請款流程新版

變頻器的實驗與測試探討

收藏此信息打印該信息添加：用戶發(fā)布來源：\o"中國機電網(wǎng)"未知

交流變頻調(diào)速是集電力電子、自動控制、微電子學和電機學等技術(shù)之精華的一項高新技術(shù)，自問世以來倍受矚目。它以優(yōu)異的調(diào)速性能、顯著的節(jié)電效果和廣泛的合用性而被國內(nèi)外公認為世界上最抱負的電氣傳動方案。技術(shù)的發(fā)展生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，直流拖動的薄弱環(huán)節(jié)逐步顯露出來。由于換向器的存在，直流電機的維護量加大，單機容量等都受到限制。人們開始轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)簡樸、維護方便的異步電動機。但異步電動機的調(diào)速性能難以滿足生產(chǎn)的需要。20世紀60年代以后，電力電子技術(shù)、控制技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，使得交流調(diào)速性能可以與直流調(diào)速媲美。目前，交流調(diào)速已進入逐步代替直流調(diào)速的時代。變頻調(diào)速的控制方式經(jīng)歷了脈寬調(diào)制變壓變頻(PWM—VVVF)、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等技術(shù)的發(fā)展歷程，在控制精度、控制算法的復(fù)雜度、通用性等方面得到很大提高。最新的技術(shù)是矩陣式交-交變頻，省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價格貴的電解電容。它能實現(xiàn)功率因數(shù)為1，輸入電流為正弦且能四象限運營，系統(tǒng)的功率密度大。變頻器的實驗規(guī)定目前，已制訂了6項電氣傳動調(diào)速系統(tǒng)的國家及行業(yè)標準：GB/T3886.1-2023、JB/T10251-2023、GB/T12668.1-2023、GB/T12668.2-2023、GB/12668.3-2023、GB/T12668.4。此外，GB/12668.5、GB/12668.6正在進行最后階段的審批。變頻器的實驗類型涉及型式實驗、出廠實驗、抽樣實驗、選擇實驗、車間實驗、驗收實驗、現(xiàn)場調(diào)試實驗、目擊實驗等。

電氣實驗方面重要是測量變頻器的輸入、輸出值，涉及：

1）輸入值：額定輸入電壓、額定輸入電流、額定容量、有功功率、功率因數(shù)、輸入各次諧波、輸入總失真度。

2）輸出值：最大額定輸出電壓、額定連續(xù)電流、額定功率、頻率范圍、過載能力（過載能力合用于額定的轉(zhuǎn)速范圍）、輸出各次諧波、輸出總失真度。

3）效率：在設(shè)計的頻率范圍內(nèi)，各個頻率下的效率。變頻器的測量與儀器1、測量儀器儀表簡介

目前常見的測量儀表很多，這里介紹幾種常見的儀表。

1)動鐵式儀表：

這種儀表測量的是有效值，它的值由固定線圈磁場與其內(nèi)可動鐵之間互相作用的電磁力所擬定的偏轉(zhuǎn)角度而擬定。讀數(shù)誤差由動鐵的磁飽和以及諧波對線圈內(nèi)電感的影響引起。儀表精度一般為0.5級。

2)整流式儀表：交流電流經(jīng)整流然后作用于動圈式直流表，按交流電流的有效值擬定刻度，其有效值是由整流平均值乘以波形系數(shù)求出的。該種儀表基本用于測量正弦電流波形，在測量非正弦電流的波形時，應(yīng)注意波形系數(shù)。典型的儀表精度是1.0級。

3)熱電式儀表：

溫升與測量電流產(chǎn)生的熱量成正比，溫升被熱電偶轉(zhuǎn)換為直流電動力，其電流有效值由直流毫伏表指示。

4)電動式儀表

：

電流指示值具有均勻的刻度，其指針偏轉(zhuǎn)角度等于兩個線圈間的力，它的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Im×IF×dT／dq）電流IF是與負載串聯(lián)的固定線圈內(nèi)的電流Im正比于動圈中的電壓。典型精度為0.5級。

5)諧波分析儀：

目前最常用的變頻器主電路一般為交-直-交組成。在整流回路中接有大電容，輸入電流的波形不是正弦波；在逆變輸出回路中輸出電壓信號是受PWM載波信號調(diào)制的脈沖波形。其他類型的變頻器與此類似，輸入、輸出都不是標準的正弦波，有較多的高次諧波含量，因此，在測量儀器的選擇上與傳統(tǒng)的測量有所不同。目前，特別適于變頻器測量的儀器是諧波分析儀，重要有日本橫河（YOKOGAWA）的WT系列諧波分析儀，如WT1600、WT3000等。這類產(chǎn)品不僅可以測量基本的電參數(shù)，并且針對變頻器做了一些特殊設(shè)計：如測量模塊比較多，可以同時測量輸入、輸出參數(shù)，進行諧波分析，測量真功率因數(shù)；帶寬比較寬，可以從DC到1MHz，精度一般可以達成0.15級或0.02級；顯示方便，可以顯示數(shù)值、波形、諧波柱狀圖等；可以測量變頻器驅(qū)動的電機的機械輸出，如電機轉(zhuǎn)速、扭矩等，這樣可以更方便的測量變頻器的驅(qū)動能力及驅(qū)動效果?？梢哉f，一臺WT諧波分析儀可以替代一堆傳統(tǒng)儀表，保證測試的高效和準確。2、變頻器測試

對變頻器進行測試的電路如圖1所示，這是一個完整的變頻器測試方案，涉及三相電源輸入、三相輸出、驅(qū)動電機的機械輸出（轉(zhuǎn)速、扭矩）等。假如被測的變頻器功率較大，輸入、輸出電流超過了儀器的量程，就需要在電流的測量回路里接入CT（電流互感器），把被測電流轉(zhuǎn)變成儀器的測量量程內(nèi)。測試電路里的諧波分析儀是橫河公司的WT1600數(shù)字功率計。該儀器有6個模塊，可以同時輸入6路電壓、6路電流；同時有電機測試模塊，可以測量電機的轉(zhuǎn)速、扭矩等。一臺WT1600不僅可以測量變頻器的輸入、輸出參數(shù)，還可以測量電機的扭矩、轉(zhuǎn)速、滑差、機械輸出功率，以及電機效率變頻器效率等。1）輸入側(cè)的測量

變頻器輸入電源是50Hz交流電源，但是由于變頻器的輸入側(cè)是整流電路，電流的波形一般不是標準的正弦波。典型的輸入波形如圖2。傳統(tǒng)的有功功率的計算公式為：

P＝Urms×Irms×cosφ

式中：

P：有功功率；Urms：電壓有效值；Irms：電流有效值；φ：電壓電流夾角。

但是，變頻器的輸入電流涉及高次諧波，很難測量出相位角。

橫河的WT1600等WT系列的諧波分析儀使用了數(shù)字采樣方法，對指定的有效采樣周期內(nèi)獲取的瞬時波形數(shù)據(jù)的總和進行平均?？偤陀蓸颖緮?shù)N平均，得出一個功率值，如圖3。有功功率計算公式為：式中：

u(t):時刻“t”的電壓瞬時值；i(t)：時刻“t”的電流瞬時值；Δt:采樣時間間隔；N：總采樣樣本數(shù)。

這樣，不需要測量電壓電流夾角，就可以計算出有功功率。

相應(yīng)的，功率因數(shù)PF＝P/S＝P/(Urms*Irms)

式中：

S：視在功率

同時，諧波分析儀測量波形進行諧波分析，計算出電壓畸變率、電流畸變率等，然后對系統(tǒng)進行綜合分析判斷。

電壓總的畸變率Uthd：式中：

U（1）：基波電壓；U（k）：k次諧波電壓；max：最大諧波次數(shù)

電流的總畸變率Ithd：式中：

1）：基波電流；I（k）：k次諧波電流；max：最大諧波次數(shù)

2）輸出側(cè)的測量

變頻器的輸出波形見圖4，是頻率可變的信號，具有較多的高次諧波。而電動機轉(zhuǎn)矩重要依賴于基波電壓有效值，因此，需要測量的電壓值或者說一般變頻器的額定電壓值是指基波有效值。對PWM類型的變頻器來說，PWM電壓的整流平均值正比于其輸出電壓基波有效值。如日本電機學會(JEMA)規(guī)定：使用平均整流方法計算有效值，由于該值更合適地反映了驅(qū)動電機的輸出轉(zhuǎn)矩。橫河WT1600等WT系列諧波分析儀，可以同時測量有效值、整流平均值等數(shù)值，用戶可以根據(jù)需要進行方便的選擇。

變頻器的效率為：式中：

h：變頻器效率ΣPout：變頻器輸出有功功率；ΣPin：變頻器輸入有功功率。

WT1600還可以測量電機的機械輸出，可測量電機的速度和扭矩傳感器的輸出，然后計算扭矩、旋轉(zhuǎn)速度、機械功率、同步速度、滑差等，實現(xiàn)在一臺儀器上測量電機效率與總效率。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，對測量也提出了更高的規(guī)定。測量儀表廠家根據(jù)變頻器的發(fā)展和需求不斷推出新產(chǎn)品，滿足了測試的需求。目前，變頻技術(shù)的日益復(fù)雜化，一些非標準的正弦調(diào)制PWM波形的出現(xiàn)，經(jīng)常發(fā)生輸出電壓的整流平均值與基波有效值不相等的情況。針對這種情況，橫河公司推出WT系列最新型號WT3000產(chǎn)品，在不改變測量模式的情況下，改善了設(shè)計，使其可以同時測量常規(guī)項目，如整流有效值以及諧波有效值等，用戶可以自己對數(shù)據(jù)進行對比。產(chǎn)品與測量手段是相輔相成并互相促進的，兩者會隨著技術(shù)的發(fā)展不斷推陳出新。外商投資先進技術(shù)公司的確認1、確認依據(jù)《關(guān)于確認和考核外商投資的產(chǎn)品出口公司和先進技術(shù)公司的實行辦法》等。2、確認條件（1）屬于國家鼓勵外商投資的生產(chǎn)性項目；（2）采用國際先進和合用的工藝、技術(shù)和設(shè)備；（3）生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)性能處在國內(nèi)領(lǐng)先地位。（4）生產(chǎn)的產(chǎn)品為有形產(chǎn)品。注：如屬從事高新技術(shù)開發(fā)的公司，雖不生產(chǎn)有形產(chǎn)品，也可申報確認為先進技術(shù)公司。3、確認程序（1）凡符合“先進技術(shù)公司”的外商投資公司，在其投產(chǎn)6個月后，即可向省級商務(wù)部門申請確認“先進技術(shù)公司”，領(lǐng)取有關(guān)申請表格；（2）備齊申報材料并經(jīng)本地審批機關(guān)初審；（3）初審合格后，本地審批機關(guān)行文報審機關(guān)；（4）審批機關(guān)將協(xié)議與有關(guān)部門進行進一步的審核后,頒布文獻及證書。注：除審批機關(guān)認為有必要復(fù)核外，先進技術(shù)公司可不進行逐年考核。4、需報材料（1）先進技術(shù)公司確認申請書；（2）項目可