本變頻空調(diào)電機(jī)試驗(yàn)整體解決方案以湖南銀河電氣有限公司的標(biāo)準(zhǔn)化電機(jī)試驗(yàn)站為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)需求。標(biāo)準(zhǔn)化電機(jī)試驗(yàn)站是一種全新的電機(jī)試驗(yàn)整體解決方案，它解決了傳統(tǒng)電機(jī)試驗(yàn)站占地面積大、安裝調(diào)試周期長等缺點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化電機(jī)試驗(yàn)站采用了儀器化的設(shè)計(jì)理念，整個(gè)試驗(yàn)站就是一臺(tái)“大型儀器”，在出廠前就完成了安裝調(diào)試工作，產(chǎn)品到達(dá)用戶現(xiàn)場(chǎng)后只需將電源進(jìn)線和被試品接入本儀器即可開始試驗(yàn)，可以快速便捷的搭建試驗(yàn)臺(tái)。

一變頻空調(diào)電機(jī)試驗(yàn)整體解決方案設(shè)計(jì)依據(jù)

　　GB/T1032-2012     《三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法》
　　GB/T22670-2008    《變頻器供電三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法》
　　GB/T25442-2010    《旋轉(zhuǎn)電機(jī)（牽引電機(jī)除外）確定損耗和效率的試驗(yàn)方法》
　　IEC60034-2-1       《旋轉(zhuǎn)電機(jī)（牽引電機(jī)除外）確定損耗和效率的試驗(yàn)方法》
　　GB/T50054-95      《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》
　　GB 50055-93       《通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》
　　GB/T63-90         《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》
　　GB6738-86         《電測(cè)量指示和記錄儀表及其附件的安全要求》

二變頻空調(diào)電機(jī)試驗(yàn)整體解決方案試驗(yàn)綱領(lǐng)

　　本試驗(yàn)站可完成如下規(guī)格三相異步電動(dòng)機(jī)的型式試驗(yàn)：
　　額定電壓：三相230V/460V/575V
　　額定功率范圍： 750W~5kW
　　頻率范圍：5~100Hz(常用被試設(shè)備額定頻率為50,60Hz)
　　本試驗(yàn)站可完成如下規(guī)格單相交流電動(dòng)機(jī)的部分試驗(yàn)：
　　額定電壓：100V~575V
　　額定功率范圍： ≯750W
　　頻率范圍：5~100Hz(常用被試設(shè)備額定頻率為50,60Hz)
　　本試驗(yàn)站可完成如下規(guī)格直流電動(dòng)機(jī)的部分試驗(yàn)：
　　額定電壓：40V~415V
　　額定功率范圍： ≯750W

三變頻空調(diào)電機(jī)試驗(yàn)整體解決方案技術(shù)方案

　　由于此方案以標(biāo)準(zhǔn)化電機(jī)試驗(yàn)作為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)要求的，標(biāo)準(zhǔn)化電機(jī)試驗(yàn)站采用的是低壓變頻數(shù)字電源(690V)作為試驗(yàn)電源，試驗(yàn)電源采用電機(jī)試驗(yàn)專用變頻電源提升電源的品質(zhì)，使得變頻電源完全滿足并超過國家標(biāo)準(zhǔn)“GB/T 1032-2012  4.2試驗(yàn)電源 ”中的要求。被試機(jī)和陪試機(jī)的電源之間通過直流母線回饋的模式以達(dá)到節(jié)能的目的。試驗(yàn)原理圖如下：

圖1　變頻空調(diào)電機(jī)試驗(yàn)整體解決方案原理圖

本標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)站可完成如下電機(jī)試驗(yàn)：
　　1、1BP與2BP對(duì)拖，采用直接負(fù)載法共直流母線回饋，自動(dòng)完成230V/460V/575V，5KW以下電機(jī)的負(fù)載特性、效率測(cè)試、溫升等試驗(yàn)。
　　2、1BP與2BP單獨(dú)運(yùn)行，自動(dòng)完成230V/460V/575V,5KW以下電機(jī)的空載、堵轉(zhuǎn)等試驗(yàn)。

四變頻空調(diào)電機(jī)試驗(yàn)整體解決方案主要設(shè)備特點(diǎn)及基本參數(shù)

1變頻電源

　　變頻電源是電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的重要組成部分，為被試電機(jī)提供試驗(yàn)電源，其控制精度、穩(wěn)定度及波形品質(zhì)直接影響試驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。本試驗(yàn)臺(tái)變頻電源需滿足如下技術(shù)指標(biāo)。
　　額定容量：2×20KVA；
　　額定電壓：AC380V；
　　額定電流：30A；
?　輸出電壓范圍：0~AC750V（滿足1.25倍額定電壓空載試驗(yàn)要求）；
　　工作頻率：5～150Hz；
　　輸出頻率分辨率：≤0.01Hz；
　　輸出電壓分辨率：≤0.1V；
　　頻率控制精度：0.01%
?　電壓控制精度：±1V
　　輸出波形質(zhì)量：
　　工頻且輸出電壓大于額定電壓的30%時(shí)：諧波因數(shù)（HVF）不超過0.02；
　　工頻且在被試電機(jī)電壓為額定時(shí)：諧波因數(shù)（HVF）不超過0.015；
　　工頻時(shí)：三相電壓系統(tǒng)的負(fù)序分量應(yīng)小于正序分量的0.5% ，且零序分量的影響予以消除；
? 　三相電壓與給定電壓的偏差，穩(wěn)態(tài)時(shí)≤0.5%；測(cè)量期間≤0.2%；輸出電壓分辨率≤0.1V；
? 　頻率與規(guī)定的偏差≤±0.3%，測(cè)量期間頻率的變化量≤±0.1%；輸出頻率分辨率≤0.01Hz；
? 　變頻電源對(duì)電網(wǎng)的諧波污染符合國家有關(guān)部門的有關(guān)規(guī)定。

2電量測(cè)試系統(tǒng)

　　電機(jī)試驗(yàn)電量測(cè)試系統(tǒng)主要為功率分析儀和相關(guān)傳感器，目前一般的功率分析儀的精度標(biāo)稱方式如下：
　　△=±（a%rd+b%fs）                    （1）
　　上式的誤差由兩部分構(gòu)成，第一部分誤差與讀數(shù)相關(guān)，第二部分誤差與量程相關(guān)。表示的實(shí)際上是各讀數(shù)點(diǎn)的絕對(duì)誤差。
　　將上述公式的左右兩側(cè)均除以rd，得到相對(duì)誤差公式如下：
　　ε=±（a%+(fs/rd)×b%）                 （2）
　　以某功率分析儀為例，其精度標(biāo)稱如下：
　　△=±（0.02%rd+0.04%fs）               （3）
　　按照式（2），其相對(duì)誤差如下：
　　ε=±（0.02%+(fs/rd)×0.04%）            （4）
　　在滿量程處，其相對(duì)誤差為±0.06%；
　　在10%量程處（fs/rd=10），其相對(duì)誤差為±0.42%；
　　在1%量程處（fs/rd=100），其相對(duì)誤差為±4.02%。
　　電量測(cè)試系統(tǒng)在本試驗(yàn)臺(tái)在起到測(cè)量和控制雙重作用。要求電量測(cè)試系統(tǒng)在被試電機(jī)試驗(yàn)工況的所有幅值、頻率、功率因數(shù)下均能保證測(cè)試精度。各試驗(yàn)工況下（寬幅值、頻率、功率因數(shù)范圍）測(cè)量精度直接決定試驗(yàn)結(jié)果精度。同時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)作為控制系統(tǒng)的反饋，是實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)高精度、高穩(wěn)定度的前提。一般設(shè)計(jì)廠家往往重視了前者，而忽視了后者。當(dāng)試驗(yàn)電源輸出電壓較低或電流較小時(shí)，系統(tǒng)不能穩(wěn)定的工作，其主要原因就是在該狀態(tài)下，給電源控制系統(tǒng)提供反饋的測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試精度大幅度下降。
　　這就要求電量測(cè)試系統(tǒng)在幅值、頻率、相位方面具有很寬的準(zhǔn)確限值范圍。本試驗(yàn)一臺(tái)電量測(cè)試系統(tǒng)采用湖南銀河電氣有限公司專為電機(jī)尤其是變頻電機(jī)試驗(yàn)測(cè)試研制的WP4000變頻功率分析儀。
　　WP4000變頻功率分析儀包括多種功率單元可選，功率單元選用數(shù)字變送器DT216B，在以下準(zhǔn)確限值范圍內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)稱精度指標(biāo)。
　　電壓準(zhǔn)確限值范圍：5V~1280V；
　　電流準(zhǔn)確限值范圍：0.1 A~32A。
　　配置DT216B的WP4000變頻功率分析儀的詳細(xì)技術(shù)指標(biāo)參見表1。

3分布式測(cè)控系統(tǒng)

　　試驗(yàn)過程中的溫度、轉(zhuǎn)速等非電量參數(shù)的測(cè)量及開關(guān)控制機(jī)狀態(tài)反饋等采用湖南銀河電氣有限公司針對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境應(yīng)用而研制的DMC300分布式測(cè)控系統(tǒng)。
　　DMC300分布式測(cè)控系統(tǒng)包含用于通訊控制的DMC300數(shù)字主機(jī)、DM4022轉(zhuǎn)速/扭矩測(cè)試子站、DM4032溫度測(cè)試子站、DC0404分布式I/O子站。
　　DM4022用于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等輸出機(jī)械功率相關(guān)參數(shù)與輸入電功率相關(guān)參數(shù)的同步測(cè)量。
　　DM4032用于測(cè)量電機(jī)各部位溫度及環(huán)境溫度。
　　DC0404用于控制開關(guān)分合并檢測(cè)開關(guān)狀態(tài)。

4試驗(yàn)軟件

　　《YH異步電機(jī)試驗(yàn)軟件包》根據(jù)異步電機(jī)試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)試驗(yàn)項(xiàng)目，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表生成。用戶在訂貨時(shí)有特殊要求可以定制修改。
　　試驗(yàn)軟件自動(dòng)完成試驗(yàn)報(bào)告，并根據(jù)被試電機(jī)技術(shù)條件給出電機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果，保存試驗(yàn)過程中的記錄，完成試驗(yàn)報(bào)告的存檔、打印。
試驗(yàn)控制軟件人機(jī)界面友好，操作簡(jiǎn)單方便，試驗(yàn)過程中相關(guān)的參量在界面上實(shí)時(shí)反映，多數(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目只需點(diǎn)擊界面上的單個(gè)按鍵即可完成，極大的簡(jiǎn)化了試驗(yàn)操作過程，減少誤操作，提高了試驗(yàn)站工作效率。
　　控制系統(tǒng)和試驗(yàn)控制軟件根據(jù)被試設(shè)備的基本參數(shù)自動(dòng)設(shè)置系統(tǒng)的各運(yùn)行參數(shù)，能夠靈活快捷的進(jìn)行各種電機(jī)及水泵試驗(yàn)。
　　控制系統(tǒng)和試驗(yàn)控制軟件可擴(kuò)充性強(qiáng)，在需要進(jìn)行新的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，可以通過軟件升級(jí)解決。對(duì)某些特殊需要的非標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)項(xiàng)目，可定制升級(jí)。
　　絕緣電阻的測(cè)定：    (買方自備絕緣電阻儀，人工試驗(yàn)、手工輸入)
　　冷態(tài)直流電阻的測(cè)定：(買方自備直流電阻儀, 人工試驗(yàn)、手工輸入)
　　空載試驗(yàn)：         （自動(dòng)完成）
　　堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)：         （人工輸入堵轉(zhuǎn)電流倍數(shù)，自動(dòng)完成）
　　低頻堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)：     （人工輸入堵轉(zhuǎn)電流倍數(shù)，自動(dòng)完成）
　　負(fù)載試驗(yàn)：         （自動(dòng)完成）
　　效率的確定：按照GB1032-2012“三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法”規(guī)定的A、B、E、E1、F1、G1、H法,共七種；（自動(dòng)完成）。
　　變頻電機(jī)的工作特性試驗(yàn)：（自動(dòng)完成）
　　溫升試驗(yàn)包括：
　　直接負(fù)載法：對(duì)拖法(自動(dòng)完成）
　　等效負(fù)載法：降低電壓負(fù)載法、降低電流負(fù)載法、定子疊頻法。 （自動(dòng)完成）
　　最大轉(zhuǎn)矩的測(cè)定：（自動(dòng)完成）
　　最小轉(zhuǎn)矩的測(cè)定：（自動(dòng)完成）
　　T-N曲線的測(cè)定：（自動(dòng)完成）
　　包括：正向、反向曲線。加載時(shí)，最低轉(zhuǎn)速應(yīng)＜2%Ne。
　　過電流試驗(yàn)：   （自動(dòng)完成，以數(shù)字電源輸出最大電流為限）
　　過轉(zhuǎn)矩試驗(yàn)：   （自動(dòng)完成，以數(shù)字電源輸出最大電流為限）
　　超速試驗(yàn)：     （自動(dòng)完成）
　　耐壓試驗(yàn)：      (買方自備耐壓設(shè)備,人工完成，手動(dòng)輸入)
　　短時(shí)升高電壓試驗(yàn)：（自動(dòng)完成）

5自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)

　　自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)是實(shí)現(xiàn)電機(jī)試驗(yàn)的操作和控制平臺(tái)，其系統(tǒng)控制、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理、試驗(yàn)報(bào)告的生成和保存等功能均在自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)完成。它由上位機(jī)、試驗(yàn)軟件、打印機(jī)、PLC控制系統(tǒng)、WP4000變頻功率分析儀等設(shè)備組成。能完成方案設(shè)計(jì)的所有試驗(yàn)項(xiàng)目，提供友好的人機(jī)界面。

6試驗(yàn)過程控制

　　電機(jī)試驗(yàn)由自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)、計(jì)算機(jī)、PLC（含試驗(yàn)控制軟件）系統(tǒng)、變頻數(shù)字電源、寬帶測(cè)量系統(tǒng)、開關(guān)柜等試驗(yàn)設(shè)備對(duì)被試電機(jī)按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行各試驗(yàn)項(xiàng)的試驗(yàn)。自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目要求，設(shè)定被試電機(jī)試驗(yàn)參量，寬帶測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量被試電機(jī)的電參量，試驗(yàn)控制軟件根據(jù)設(shè)定的條件對(duì)數(shù)字電源進(jìn)行閉環(huán)或開環(huán)控制，自動(dòng)或手動(dòng)完成項(xiàng)目試驗(yàn)。
　　根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目要求，應(yīng)自動(dòng)完成被試電機(jī)的電參量等試驗(yàn)的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集及處理，獲得試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)結(jié)果，自動(dòng)生成試驗(yàn)報(bào)告并打印。

7系統(tǒng)的監(jiān)視與保護(hù)

　　采用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字電源及測(cè)量系統(tǒng)的主要參數(shù)、試驗(yàn)系統(tǒng)的開關(guān)狀態(tài)等實(shí)施實(shí)時(shí)在線監(jiān)視。試驗(yàn)人員可通過電腦屏幕實(shí)時(shí)了解整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的主要參數(shù)，例如：試驗(yàn)電壓、頻率、負(fù)載電流、負(fù)載功率等信息。各重要參數(shù)達(dá)到一定值則報(bào)警、超過設(shè)定值則自動(dòng)停機(jī)保護(hù)。

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　　電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)控整體解決方案
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