الدينامومتر الكهربائي هو جهاز اختبار شامل لاختبار أداء مختلف آلات الطاقة. يُستخدم بشكل رئيسي لاختبار طاقة دخل المراوح، ومضخات المياه، ونواقل الحركة الهيدروليكية أو التروسية، ويمكن استخدامه أيضًا لاختبار طاقة خرج المحركات. إنه جهاز اختبار عالي الأداء وفعال للغاية (يعمل في ظروف توليد الطاقة الكهربائية والكهربائية). يتصل محوريًا بالمحرك المختبر عبر موصل عمود، ويُستخدم لمحاكاة حمل المحرك المختبر والتحكم فيه، وقياس معلمات مثل عزم الدوران، والسرعة، والتيار، والجهد، والقدرة، والكفاءة، وغيرها. كما يُستخدم في مشاريع اختبار الطاقة الخاصة الأخرى، مثل اختبارات السلامة، وتجارب اختبار التوازن الديناميكي، وغيرها.
حالة تطبيقية لجهاز تغذية راجعة لمقوم PFA في صناعة الدينامومتر
تحليل مخطط نظام التحكم في الدينامومتر الحالي:
الخيار الأول:
استُخدمت آلة ABB وSiemens المتكاملة ذات التغذية الراجعة المتغيرة للتردد (محوّل تردد رباعي الأرباع) لتلبية متطلبات تشغيل مقياس القوة. يتميز هذا النوع من الحلول بسعره المرتفع، ودقة عزمه الممتازة، ودقة سرعته الثابتة.
الخيار الثاني:
استخدام محولات تردد متجهة عادية من ABB وSiemens مع نظام جهاز تغذية راجعة لتقويم PFA لتلبية متطلبات تشغيل الدينامومتر. يدمج هذا النوع من الحلول المزايا الشاملة لخوارزميات متجهات محولات التردد من ABB وSiemens، كما أن دقة عزم الدوران ودقة السرعة الثابتة تلبيان تمامًا متطلبات دقة الدينامومتر. من ناحية أخرى، يتميز استخدام جهاز تغذية راجعة لتقويم PFA بفعالية أعلى من حيث التكلفة، ويعيد تغذية طاقة محرك الاختبار المصاحب في حالة توليد الطاقة إلى الشبكة الكهربائية بثبات، مع توافقيات تيار <5% وتوافقيات جهد <1%.
الخيار الثالث:
تتمتع محولات التردد المحلية ذات الأربعة أرباع بأسعار مماثلة للحل الثاني، ولكن خوارزمية المتجه لمحولات التردد المحلية محدودة، وخاصة في التحكم في دقة الاستقرار ودقة عزم الدوران التي تؤثر على أداء مقياس القوة.
وصف التكنولوجيا الأساسية لجهاز التغذية الراجعة لتصحيح PFA:
⑴ اعتماد وحدة المعالجة المركزية DSP عالية السرعة:
ترقية الجيل الجديد من برامج التحكم في ردود الفعل التصحيحية، مع دقة التحكم الدقيقة، والاستقرار الجيد، والتوافقيات الأقل، والقدرة القوية المضادة للتداخل؛
⑵ اعتماد أحدث تكنولوجيا تعديل SVPWM في الصناعة:
ترقية الجيل الجديد من تكنولوجيا التحكم في ناقل SVPWM لتلبية متطلبات المعايير الوطنية لتصحيح التوافقيات الحالية؛
⑶ عرض طاقة الاتصالات والتغذية الراجعة القياسية RS485:
يأتي المنتج قياسيًا مع اتصال RS485 وشاشة اتصال لوحة المفاتيح، وجميع معلمات التحكم في البرنامج مفتوحة للعرض والتصحيح، مما يجعل مراقبة المنتج مريحة؛
⑷ منع تأثير الجزيرة:
يقوم البرنامج بمراقبة حالة شبكة الطاقة الجوية في الوقت الفعلي، ويوقف على الفور تغذية الطاقة الكهربائية إلى الشبكة عند قطع الشبكة، لمنع تأثيرات الجزيرة؛
⑸ اعتماد تقنية الترشيح LC:
تحسين ترشيح LC لقمع التوافقيات والتداخل الكهرومغناطيسي بشكل فعال، مع THD للجهد والتيار <5٪، مما يضمن ردود الفعل من الطاقة الكهربائية النظيفة؛
اعتماد تكنولوجيا التمييز التلقائي لتسلسل الطور:
ترقية تكنولوجيا التمييز التلقائي لتسلسل الطور، مما يسمح بتوصيل تسلسل الطور لشبكة الطاقة ثلاثية الطور بحرية دون الحاجة إلى التمييز اليدوي؛
ترقية تصميم الأجهزة إلى ما هو أبعد من متطلبات المعيار الوطني لمقاومة الجهد:
يلبي تصميم الأجهزة المحدث حديثًا متطلبات تحمل جهد 2500 فولت تيار متردد لمدة دقيقة واحدة، مع تيار تسرب أقل من 2 مللي أمبير، وهو أقل بكثير من المعيار الوطني البالغ 30 مللي أمبير؛
⑻ تحسين مستوى تيار التغذية الراجعة التصحيحية للآلة:
تم ترقية الأجهزة وبرامج التحكم حديثًا، مما أدى إلى تقليل حجم آلة المنتج بنسبة تزيد عن 31% وزيادة التيار بنسبة 34%؛
تكوين الصمامات:
تكوين الصمامات ثلاثية الطور للتيار المستمر والتيار المتردد، والتأكد من وجود حماية من الدائرة القصيرة، وضمان التشغيل الآمن للعاكس؛
⑽ جهاز ترشيح الإدخال المدمج، وتصفية الضوضاء في العملية الكاملة، والتداخل مع شبكة الطاقة هو 1/4 من محولات التردد التجارية العادية؛
⑾ واجهة أمامية نشطة لتغذية راجعة للمقوم مدمجة، تُعيد الطاقة الكهربائية المُتجددة إلى الشبكة. مفاعل وفلتر مدمجان، يمكن توصيلهما مباشرةً بشبكة الكهرباء، بكفاءة تغذية راجعة للطاقة تصل إلى 97%. يوفران الطاقة بنسبة تتراوح بين 20% و50% أكثر من مُحوّلات التردد العادية، مع فقدان حرارة أقل من 3% من خلال مقاومة الكبح، وتقليل مصادر الحرارة، وزيادة عامل الأمان.
12. يمكن للواجهة الأمامية النشطة لتغذية المقوم المدمجة، باستخدام تصحيح IGBT، تقليل سعة شبكة الطاقة بنسبة تتراوح بين 15% إلى 25% مقارنة باستخدام تصحيح جسر مقوم محول التردد العام؛
⒀ ردود فعل مقوم مدمجة نشطة في الواجهة الأمامية، عامل القدرة يصل إلى 0.99؛
تم بناء واجهة التغذية الراجعة النشطة للمقوم في الواجهة الأمامية، أثناء التشغيل المقدر، يكون تشويه THD لجهد الشبكة أقل من 5٪، ويكون تشويه THD لتيار الشبكة أقل من 5٪، مما يلبي متطلبات جودة الشبكة؛
محرك شامل، متوافق مع المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم ووحدات التحكم في المحرك غير المتزامن؛
وظيفة الاتصال 485، تدعم بروتوكول الاتصال 485 السائد في وضع RTU؛
⒄ يحتوي على وظائف حماية متعددة مثل التيار الزائد، والحمل الزائد، والدائرة القصيرة، والجهد الزائد، والجهد الزائد للأجهزة، والجهد المنخفض، وفقدان طور شبكة الطاقة، وسعة شبكة الطاقة، والسخونة الزائدة، ومدخلات الأعطال الخارجية، وما إلى ذلك، لضمان تشغيل النظام بشكل أكثر أمانًا وموثوقية؛
سهل التثبيت والتصحيح والتشغيل، مع صيانة ورعاية مريحة؛
تحليل حالة تطبيقية لجهاز التغذية الراجعة لمقوم الدينامومتر:
شركة تيانجين كيدا لتكنولوجيا اختبار الطاقة المحدودة متخصصة بشكل رئيسي في اختبار الدراجات النارية والسيارات والمحركات ومكوناتها الرئيسية، ولها تاريخ تطوير يمتد لأكثر من 20 عامًا. منذ عام 2008، تستخدم الشركة محول التردد المتجهي العالمي من سيمنز وحل جهاز التغذية الراجعة لمقوم PFA.
باستخدام مقياس القوة الكهربائية ACD-11 AC، وهو جهاز اختبار متخصص لمحركات البنزين الصغيرة متعددة الأغراض، على سبيل المثال، يعتمد النظام على محرك التيار المتردد وتكنولوجيا التحكم في تحويل التردد، بالإضافة إلى تكنولوجيا الكمبيوتر وبرامج الاختبار، لتلبية متطلبات اختبار محركات البنزين الصغيرة متعددة الأغراض.
2. الوظائف الرئيسية:
1. يتكون هذا النظام بشكل أساسي من الأجزاء التالية:
(1) المضيف: مقياس قوة التيار المتردد؛
(2) التحكم في الدينامومتر: جهاز تنظيم السرعة بتردد متغير من SIEMENS، باستخدام مقبض يدوي لضبط نقطة حالة التشغيل؛
(3) جزء الكشف ومعالجة البيانات: استخدام أجهزة الكمبيوتر للتحكم الصناعي للكشف عن معلمات الكشف المختلفة وعرضها، وإدارة البيانات، وطباعة تقارير الاختبار، ورسم منحنيات خصائص المحرك؛
٢. يعتمد جهاز التحكم الرقمي الكامل من سيمنز على جهاز دينامومتر كهربائي يعمل بالتيار المتردد، وله حالتا تشغيل: كهربائية ودينامومتر. عند التشغيل الكهربائي، يُشغّل المحرك تلقائيًا، وعند استخدام الدينامومتر، يُطبّق حملًا على المحرك، مع خصائص تحكم سريعة ومستقرة.
٣. أثناء تشغيل الدينامومتر، تُعاد الطاقة الميكانيكية للمحرك إلى شبكة الكهرباء عبر جهاز تغذية راجعة لمقوم PFA. عندما يعمل الدينامومتر بسرعة أقل من السرعة المُصنّفة لمحرك التردد المتغير، يصل إلى عزم الدوران المُصنّف للدينامومتر. وعندما يعمل بسرعة أعلى من السرعة المُصنّفة لمحرك التردد المتغير، يصل إلى القدرة المُصنّفة للدينامومتر.
4. يعتمد مقياس القوة على التحكم في السرعة الثابتة أو وضع التحكم في عزم الدوران الثابت؛
تحافظ دقة اختبار النظام على دقة التحكم في محول التردد المتجه العالمي من شركة Siemens
(1) السرعة: ± 0.2% ± 1 دورة/دقيقة؛
(2) عزم الدوران: ± 1%؛
