相對尺寸小、功率密度大、效率高等顯著優(yōu)點(diǎn),在空調(diào)或冰箱的離心式壓縮機(jī)、儲能飛輪、紡織、高速磨床等諸多場合具有較多應(yīng)用,在電動汽車、分布式發(fā)電系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用前景?! ≡诟咚俸统咚龠\(yùn)行情況下,電機(jī)的運(yùn)行特性與常規(guī)電機(jī)有很大的不同,對高速電機(jī)進(jìn)行相關(guān)測試是至關(guān)重要的。一、高速電機(jī)測試內(nèi)容 1、高速電機(jī)效率測試 高速電機(jī)功率密度高,但是單位體積內(nèi)的損耗也大,尤其是轉(zhuǎn)子的風(fēng)磨損耗和渦流損耗是一般電機(jī)的數(shù)十倍。通過電機(jī)的輸入電量測量(包括電壓,電流,功率、功率因數(shù)等)、輸出量測量(轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)矩,功率等)、勵磁測量等得到高速電機(jī)的效率。通過高速電機(jī)效率測試,從而分析高速電機(jī)的相關(guān)損耗,是高速電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、改善機(jī)械特性、提高散熱能力、減小損耗的關(guān)鍵。2高速電機(jī)供電系統(tǒng)監(jiān)測 2、高速電機(jī)一般采用變頻器供電,對于供電系統(tǒng)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(shù)倍載波頻率的高次諧波,會給高速電機(jī)帶來高頻附加損耗,所以對供電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及可靠性監(jiān)測是十分必要的。二、高速電機(jī)測試關(guān)鍵要求 1、為了準(zhǔn)確獲得電機(jī)的效率,必須要求確保電機(jī)輸入電功率與電機(jī)輸出軸功率嚴(yán)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?! ?、傳感器及測試儀器組成的測試系統(tǒng),整體精度必須達(dá)到0.2級。 4、由于高速電機(jī)的空載試驗(yàn)時(shí)功率因數(shù)低于0.2,所以測試系統(tǒng)的角差指標(biāo),必須滿足低功率因數(shù)條件下功率測量精度的要求?! ?、高速電機(jī)的測試現(xiàn)場一般電磁環(huán)境復(fù)雜,測試系統(tǒng)必須擁有強(qiáng)的抗電磁干擾能力。三、高速電機(jī)測試解決方案 本測試系統(tǒng)采用銀河電氣研制的WP4000變頻功率分析儀,功率單元選用SP系列變頻功率傳感器測量電參數(shù),采用DM4022頻率測試子站采集扭矩轉(zhuǎn)速傳感器的信號,SP變頻功率傳感器、DM4022通過光纖與WP4000變頻功率分析儀相連。高速電機(jī)測試系統(tǒng)構(gòu)成框圖,如圖1所示?! P4000變頻功率分析儀、SP變頻功率傳感器均采用前端數(shù)字化技術(shù),完全避免了復(fù)雜電磁環(huán)境下傳輸環(huán)節(jié)本身的衰減和干擾,同時(shí)截?cái)嗔藗鞲衅鞯淖钪匾母蓴_傳播途徑,增強(qiáng)了傳感器和系統(tǒng)的電磁兼容性能?! P4000變頻功率分析儀每個(gè)功率單元擁有獨(dú)立的同步源, 200KHz的采樣頻率同步采集所有參數(shù),確保了電機(jī)輸入、輸出功率的同步測量,擁有100KHz的有效帶寬,滿足PWM波的諧波分析需求?! P系列變頻功率傳感器(B型),電壓、電流準(zhǔn)確度為讀數(shù)的0.1%,在功率因數(shù)0.05~1范圍內(nèi),保持功率準(zhǔn)確度為讀數(shù)的0.2%,滿足高速電機(jī)測試的需求。