Електричний динамометр – це комплексне випробувальне обладнання для випробування продуктивності різних силових машин. Він в основному використовується для випробування вхідної потужності вентиляторів, водяних насосів, гідравлічних або зубчастих передач, а також може використовуватися для випробування вихідної потужності двигунів. Це повнофункціональне (як в електричних, так і в енергетичних умовах), високопродуктивне та важливе випробувальне обладнання. Він коаксіально підключений до випробуваного двигуна через валовий роз'єм, використовується для моделювання та контролю навантаження випробуваного двигуна, для вимірювання таких параметрів, як крутний момент, швидкість, струм, напруга, потужність, ККД тощо двигуна. А також для інших спеціальних проектів з випробування потужності, таких як випробування безпеки, експерименти з випробування динамічного балансу тощо.
Приклад застосування пристрою зворотного зв'язку випрямляча PFA в динамометричній промисловості
Аналіз схеми поточної системи керування динамометром:
Перший варіант:
Використовуйте інтегровану машину зі змінною частотою зворотного зв'язку (чотириквадрантний перетворювач частоти) від ABB та Siemens для задоволення експлуатаційних вимог динамометра. Такий тип рішення має високу ціну, хорошу точність крутного моменту та стабільну точність швидкості.
Другий варіант:
Використання звичайних векторних перетворювачів частоти ABB та Siemens зі схемою випрямляючого зворотного зв'язку PFA для задоволення експлуатаційних вимог динамометра. Цей тип рішення поєднує універсальні переваги векторних алгоритмів перетворювачів частоти ABB та Siemens, а точність крутного моменту та точність постійної швидкості повністю відповідають вимогам точності динамометра. З іншого боку, використання випрямляючого пристрою зворотного зв'язку PFA має вищу економічну ефективність та стабільно подає енергію супутнього випробувального двигуна в стані вироблення електроенергії до мережі з гармоніками струму <5% та гармоніками напруги <1%.
Третій варіант:
Вітчизняні чотириквадрантні перетворювачі частоти мають схожі ціни з другим рішенням, але векторний алгоритм вітчизняних перетворювачів частоти обмежений, особливо в управлінні точністю стабільності та точністю крутного моменту, які впливають на продуктивність динамометра.
Опис основної технології пристрою зворотного зв'язку для випрямлення PFA:
⑴ Використання високошвидкісного центрального процесора DSP:
Оновіть програмне забезпечення керування зворотним зв'язком випрямлення нового покоління, забезпечивши точну точність керування, гарну стабільність, меншу кількість гармонік та сильну здатність запобігати перешкодам;
⑵ Впровадження новітньої технології модуляції SVPWM у галузі:
Модернізувати технологію векторного керування SVPWM нового покоління для відповідності вимогам національних стандартів зворотного зв'язку для струмових гармонік;
⑶ Стандартний зв'язок RS485 та дисплей живлення зворотного зв'язку:
Продукт стандартно оснащений зв'язком RS485 та дисплеєм для зв'язку з клавіатурою, а всі параметри керування програмним забезпеченням відкриті для відображення та налагодження, що робить моніторинг продукту зручним;
⑷ Запобігання ефекту островування:
Програмне забезпечення контролює стан повітряної енергомережі в режимі реального часу та негайно припиняє зворотний зв'язок електричної енергії в мережу, коли мережа відключається, щоб запобігти ефекту островування;
⑸ Використання технології LC-фільтрації:
Оптимізація LC-фільтрації для ефективного придушення гармонік та електромагнітних перешкод, з коефіцієнтом гармонійних спотворень напруги та струму <5%, що забезпечує зворотний зв'язок чистої електричної енергії;
Використання технології автоматичної дискримінації фазової послідовності:
Оновити технологію автоматичного розрізнення фазової послідовності, що дозволяє вільно підключати фазову послідовність трифазної енергомережі без необхідності ручного розрізнення;
Оновіть конструкцію обладнання, що перевищує національні стандартні вимоги щодо опору напрузі:
Оновлена конструкція апаратного забезпечення відповідає вимогам витримувати 1-хвилину напруги змінного струму 2500 вольт зі струмом витоку менше 2 мА, що значно нижче національного стандарту 30 мА;
⑻ Покращення рівня струму зворотного зв'язку випрямлення машини:
Оновлене апаратне та програмне забезпечення керування, що зменшило обсяг машини більш ніж на 31% та збільшило струм на 34%;
Налаштування запобіжників:
Налаштуйте запобіжники постійного та трифазного змінного струму, переконайтеся, що захист від короткого замикання встановлений, та гарантуйте безпечну роботу інвертора;
⑽ Вбудований вхідний фільтр, повна фільтрація технологічного шуму, перешкоди в електромережі становлять 1/4 від звичайних комерційних перетворювачів частоти;
⑾ Вбудований випрямляч зі зворотним зв'язком з активним фронтальним елементом, який може зворотним зв'язком передавати рекуперовану електричну енергію в мережу. Вбудований реактор і фільтр дозволяють безпосередньо підключатися до електромережі з ефективністю зворотного зв'язку до 97%. Економія енергії на 20-50% більше, ніж у звичайних перетворювачів частоти, з втратами тепла менше 3% від опору гальмування, зменшенням джерел тепла та підвищенням коефіцієнта безпеки;
12. Вбудований активний фронтальний зворотний зв'язок випрямляча з використанням випрямлення IGBT може зменшити потужність електромережі на 15-25% порівняно з використанням випрямляючого моста загального перетворювача частоти;
⒀ Вбудований випрямляч зі зворотним зв'язком з активним фронтальним випрямлячем, коефіцієнт потужності до 0,99;
Вбудований випрямляч зі зворотним зв'язком на вході, під час номінальної роботи, коефіцієнт гармонійних спотворень напруги мережі становить менше 5%, а коефіцієнт гармонійних спотворень струму мережі — менше 5%, що відповідає вимогам якості мережі;
Універсальний привід, сумісний з контролерами синхронних двигунів з постійними магнітами та асинхронних двигунів;
Функція зв'язку 485, підтримка основного протоколу зв'язку 485 у режимі RTU;
⒄ Він має кілька функцій захисту, таких як перевантаження по струму, перевантаження, коротке замикання, перенапруга, перенапруга обладнання, знижена напруга, втрата фази електромережі, амплітуда електромережі, перегрів, зовнішній вхідний сигнал несправності тощо, для забезпечення безпечнішої та надійнішої роботи системи;
Легко встановлювати, налагоджувати та експлуатувати, а також зручно обслуговувати та ремонтувати;
Аналіз випадку застосування пристрою зворотного зв'язку випрямляча динамометра:
Компанія Tianjin Keda Power Testing Technology Co., Ltd. спеціалізується переважно на випробуванні мотоциклів, автомобілів, двигунів та їх ключових компонентів, маючи понад 20-річну історію розробок. З 2008 року вона використовує універсальний векторний перетворювач частоти Siemens та наше рішення зі зворотним зв'язком на основі випрямляча PFA.
Візьмемо, наприклад, електричний динамометр змінного струму ACD-11, який є спеціалізованим випробувальним обладнанням для випробувальних стендів невеликих бензинових двигунів загального призначення. Система використовує технологію керування двигуном змінного струму та перетворенням частоти, а також комп'ютерні технології та програмне забезпечення для випробування, щоб задовольнити вимоги випробувань невеликих бензинових двигунів загального призначення.
2. Основні функції:
1. Ця система складається переважно з таких частин:
(1) Хост: динамометр змінного струму;
(2) Динамометричне керування: пристрій регулювання швидкості змінного струму SIEMENS з ручним регулюванням робочого стану;
(3) Частина виявлення та обробки даних: використання промислових керуючих комп'ютерів для виявлення та відображення різних параметрів виявлення, керування даними, друку звітів про випробування та побудови кривих характеристик двигуна;
2. Завдяки повністю цифровому пристрою керування SIEMENS, електричний динамометр змінного струму має два робочі стани: електричний та динамометричний. В електричному режимі він може автоматично приводити двигун у дію, а під час використання динамометра він навантажує двигун, забезпечуючи швидкі та стабільні характеристики керування;
3. Під час роботи динамометра механічна енергія двигуна подається назад в енергомережу через пристрій зворотного зв'язку випрямляча PFA. Коли динамометр працює нижче номінальної швидкості двигуна зі змінною частотою, він може досягти номінального крутного моменту динамометра. Коли динамометр працює вище номінальної швидкості двигуна зі змінною частотою, він може досягти номінальної потужності динамометра;
4. Динамометр використовує режим постійного керування швидкістю або постійного керування крутним моментом;
Точність системного тестування підтримує точність керування універсальним векторним перетворювачем частоти Siemens
(1) Швидкість: ± 0,2% ± 1 об/хв;
(2) Крутний момент: ± 1%;
