高速變頻電機測試解決方案

高速變頻電機是指轉速超過10000r/min，一般都是幾萬轉甚至達到十幾萬轉，電機輸入基波頻率范圍達到1000Hz甚至更高，極數基本為2級。　　高速電機具有轉速高、相對尺寸小、功率密度大、效率高等顯著優點，在空調或冰箱的離心式壓縮機、儲能飛輪、紡織、高速磨床等諸多場合具有較多應用，在電動汽車、分布式發電系統中具有廣闊的應用前景。　　在高速和超高速運行情況下，電機的運行特性與常規電機有很大的不同，對高速電機進行相關測試是至關重要的。一、高速電機測試內容1、高速電機效率測試　　高速電機功率密度高，但是單位體積內的損耗也大，尤其是轉子的風磨損耗和渦流損耗是一般電機的數十倍。通過電機的輸入電量測量(包括電壓，電流，功率、功率因數等)、輸出量測量(轉速，轉矩，功率等)、勵磁測量等得到高速電機的效率。通過高速電機效率測試，從而分析高速電機的相關損耗，是高速電機的結構設計、改善機械特性、提高散熱能力、減小損耗的關鍵。2高速電機供電系統監測　　2、高速電機一般采用變頻器供電，對于供電系統的基波頻率、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，還包含大量的整數倍載波頻率的高次諧波，會給高速電機帶來高頻附加損耗，所以對供電系統運行狀態及可靠性監測是十分必要的。二、高速電機測試關鍵要求　　1、為了準確獲得電機的效率，必須要求確保電機輸入電功率與電機輸出軸功率嚴格同步測量。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，整體精度必須達到0.2級。　　4、由于高速電機的空載試驗時功率因數低于0.2，所以測試系統的角差指標，必須滿足低功率因數條件下功率測量精度的要求。　　5、高速電機的測試現場一般電磁環境復雜，測試系統必須擁有強的抗電磁干擾能力。三、高速電機測試解決方案　　本測試系統采用銀河電氣研制的WP4000變頻功率分析儀，功率單元選用SP系列變頻功率傳感器測量電參數，采用DM4022頻率測試子站采集扭矩轉速傳感器的信號，SP變頻功率傳感器、DM4022通過光纖與WP4000變頻功率分析儀相連。高速電機測試系統構成框圖，如圖1所示。　　WP4000變頻功率分析儀、SP變頻功率傳感器均采用前端數字化技術，完全避免了復雜電磁環境下傳輸環節本身的衰減和干擾，同時截斷了傳感器的最重要的干擾傳播途徑，增強了傳感器和系統的電磁兼容性能。　　WP4000變頻功率分析儀每個功率單元擁有獨立的同步源， 200KHz的采樣頻率同步采集所有參數，確保了電機輸入、輸出功率的同步測量，擁有100KHz的有效帶寬，滿足PWM波的諧波分析需求。　　SP系列變頻功率傳感器(B型)，電壓、電流準確度為讀數的0.1%，在功率因數0.05~1范圍內，保持功率準確度為讀數的0.2%，滿足高速電機測試的需求。

關鍵詞： 高速變頻電機測