電力測功機使用說明書

1、 普聯(lián) CAC交流電力測功機 使用說明書目錄一、概述3二、主要技術(shù)參數(shù)6三、測功機安裝9四、電纜10五、布線12六、產(chǎn)品使用的工作條件和環(huán)境條件13七聯(lián)軸器尺寸14八、應用實例151、發(fā)動機性能試驗152、變速箱性能、壽命試驗16一、概述CAC系列交流電力測功機是動力機械功率試驗的負載。標準的CAC系列交流電力測功機由一臺交流電機，一套轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測量傳感器、底座及與動力機械連接的法蘭，一套可四象限運行的ACS交流變頻調(diào)速與配電系統(tǒng)，一臺交流電力測功機測控儀組成。其工作原理是將交流電機發(fā)出的交流電經(jīng)ACS變頻器逆變?yōu)橹绷麟娙缓笤倌孀優(yōu)榻涣麟娚暇W(wǎng)。ACS交流變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)電機的上網(wǎng)電流來控制原動

2、機的轉(zhuǎn)速和扭矩。如與我公司生產(chǎn)的FC2000系列測控系統(tǒng)配套使用時除了可以對各種旋轉(zhuǎn)動力機械的轉(zhuǎn)速、扭矩進行精確測量和控制，還可以對溫度、壓力、流量、電流、電壓-等參數(shù)進行測量、控制。交流電力測功機有兩個重要特點：其一、運用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)對電力測功機實行轉(zhuǎn)矩控制；其二、電力測功機處于發(fā)電狀態(tài)時將電能送回電網(wǎng)。直接轉(zhuǎn)矩控制以轉(zhuǎn)矩為中心來進行磁鏈、轉(zhuǎn)矩的綜合控制。直接轉(zhuǎn)矩控制簡單地通過檢測電機定子電壓和電流，借助瞬時空間矢量理論計算電機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)與給定值比較所得差值，實現(xiàn)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的直接控制。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，是利用空間矢量、定子磁場定向的分析方法，直接在定子坐標系下分析異步電動機的數(shù)

3、學模型，計算與控制異步電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，采用離散的兩點式調(diào)節(jié)器（BandBand控制），把轉(zhuǎn)矩檢測值與轉(zhuǎn)矩給定值作比較，使轉(zhuǎn)矩波動限制在一定的容差范圍內(nèi)，容差的大小由頻率調(diào)節(jié)器來控制，并產(chǎn)生PWM脈寬調(diào)制信號，直接對逆變器的開關(guān)狀態(tài)進行控制，以獲得高動態(tài)性能的轉(zhuǎn)矩輸出。它的控制效果不取決于異步電動機的數(shù)學模型是否能夠簡化，而是取決于轉(zhuǎn)矩的實際狀況，它的控制結(jié)構(gòu)簡單、控制信號處理的物理概念明確、系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩響應迅速且無超調(diào)，是一種具有高靜、動態(tài)性能的交流調(diào)速控制方式。直接轉(zhuǎn)矩控制磁場定向所用的是定子磁鏈，它采用離散的電壓狀態(tài)和六邊形磁鏈軌跡或近似圓形磁鏈軌跡的概念。只要知道定子電阻就可以把它觀測

4、出來。直接轉(zhuǎn)矩控制強調(diào)的是轉(zhuǎn)矩的直接控制與效果、把轉(zhuǎn)矩直接作為被控量，既直接又簡化。負載電機由變頻器驅(qū)動。變頻器為一臺帶整流/回饋單元的變頻器，它由整流/回饋單元，逆變器組成。整流/回饋單元由兩個反并聯(lián)能在兩個方向上有電能流動，即能夠?qū)㈦娔芩突仉娋W(wǎng)(四象限工作)。發(fā)電工作橋通過一臺自耦變壓器和電網(wǎng)相連接。當電動機處于發(fā)電狀態(tài)時，電能可通過其回饋單元回饋電網(wǎng)。CAC系列交流電力測功機與傳統(tǒng)的水力、電渦流、直流測功機相比較具有非常明顯的優(yōu)勢：1、 節(jié)能水力、電渦流測功機的基本原理是將原動機產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)化為熱能由水冷卻后把熱量帶走，原動機發(fā)出的能量不能回收，轉(zhuǎn)換過程中亦需耗費能量。而電力測功機卻可

5、以把原動機產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)換為電能回饋到內(nèi)部電網(wǎng)，供其他設(shè)備使用。2、 加載特性CAC系列交流電力測功機的加載特性從零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速為恒扭矩特性，額定轉(zhuǎn)速至最高轉(zhuǎn)速為恒功率特性，完全符合動力機械的負載特性。通常水力測功機只能在一個方向加載，電渦流測功機雖然可以雙向加載但不可以作為動力倒拖原動機，而電力測功機卻可以方便的實現(xiàn)雙向加載且可以作為動力倒拖原動機。3、 可靠性CAC系列交流電力測功機的主機由SIEMENS公司或國內(nèi)著名品牌配套，轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速傳感器由湘儀動力測試儀器有限公司或HBM公司制造，交流變頻調(diào)速器由ABB或SIEMENS公司配套。電機與傳感器均經(jīng)國家權(quán)威部門嚴格檢測，完全符合相關(guān)標準

6、。4、 可維護性由于采用了完全符合國家標準的配套件，用戶在維護時不必依賴制造商，完全可以自行進行日常的維護保養(yǎng)，甚至在需要更換主機和傳感器時亦可獨立完成。CAC系列交流電力測功機由于其具有結(jié)構(gòu)簡單免維護，除了具有卓越的調(diào)速控制性能之外，還有顯著的節(jié)能作用，是企業(yè)測試設(shè)備技術(shù)改造最理想的換代產(chǎn)品。CAC系列交流電力測功機主機結(jié)構(gòu)如圖1所示，測控系統(tǒng)組成如圖2所示。圖1 交流電力測功機結(jié)構(gòu)簡圖1、底座2、交流電機軸承座3、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速傳感器4、連軸器5、軸承座6、防護罩圖2 測控系統(tǒng)組成框圖 框圖中灰色顯示的為CAC交流電力測功機基本配置，白色顯示為測功機用于發(fā)動機試驗時的可選配置。二、主要技術(shù)參數(shù)

7、1、轉(zhuǎn)速測量精度：±1r/min，±1個字2、扭矩測量精度：±0.4%FS3、轉(zhuǎn)速控制精度：±5r/min（恒轉(zhuǎn)速控制模式）4、扭矩控制精度：±0.2%FS5、動態(tài)響應速度：5ms6、變頻控制方式：DTC直接轉(zhuǎn)矩控制7、外形尺寸見圖4，表28、技術(shù)數(shù)據(jù)見表19、電機絕緣等級F10、控制柜防護等級IP22圖3表示CAC系列交流電力測功機的功率吸收范圍和扭矩吸收范圍。凡被試動力機械的特性曲線落在這個區(qū)域內(nèi)，均能用本機進行試驗。CAC交流測功機在額定轉(zhuǎn)速以下為恒扭矩特性，額定轉(zhuǎn)速以上為恒轉(zhuǎn)速特性，用戶在選購時可參考下列技術(shù)數(shù)據(jù)表。技術(shù)數(shù)據(jù)表型號額定功

8、率額定扭矩額定/最高轉(zhuǎn)速額定電壓額定電流基頻/最高頻率電機極數(shù)kWN.mr/minVAHz CAC-1616603000/90003803183/3004極CAC-37371173000/90003807050/1502極CAC-75754702500/8000380CAC-1101107001500/3000380CAC-16016010001500/3000380CAC-20020012701500/3000380CAC-25025016001500/3000380CAC-35035022801500/3000380CAC-40040025701500/3000380CAC-5005003

9、2001500/3000690CAC-63063040001500/2500690CAC-80080051001500/2500690CAC-110G1101756000/10000380CAC-160G1602506000/10000380CAC-200G2003156000/10000380CAC-250G2504006000/10000380CAC-350G3507404500/7500380CAC-400G4009604500/6500380圖4 CAC交流電力測功機安裝尺寸三、測功機安裝測功機應安裝在牢固的混凝土基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)的厚度根據(jù)測功機的功率確定?；A(chǔ)四周要有電機動力電纜槽和信號

10、電纜槽，動力電纜槽必須與信號電纜槽隔開，以免引起干擾，正確的布線方式如圖6所示。四、電纜標準的CAC交流電力測功機在出廠時不配帶主電源（輸入電源）動力電纜和電機電纜，用戶必須根據(jù)規(guī)范來選擇主電源和電機電纜的型號：l 電纜必須能夠承受ACS調(diào)速單元的負載電流（參見測功機技術(shù)數(shù)據(jù)中關(guān)于額定電流的內(nèi)容）。l 在連續(xù)使用的條件下，電纜至少應耐70的溫度。l PE導線芯/電纜（接地線）的電感阻抗必須根據(jù)出現(xiàn)故障時允許的接觸電壓來選擇。（這樣，才能在發(fā)生接地故障的情況下，故障點電壓不會過分增大）l 600V等級的電纜可以用在500V的電壓下。連接690V設(shè)備的電源電纜的額定電壓至少1kV。當測功機功率大于

11、30kW，則電機電纜建議使用對稱屏蔽電纜（下圖所示）。l 電纜槽架必須連在一起，且要保證良好的導電性，還要將槽架連接到控制柜的外殼上，輸入電源、電機和控制電纜應分別使用單獨得槽架，不要在同一槽架上放置多條電機電纜。l 控制電纜和信號電纜不能與主電纜布置在同一電纜槽內(nèi)電纜規(guī)格下表給出了不同負載電流下銅電纜和鋁電纜的規(guī)格。電纜選型是在一個電纜槽架內(nèi)最多并排放置9根電纜。環(huán)境溫度30，PVC絕緣，表面耐受溫度70的條件下得出的（EN60304-1和IEC60364-5-2/2001）。如果與上述使用條件不同，電纜選型要根據(jù)國家相應的安全法規(guī)，相應的輸入電壓和傳動的負載電流來決定。帶銅屏蔽層的銅電纜帶

12、銅屏蔽層的鋁電纜最大負載電流A電纜規(guī)格mm2最大負載電流A電纜規(guī)格mm2623×16613×25793×25753×35983×35913×501193×501173×701533×701433×951863×951653×1202153×1201913×1502493×1502183×1852843×1852573×2403353×2402743×(3×50)3583×(3&

13、#215;50)2852×(3×95)3712×(3×95)3312×(3×120)4312×(3×120)3513×(3×70)4593×(3×70)3822×(3×150)4982×(3×150)4283×(3×95)5573×(3×95)4372×(3×185)5682×(3×185)4963×(3×120)6463×(3

14、×120)5152×(3×240)6712×(3×240)5733×(3×150)7463×(3×150)6553×(3×185)8523×(3×185)7723×(3×240)10063×(2×240)表2 電纜選型五、布線測功機電機電纜應獨立于其它電纜走線，多臺測功機同時使用時電機電纜可以一臺一臺地并行布線。推薦電機電纜、輸入電源電纜和控制電纜安裝在不同的槽架中，以避免電機電纜和其它電纜長距離的并行走線，進而減少調(diào)速器輸出

15、電壓瞬變產(chǎn)生的電磁干擾。當控制電纜與電源電纜必須交叉走線時應使交叉角度為90度，其它額外電纜不要穿過控制柜。電纜槽之間及電纜槽與接地電極之間必須有良好的電氣連接，鋁槽系統(tǒng)可以用來提高局部電壓的均衡性。圖6 電纜布線示意圖六、產(chǎn)品使用的工作條件和環(huán)境條件運行固定安裝存儲在有保護的包裝中運輸在有保護的包裝中 安裝現(xiàn)場的海拔高度海拔高度為0-4000m海拔高度超過1000m，每升高100m，額定功率減少1%空氣溫度-1550，無霜凍空氣溫度在4050之間，每升高1，額定輸出電流就要減少1%-40704070相對濕度5-95%最大95%最大95%無凝露。在存在腐蝕氣體的情況下，最大允許相對濕度為60%

16、污染等級不允許有導電性粉塵存在。大氣壓70-106kPa0.7-1.05大氣壓70-106kPa0.7-1.05大氣壓70-106kPa0.7-1.05大氣壓振動最大值1mm（0.04in.）(5-13.2Hz)，最大值7m/s2(23ft/s2)(13.2-100Hz)正弦振動最大值1mm（0.04in.）(5-13.2Hz)，最大值7m/s2(23ft/s2)(13.2-100Hz)正弦振動最大值1mm（0.04in.）(5-13.2Hz)，最大值7m/s2(23ft/s2)(13.2-100Hz)正弦振動沖擊不允許最大100m/s2(330ft/s2)11ms最大100m/s2(330f

17、t/s2)11ms自由下落不允許不允許不允許電網(wǎng)頻率50Hz±1%進線電壓380V±5%供電系統(tǒng)連接手動操作的分斷設(shè)備安全保護快速熔斷器七聯(lián)軸器尺寸 圖7聯(lián)軸器聯(lián)接尺寸圖 聯(lián)軸器聯(lián)接尺寸一覽表 表3型號ABCDEFCAC166-M1078100125515CAC378-10.585（凸臺）1121364（凸臺）15八、應用實例CAC系列電力測功機應用范圍十分廣泛，但主要還是應用在發(fā)動機性能、出廠試驗及汽車傳動部件（變速箱、驅(qū)動橋、傳動軸、同步器）的性能、壽命試驗。l 1、發(fā)動機性能試驗發(fā)動機作為動力，測功機作為負載。電機發(fā)出的交流電通過ACS逆變?yōu)榻涣麟娀仞侂娋W(wǎng)。測功機可以倒拖發(fā)動機啟動，冷磨