在高速和超高速運(yùn)行情況下，高速變頻電機(jī)的測試至關(guān)重要

高速變頻電機(jī)是指轉(zhuǎn)速超過10000r/min，一般都是幾萬轉(zhuǎn)甚至達(dá)到十幾萬轉(zhuǎn)，電機(jī)輸入基波頻率范圍達(dá)到1000Hz甚至更高，極數(shù)基本為2級。高速電機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、相對尺寸小、功率密度大、效率高等顯著優(yōu)點(diǎn)，在空調(diào)或冰箱的離心式壓縮機(jī)、儲(chǔ)能飛輪、紡織、高速磨床等諸多場合具有較多應(yīng)用，在電動(dòng)汽車、分布式發(fā)電系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用前景。在高速和超高速運(yùn)行情況下，電機(jī)的運(yùn)行特性與常規(guī)電機(jī)有很大的不同，對高速電機(jī)進(jìn)行相關(guān)測試是至關(guān)重要的。

高速電機(jī)測試內(nèi)容

1、高速電機(jī)效率測試

高速電機(jī)功率密度高，但是單位體積內(nèi)的損耗也大，尤其是轉(zhuǎn)子的風(fēng)磨損耗和渦流損耗是一般電機(jī)的數(shù)十倍。通過電機(jī)的輸入電量測量(包括電壓，電流，功率、功率因數(shù)等)、輸出量測量(轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩，功率等)、勵(lì)磁測量等得到高速電機(jī)的效率。通過高速電機(jī)效率測試，從而分析高速電機(jī)的相關(guān)損耗，是高速電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、改善機(jī)械特性、提高散熱能力、減小損耗的關(guān)鍵。

2、高速電機(jī)供電系統(tǒng)監(jiān)測

高速電機(jī)一般采用變頻器供電，對于供電系統(tǒng)的基波頻率、諧波分量十分敏感。變頻器輸出的電壓波形是PWM波，除了基波外，還包含大量的整數(shù)倍載波頻率的高次諧波，會(huì)給高速電機(jī)帶來高頻附加損耗，所以對供電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及可靠性監(jiān)測是十分必要的。

高速電機(jī)測試關(guān)鍵要求：

1、為了準(zhǔn)確獲得電機(jī)的效率，必須要求確保電機(jī)輸入電功率與電機(jī)輸出軸功率嚴(yán)格同步測量。

2、必須滿足變頻器輸出PWM波的基波電壓、基波頻率、諧波分析等的測量需要。

3、傳感器及測試儀器組成的測試系統(tǒng)，整體精度必須達(dá)到0.2級。

4、由于高速電機(jī)的空載試驗(yàn)時(shí)功率因數(shù)低于0.2，所以測試系統(tǒng)的角差指標(biāo)，必須滿足低功率因數(shù)條件下功率測量精度的要求。

5、高速電機(jī)的測試現(xiàn)場一般電磁環(huán)境復(fù)雜，測試系統(tǒng)必須擁有強(qiáng)的抗電磁干擾能力。

高速電機(jī)測試解決方案

本測試系統(tǒng)采用廣州致遠(yuǎn)電子研制的PA8000功率分析儀，致遠(yuǎn)公司PA系列功率分析儀能夠執(zhí)行最多6個(gè)功率輸入的測量，通過測量變頻器輸入輸出的電功率和機(jī)械功率，可準(zhǔn)確評估變頻器的效率、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電能和機(jī)械之間的轉(zhuǎn)換功率。同時(shí)，通過詳盡的頻譜分析和動(dòng)態(tài)扭矩計(jì)算，PA功率分析儀可準(zhǔn)確測量出由變頻器引起的開關(guān)損耗，并且能夠全面評估高頻下的扭矩瞬態(tài)和諧波。

高速電機(jī)測試系統(tǒng)構(gòu)成框圖，如下圖所示。

本測試選用PA8000功率分析儀具有行業(yè)標(biāo)桿最高精度0.01%，完全滿足高速電機(jī)測試需求；同時(shí)具有高采樣率與寬帶相結(jié)合的特點(diǎn)，可選擇多通道的電機(jī)輸入單元，采樣率高達(dá)2MS/s，并且獨(dú)家含有錄波功能，可以完整的分析電機(jī)的啟動(dòng)波形，可用于測量電機(jī)起動(dòng)與負(fù)載變化過程中的瞬時(shí)電壓、電流、功率及相關(guān)的曲線波形，評估電機(jī)起動(dòng)與負(fù)載變化特性，可幫助用戶查找異常波形，定位錯(cuò)誤細(xì)節(jié)。適用于科研與認(rèn)證機(jī)構(gòu)。