專利名稱：一種變頻電機(jī)試驗(yàn)用動(dòng)態(tài)負(fù)載裝置及模擬方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變頻電機(jī)的負(fù)載模擬裝置及模擬方法，模擬不同轉(zhuǎn)矩類型的負(fù)載，屬于電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于變頻電機(jī)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行一般是帶負(fù)載狀態(tài)，因此變頻電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)，不僅要試驗(yàn)變頻電機(jī)的空載動(dòng)態(tài)性能，更重要的是測(cè)試變頻電機(jī)的負(fù)載動(dòng)態(tài)性能，負(fù)載類型眾多，因此必須對(duì)在試驗(yàn)時(shí)模擬負(fù)載，才能真正測(cè)試出變頻電機(jī)在真實(shí)負(fù)載下的動(dòng)態(tài)性能。常見的負(fù)載類型有4種:恒功率、恒轉(zhuǎn)矩、平方轉(zhuǎn)矩和線性負(fù)載，實(shí)際應(yīng)用中，傳送帶、攪拌機(jī)、提升機(jī)等屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載；機(jī)床主軸、軋機(jī)、卷繞機(jī)等屬于恒功率負(fù)載；風(fēng)機(jī)、水泵等屬于平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載；拉絲機(jī)，紡織機(jī)等屬于線性負(fù)載。不同應(yīng)用場(chǎng)合中，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系式為IY = KXnm,其中，IY為負(fù)載轉(zhuǎn)矩；K為負(fù)載系數(shù)；η為負(fù)載轉(zhuǎn)速。四種類型負(fù)載的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速曲線如

圖1所示，在圖1中，曲線A為恒功率負(fù)載，此時(shí)，m = -1，在調(diào)速范圍內(nèi)，功率恒定，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比關(guān)系；曲線B為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，此時(shí)，m = 0，在調(diào)速范圍內(nèi)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩保持轉(zhuǎn)矩恒定；曲線C為線性負(fù)載，此時(shí)，m= 1，在調(diào)速范圍內(nèi)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的增加而線性增加；曲線D為平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，此時(shí)，m = 2，在調(diào)速范圍內(nèi)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成平方遞增關(guān)系?，F(xiàn)有的變頻電機(jī)負(fù)載試驗(yàn)系統(tǒng)如圖2所示，其只能設(shè)定單一的轉(zhuǎn)矩類型來(lái)進(jìn)行變頻電機(jī)的負(fù)載性能測(cè)試。為了滿足不同場(chǎng)合的變頻電機(jī)動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)要求，電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)必須測(cè)試電機(jī)在不同負(fù)載下的動(dòng)態(tài)性能測(cè)試，因而如何模擬不同轉(zhuǎn)矩類型動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)的負(fù)載成為測(cè)試系統(tǒng)必 須解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于變頻電機(jī)的負(fù)載動(dòng)態(tài)性能測(cè)試的負(fù)載設(shè)備，在保證其試驗(yàn)?zāi)芰Φ那疤嵯?，能夠模擬不同轉(zhuǎn)矩類型的負(fù)載，提高系統(tǒng)性能。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種采用上述負(fù)載設(shè)備的模擬方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案是提供了一種變頻電機(jī)試驗(yàn)用動(dòng)態(tài)負(fù)載裝置，其特征在于，包括:異步電機(jī)，與被試電機(jī)同軸連接，采用電壓/頻率控制模式，用于模擬不同負(fù)載類型的轉(zhuǎn)矩特性；轉(zhuǎn)速傳感器，連接在異步電機(jī)及被試電機(jī)的軸上，用于獲取異步電機(jī)及被試電機(jī)的轉(zhuǎn)速；控制器，根據(jù)從轉(zhuǎn)速傳感器獲得的轉(zhuǎn)速信息根據(jù)當(dāng)前的負(fù)載類型所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速關(guān)系得到使得異步電機(jī)輸出與該轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩所需要的電壓和頻率，控制變頻器向異步電機(jī)輸出該電壓和頻率。本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是提供了一種采用上述的變頻電機(jī)試驗(yàn)用動(dòng)態(tài)負(fù)載裝置的負(fù)載模擬方法，其特征在于，步驟為:第一步、控制器通過轉(zhuǎn)速傳感器獲取異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速η,通過公式T1j = KXnm計(jì)算得到所需模擬的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Υ，其中，K為負(fù)載系數(shù)，當(dāng)所需模擬的負(fù)載為恒功率負(fù)載時(shí)，m=-1，當(dāng)所需模擬的負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，m = 0，當(dāng)所需模擬的負(fù)載為平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，m=I，當(dāng)所需模擬的負(fù)載為線性負(fù)載時(shí)，m = 2 ；第二步、根據(jù)異步電機(jī)在不同頻率時(shí)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速曲線求取與當(dāng)前負(fù)載轉(zhuǎn)矩IY及
轉(zhuǎn)速η所對(duì)應(yīng)的頻率f，再根據(jù)
權(quán)利要求
1.一種變頻電機(jī)試驗(yàn)用動(dòng)態(tài)負(fù)載裝置，其特征在于，包括: 異步電機(jī)，與被試電機(jī)同軸連接，采用電壓/頻率控制模式，用于模擬不同負(fù)載類型的轉(zhuǎn)矩特性； 轉(zhuǎn)速傳感器，連接在異步電機(jī)及被試電機(jī)的軸上，用于獲取異步電機(jī)及被試電機(jī)的轉(zhuǎn)速； 控制器，根據(jù)從轉(zhuǎn)速傳感器獲得的轉(zhuǎn)速信息根據(jù)當(dāng)前的負(fù)載類型所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速關(guān)系得到使得異步電機(jī)輸出與該轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩所需要的電壓和頻率，控制變頻器向異步電機(jī)輸出該電壓和頻率。
2.一種采用如權(quán)利要求1所述的變頻電機(jī)試驗(yàn)用動(dòng)態(tài)負(fù)載裝置的負(fù)載模擬方法，其特征在于，步驟為: 第一步、控制器通過轉(zhuǎn)速傳感器獲取異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速n，通過公式I； = KXn1Hf算得到所需模擬的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Υ，其中，K為負(fù)載系數(shù)，當(dāng)所需模擬的負(fù)載為恒功率負(fù)載時(shí)，m = -1,當(dāng)所需模擬的負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，m = O,當(dāng)所需模擬的負(fù)載為平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，m = I,當(dāng)所需模擬的負(fù)載為線性負(fù)載時(shí)，m = 2 ； 第二步、根據(jù)異步電機(jī)在不同頻率時(shí)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速曲線求取與當(dāng)前負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Υ及轉(zhuǎn)速η所對(duì)應(yīng)的頻率f，再根據(jù)
全文摘要
本發(fā)明提供了一種變頻電機(jī)試驗(yàn)用動(dòng)態(tài)負(fù)載裝置，其特征在于，包括異步電機(jī)，與被試電機(jī)同軸連接，采用電壓/頻率控制模式，用于模擬不同負(fù)載類型的轉(zhuǎn)矩特性；轉(zhuǎn)速傳感器，連接在異步電機(jī)及被試電機(jī)的軸上，用于獲取異步電機(jī)及被試電機(jī)的轉(zhuǎn)速；控制器，根據(jù)從轉(zhuǎn)速傳感器獲得的轉(zhuǎn)速信息根據(jù)當(dāng)前的負(fù)載類型所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速關(guān)系得到使得異步電機(jī)輸出與該轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩所需要的電壓和頻率。本發(fā)明還提供了一種負(fù)載模擬方法。本發(fā)明能夠模擬不同的負(fù)載類型，使變頻電機(jī)在試驗(yàn)時(shí)可按照用途，加載不同類型的負(fù)載進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)，比如加速性能試驗(yàn)、減速性能試驗(yàn)、啟動(dòng)性能試驗(yàn)等，保證變頻電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能測(cè)試完全在實(shí)際負(fù)載情況下進(jìn)行。
文檔編號(hào)G01R31/34GK103235259SQ20131012562
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者馮東升, 徐靜, 楊躍農(nóng) 申請(qǐng)人:上海電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程技術(shù)研究中心有限公司, 上海格立特電力電子有限公司, 上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司