電力測(cè)功機(jī)使用說(shuō)明書

1、CAC交流電力測(cè)功機(jī)使用說(shuō)明書 普聯(lián) CAC交流電力測(cè)功機(jī) 使用說(shuō)明書目錄一、概述3二、主要技術(shù)參數(shù)6三、測(cè)功機(jī)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(yīng)用實(shí)例151、發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)152、變速箱性能、壽命試驗(yàn)16一、概述CAC系列交流電力測(cè)功機(jī)是動(dòng)力機(jī)械功率試驗(yàn)的負(fù)載。標(biāo)準(zhǔn)的CAC系列交流電力測(cè)功機(jī)由一臺(tái)交流電機(jī)，一套轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器、底座及與動(dòng)力機(jī)械連接的法蘭，一套可四象限運(yùn)行的ACS交流變頻調(diào)速與配電系統(tǒng)，一臺(tái)交流電力測(cè)功機(jī)測(cè)控儀組成。其工作原理是將交流電機(jī)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

2、統(tǒng)調(diào)節(jié)電機(jī)的上網(wǎng)電流來(lái)控制原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩。如與我公司生產(chǎn)的FC2000系列測(cè)控系統(tǒng)配套使用時(shí)除了可以對(duì)各種旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械的轉(zhuǎn)速、扭矩進(jìn)行精確測(cè)量和控制，還可以對(duì)溫度、壓力、流量、電流、電壓-等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、控制。交流電力測(cè)功機(jī)有兩個(gè)重要特點(diǎn)：其一、運(yùn)用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)對(duì)電力測(cè)功機(jī)實(shí)行轉(zhuǎn)矩控制；其二、電力測(cè)功機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)將電能送回電網(wǎng)。直接轉(zhuǎn)矩控制以轉(zhuǎn)矩為中心來(lái)進(jìn)行磁鏈、轉(zhuǎn)矩的綜合控制。直接轉(zhuǎn)矩控制簡(jiǎn)單地通過(guò)檢測(cè)電機(jī)定子電壓和電流，借助瞬時(shí)空間矢量理論計(jì)算電機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)與給定值比較所得差值，實(shí)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(chǎng)定向的分析方法，直接在

3、定子坐標(biāo)系下分析異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算與控制異步電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，采用離散的兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)器（BandBand控制），把轉(zhuǎn)矩檢測(cè)值與轉(zhuǎn)矩給定值作比較，使轉(zhuǎn)矩波動(dòng)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(lái)控制，并產(chǎn)生PWM脈寬調(diào)制信號(hào)，直接對(duì)逆變器的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制，以獲得高動(dòng)態(tài)性能的轉(zhuǎn)矩輸出。它的控制效果不取決于異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型是否能夠簡(jiǎn)化，而是取決于轉(zhuǎn)矩的實(shí)際狀況，它的控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制信號(hào)處理的物理概念明確、系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速且無(wú)超調(diào)，是一種具有高靜、動(dòng)態(tài)性能的交流調(diào)速控制方式。直接轉(zhuǎn)矩控制磁場(chǎng)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。

4、只要知道定子電阻就可以把它觀測(cè)出來(lái)。直接轉(zhuǎn)矩控制強(qiáng)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(jiǎn)化。負(fù)載電機(jī)由變頻器驅(qū)動(dòng)。變頻器為一臺(tái)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(gè)反并聯(lián)能在兩個(gè)方向上有電能流動(dòng)，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(guò)一臺(tái)自耦變壓器和電網(wǎng)相連接。當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，電能可通過(guò)其回饋單元回饋電網(wǎng)。CAC系列交流電力測(cè)功機(jī)與傳統(tǒng)的水力、電渦流、直流測(cè)功機(jī)相比較具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)：1、 節(jié)能水力、電渦流測(cè)功機(jī)的基本原理是將原動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能由水冷卻后把熱量帶走，原動(dòng)機(jī)發(fā)出的能量不能回收，轉(zhuǎn)換過(guò)程中

5、亦需耗費(fèi)能量。而電力測(cè)功機(jī)卻可以把原動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)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(cè)功機(jī)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(dòng)力機(jī)械的負(fù)載特性。通常水力測(cè)功機(jī)只能在一個(gè)方向加載，電渦流測(cè)功機(jī)雖然可以雙向加載但不可以作為動(dòng)力倒拖原動(dòng)機(jī)，而電力測(cè)功機(jī)卻可以方便的實(shí)現(xiàn)雙向加載且可以作為動(dòng)力倒拖原動(dòng)機(jī)。3、 可靠性CAC系列交流電力測(cè)功機(jī)的主機(jī)由SIEMENS公司或國(guó)內(nèi)著名品牌配套，轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速傳感器由湘儀動(dòng)力測(cè)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(jī)與傳感器均經(jīng)國(guó)家權(quán)威

6、部門嚴(yán)格檢測(cè)，完全符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。4、 可維護(hù)性由于采用了完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的配套件，用戶在維護(hù)時(shí)不必依賴制造商，完全可以自行進(jìn)行日常的維護(hù)保養(yǎng)，甚至在需要更換主機(jī)和傳感器時(shí)亦可獨(dú)立完成。CAC系列交流電力測(cè)功機(jī)由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單免維護(hù)，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(cè)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(cè)功機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示，測(cè)控系統(tǒng)組成如圖2所示。圖1 交流電力測(cè)功機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1、底座2、交流電機(jī)軸承座3、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速傳感器4、連軸器5、軸承座6、防護(hù)罩圖2 測(cè)控系統(tǒng)組成框圖 框圖中灰色顯示的為CAC交流電力測(cè)功機(jī)基本配置，白色顯示為測(cè)功機(jī)用于發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)

7、時(shí)的可選配置。二、主要技術(shù)參數(shù)1、轉(zhuǎn)速測(cè)量精度：1r/min，1個(gè)字2、扭矩測(cè)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(dòng)態(tài)響應(yīng)速度：5ms6、變頻控制方式：DTC直接轉(zhuǎn)矩控制7、外形尺寸見(jiàn)圖4，表28、技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表19、電機(jī)絕緣等級(jí)F10、控制柜防護(hù)等級(jí)IP22圖3表示CAC系列交流電力測(cè)功機(jī)的功率吸收范圍和扭矩吸收范圍。凡被試動(dòng)力機(jī)械的特性曲線落在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，均能用本機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。CAC交流測(cè)功機(jī)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(gòu)時(shí)可參考下列技術(shù)數(shù)據(jù)表。技術(shù)數(shù)據(jù)表型號(hào)額定功率額定扭矩額定/最高轉(zhuǎn)速額定電

8、壓額定電流基頻/最高頻率電機(jī)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-50050032001500/3000690

9、CAC-63063040001500/2500690CAC-80080051001500/2500690CAC-110G1101756000/10000380CAC-160G1602506000/10000380CAC-200G2003156000/10000380CAC-250G2504006000/10000380CAC-350G3507404500/7500380CAC-400G4009604500/650038014圖4 CAC交流電力測(cè)功機(jī)安裝尺寸三、測(cè)功機(jī)安裝測(cè)功機(jī)應(yīng)安裝在牢固的混凝土基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)的厚度根據(jù)測(cè)功機(jī)的功率確定?；A(chǔ)四周要有電機(jī)動(dòng)力電纜槽和信號(hào)電纜槽，動(dòng)力電纜槽必須與信

10、號(hào)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(biāo)準(zhǔn)的CAC交流電力測(cè)功機(jī)在出廠時(shí)不配帶主電源（輸入電源）動(dòng)力電纜和電機(jī)電纜，用戶必須根據(jù)規(guī)范來(lái)選擇主電源和電機(jī)電纜的型號(hào)：l 電纜必須能夠承受ACS調(diào)速單元的負(fù)載電流（參見(jiàn)測(cè)功機(jī)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(yīng)耐70的溫度。l PE導(dǎo)線芯/電纜（接地線）的電感阻抗必須根據(jù)出現(xiàn)故障時(shí)允許的接觸電壓來(lái)選擇。（這樣，才能在發(fā)生接地故障的情況下，故障點(diǎn)電壓不會(huì)過(guò)分增大）l 600V等級(jí)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(dāng)測(cè)功機(jī)功率大于30kW，則電機(jī)電纜建議使

11、用對(duì)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(dǎo)電性，還要將槽架連接到控制柜的外殼上，輸入電源、電機(jī)和控制電纜應(yīng)分別使用單獨(dú)得槽架，不要在同一槽架上放置多條電機(jī)電纜。l 控制電纜和信號(hào)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(fù)載電流下銅電纜和鋁電纜的規(guī)格。電纜選型是在一個(gè)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(guó)家相應(yīng)的安全法規(guī)，相應(yīng)的輸入電壓和傳動(dòng)的負(fù)載電流來(lái)決定。帶銅屏蔽層的銅電纜帶銅屏蔽層的鋁電纜最大負(fù)載電

12、流A電纜規(guī)格mm2最大負(fù)載電流A電纜規(guī)格mm2623166132579325753359833591350119350117370153370143395186395165312021531201913150249315021831852843185257324033532402743(350)3583(350)2852(395)3712(395)3312(3120)4312(3120)3513(370)4593(370)3822(3150)4982(3150)4283(395)5573(395)4372(3185)5682(3185)4963(3120)6463(3120)5152(3240

13、)6712(3240)5733(3150)7463(3150)6553(3185)8523(3185)7723(3240)10063(2240)表2 電纜選型五、布線測(cè)功機(jī)電機(jī)電纜應(yīng)獨(dú)立于其它電纜走線，多臺(tái)測(cè)功機(jī)同時(shí)使用時(shí)電機(jī)電纜可以一臺(tái)一臺(tái)地并行布線。推薦電機(jī)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(jī)電纜和其它電纜長(zhǎng)距離的并行走線，進(jìn)而減少調(diào)速器輸出電壓瞬變產(chǎn)生的電磁干擾。當(dāng)控制電纜與電源電纜必須交叉走線時(shí)應(yīng)使交叉角度為90度，其它額外電纜不要穿過(guò)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(lái)提高局部電壓的均衡性。圖6 電纜布線示意圖六、產(chǎn)品使

14、用的工作條件和環(huán)境條件運(yùn)行固定安裝存儲(chǔ)在有保護(hù)的包裝中運(yùn)輸在有保護(hù)的包裝中 安裝現(xiàn)場(chǎng)的海拔高度海拔高度為0-4000m海拔高度超過(guò)1000m，每升高100m，額定功率減少1%空氣溫度-1550，無(wú)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(duì)濕度5-95%最大95%最大95%無(wú)凝露。在存在腐蝕氣體的情況下，最大允許相對(duì)濕度為60%污染等級(jí)不允許有導(dǎo)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(dòng)最大值1mm（0.04in.）(5-13.2Hz)，最大值7m/s2

15、(23ft/s2)(13.2-100Hz)正弦振動(dòng)最大值1mm（0.04in.）(5-13.2Hz)，最大值7m/s2(23ft/s2)(13.2-100Hz)正弦振動(dòng)最大值1mm（0.04in.）(5-13.2Hz)，最大值7m/s2(23ft/s2)(13.2-100Hz)正弦振動(dòng)沖擊不允許最大100m/s2(330ft/s2)11ms最大100m/s2(330ft/s2)11ms自由下落不允許不允許不允許電網(wǎng)頻率50Hz1%進(jìn)線電壓380V5%供電系統(tǒng)連接手動(dòng)操作的分?jǐn)嘣O(shè)備安全保護(hù)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(hào)ABCDEFCAC166-M1078100125515CAC378-10.585（凸臺(tái)）1121364（凸臺(tái)）15八、應(yīng)用實(shí)例CAC系列電力測(cè)功機(jī)應(yīng)用范圍十分廣泛，但主要還是應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)性能、出廠試驗(yàn)及汽車傳動(dòng)部件（變速箱、驅(qū)動(dòng)橋、傳動(dòng)軸、同步器）的性能、壽命試驗(yàn)。l 1、發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，測(cè)功機(jī)作為負(fù)載。電機(jī)發(fā)出的交流電通過(guò)ACS逆變?yōu)榻涣麟娀仞侂娋W(wǎng)。測(cè)功機(jī)可以倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，冷磨合及進(jìn)行機(jī)械損耗試驗(yàn)。在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)時(shí)可