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電力技術
智能永磁同步電機試驗臺
時間：2023-12-02
中試控股技術研究院魯工為您講解：智能永磁同步電機試驗臺
中試控股是電機綜合測試臺源頭實力大廠
參考標準：GB755-2008旋轉電機定額和性能，GB/T 1032-2012三相異步電動機試驗方法，GB/T 1029-2005三相同步電機試驗方法，GB/T 1311-2008直流電機試驗方法，GB/T 20114-2006普通電源或整流電源供電直流電機的特殊試驗方法，GB/T 22670-2008變頻供電三相籠型感應電動機試驗方法，JB-T501-2006電力變壓器試驗導則
ZSDJ-Z直流電機試驗系統是由中試控股研發生產，適用于容量0-10000kW和電壓等級0-350kV的交流電機、直流電機、變頻電機的出廠和維修后的各項試驗。試驗臺由工業計算機、試驗電源系統、試驗控制系統、傳感器和信號調理模塊、數據采集硬件和軟件、數值運算處理軟件、圖形。
試驗臺由工業計算機、試驗電源系統、試驗控制系統、傳感器和信號調理模塊、數據采集硬件和軟件、數值運算處理軟件、圖形顯示與操作軟件、試驗報告生成、波形和測量結果存儲打印軟件等組成，具有多通道、多功能、測量精確等特點，全行業處于領先水平！
中試控股始于1986年 ? 30多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.入圍合格供應商
中試控股一直致力于從事智能測試裝備系統，智能制造設備系統，檢測試驗與設備維保三位于一體，集設計、生產、銷售的服務商，為客戶提供一站式工業產品---智能系統解決方案。
用電機綜合測試臺來對電機進行試驗是電機檢測中十分重要的一個環節，選擇合適的電機測試系統才能得到正確的試驗數據和試驗報表，才能得到準確的試驗結論，為電機安全作業提供可靠依據。
電機種類千千萬，如何定制電機測試臺也是一門十分深奧的學問。中試控股根據多年電機試驗經驗與電機綜合測試臺的生產經驗，提煉出各種電機測試臺的測試系統解決方案，僅供大家參考。
ZSDJ-Z直流電機試驗系統
1、直流電機試驗系統是專門為直流電機設計的性能測試系統，廣泛應用于他勵、串勵、并勵、復勵的直流電動機和直流發電機出廠檢查試驗和型式試驗。測試負載可采用磁粉制動機、同型號電機對拖和電力測功機，負載調節穩定、可靠、方便，可以進行穩態測試，也可以進行快速瞬間測試，幾秒鐘內快速自動完成整個測試，并擬合出所有曲線。
2、試驗系統由直流電源、直流切換開關展柜、信號傳感器、功率測量設備、自動化試驗和控制操作臺及直流電機試驗軟件組成。該系統將所有傳感器的信號直接送入計算機，并有計算機采集，分析各種試驗數據。直流電機試驗系統可測量電機的扭矩、轉速、功率、電壓、電流、機械效率，利用計算機對測試數據自動生成報表，自動繪制性能曲線。
ZSDJ-Z 直流電機試驗系統可完成變頻調速電動機的出廠檢驗及型式試驗，它是由數字變頻電源、寬頻功率測試模塊和測試軟件組成，數字變頻電源可提供V/F分離控制、頻率控制、矢量控制和直接轉矩控制（DTC）等多種控制方法。寬頻功率測量模塊能夠適應各種頻率下的點參量的基波、諧波的高精度測量。
測試系統可選用共直流母線、四象限回饋等不同的能量回饋模式，滿足不同廠家的測試需求。
產品特征
變頻電機用變頻電源有以下特點：
1、電源品質高、性能穩定：除滿足試驗標準要去的電源品質外，數字電源具有頻率范圍寬、頻率穩定度高、輸出電壓頻率響應快、輸出點參量閉環控制等特點，這些特點為形成高性能的電機試驗站提供了良好的基礎。
2、電源的并聯解并和擴容功能：試驗系統使用的兩臺數字電源系統可以并聯運行，單機容量提高一倍，為等效負載法（疊頻）試驗和其他單電源運行的試驗項目提供更大的試驗容量；在試驗系統需要擴容時，只需要增加數字電源的容量（并聯新的數字電源）使可完成系統擴容升級。
3、方便靈活的等效負載試驗：定子疊頻法是單電機進行溫升試驗的主要方法。不需要疊頻變壓，數字電源單機能夠滿足輸出滿足疊頻試驗要求的電壓波形。
設計依據
GB/T22670-2008 變頻器供電三相籠型感應電動機試驗方法
GB755-2008旋轉電機 定額和性能
GB/T755.2-2003旋轉電機（牽引電機除外）確定損耗的效率的試驗方法
由于電機的電磁特性，通過獲取電機轉動下的電流信號，進行頻譜分析，會存在轉速頻率和極通過頻率對工頻進行調制的信號，由于電流信號下工頻占主導，同時存在高頻諧波和高頻噪聲，很難發現和獲取轉速頻率和極通過頻率信號。如果可以獲取準確的轉速頻率和極通過頻率，通過如下折算公式，可以實現電機轉速的獲取：
公式1
rs＝RS×60（r/min）
rs＝（1- PPF/2（F1））fsynch×60（r/min）
Fsynch＝2F1/P
其中：
rs為電機轉速，單位；r/min
RS為轉速，單位；Hz
PPF為極通過頻率，單位：Hz
F1為工頻，單位；Hz
f synch為同步轉速，單位；Hz
P為電機極數。
1.2 均方根解調技術
本文提出了基于均方根解調來獲取電流信號頻譜上的轉速峰和極通過頻率峰方法，其實質是：基于滑動窗口求取電流信號的均方根值，窗口寬度選為電流工頻的周期長度，逐個窗口的求取信號的電流均方根值( RMS)值，即每次計算一個工頻的電流RMS值，兩個RMS值計算的重疊區域可以根據需要進行調整，然后對去除均值的RMS信號進行快速傅立葉變換，可以濾除工頻信號及其諧波和高頻信號，突出有用信號，即轉速峰和極通過頻率峰。
二、電機轉速的測算
2.1 測算方案
如圖1所示，為基于均方根解調獲取感應電機轉速的流程圖。
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圖1 均方根解調獲取感應電機轉速的流程圖
首先以一定的采樣頻率采集電機定子三相電流，采樣時間1-2分鐘，對所采集到的電流信號做快速傅里葉變換，在頻譜上獲取工頻。
然后對三相電流信號分別進行均方根解調，獲得解調頻譜。解調頻譜的具體實現過程如下：
計算工頻周期時間窗口寬度(是取大于的最小整數)，確定合適的滑動點用于在全部數
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