[实用新型]一种交流电力测功机系统

说明书

技术领域

本新型涉及变频器、交流异步电动机及其配套系统在功率测试领域的应用，它涉及到交流电机矢量控制理论，直接转矩控制和内燃机测试的相关技术。

背景技术

一直以来旋转机械如内燃机、电动机的功率测量大都采用水涡流和电涡流测功机系统进行测量。但水力、电涡流测功机的基本原理是将原动机产生的机械能转化成热能由水冷却后把热量带走，原动机发出的能量不能回收，浪费了能源。另外水涡流和电涡流测功机都只能起加载的作用，不可以倒拖原动机。难以实现全方位的试验检测。第三水涡流和电涡流测功机都存在相当的转动惯量，惯性大，难以满足越来越快的动态性能测试要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种交流电力测功机系统，由变频器和变频电机组成的交流异步电机等构成，其基本原理是把交流电力测功机作为动力机械试验的负载，运用直接转矩控制技术对电力测功机进行转矩控制。

本实用新型为解决上述技术问题的不足而采用的技术方案是：一种交流电力测功机系统，由上位机、采集箱、单片机测控单元、电源伺服单元、油门执行机构、旋转式动力机构、变频器、操作控制设定单元和测功机主机组成，采集箱与上位机相连，上位机通过RS232接口与单片机测控单元相连，上位机通过RS485接口与变频器相连，单片机测控单元的信号输出端通过油门执行机构与旋转式动力机构连接，旋转式动力机构与测功机主机连接，测功机主机中的转矩传感器的信号输出端与单片机测控单元连接，测功机主机中的编码器的信号输出端与变频器连接，变频器的控制信号输入端和控制信号输出端分别与单片机测控单元和测功机主机连接，变频器的测量信号输出端通过操作控制设定单元连接至单片机测控单元。

本实用新型所述采集箱包括集线箱、高温传感器、压力传感器和低温传感器。

本实用新型的有益效果是：

1、运用矢量控制技术，借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩，能对异步电动机进行转矩控制，实现测功机功能。

2、作电力测功机时能处于发电状态，通过一定的装置将电能送回电网。

3、由于异步电动机的控制结构简单，控制信号处理的物理概念明确，系统的转矩响应迅速而无超调，具有高静、动态性能。

4、有节能环保，惯性低，动态特性好、承载能力强、能把原动机产生的机械能转化为电能回馈到内部电网，供其它设备使用。无需水冷油冷装置；调节方便；设备简单，占地少，惯性低，没有换向器的影响，能适用于高速运行；能够从零转速至额定转速实现恒扭矩特性，额定转速至最高转速实现恒功率特性；方便的实现双向加载，且可以作为动力拖动原动机。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的采集箱的结构示意图；

图中：1、上位机，2、采集箱，3、单片机测控单元，4、电源伺服单元，5、油门执行机构，6、旋转式动力机构，7、测功机主机，8、高温传感器，9、压力传感器，10、低温传感器，11、集线箱，12、RS232接口，13、RS485接口，14、操作控制设定单元、15、变频器。

具体实施方式

如图所示，一种交流电力测功机系统，由上位机1、采集箱2、单片机测控单元3、电源伺服单元4、油门执行机构5、旋转式动力机构6、变频器15、操作控制设定单元14和测功机主机7组成，采集箱2与上位机1相连，上位机1通过RS232接口12与单片机测控单元3相连，上位机1通过RS485接口13与变频器15相连，单片机测控单元3的信号输出端通过油门执行机构5与旋转式动力机构6连接，旋转式动力机构6与测功机主机7连接，测功机主机7中的转矩传感器的信号输出端与单片机测控单元3连接，测功机主机7中的编码器的信号输出端与变频器15连接，变频器15的控制信号输入端和控制信号输出端分别与单片机测控单元3和测功机主机7连接，变频器15的测量信号输出端通过操作控制设定单元14连接至单片机测控单元3。

所述采集箱2包括集线箱11、高温传感器8、压力传感器9和低温传感器10，对压力、高温、低温实时参数进行采集、A/D变换、通过RS485将采集的信号的以串行方式送给上位机进行处理、显示。

所述的变频器连接有电网，能将原动机产生的机械能转化为电能回馈到内部电网，供其它设备使用。

所述的变频器15选用PowerFlex700型变频器，PowerFlex700在有编码器反馈的系统中调节精度可达基本速度的0.001%，该变频器集成有再生模块和先进的线性过滤器，能进行电能反馈，集成有智能电源模块的IGBT整流桥，进行转子矢量控制，能使电机转轴扭矩上升反应时间1ms。