交流變頻技術在電力測功機中的發(fā)展應用

王斯賢 潘運軍

（天津華云自控股份有限公司，天津 300402）

交流變頻技術在電力測功機中的發(fā)展應用

王斯賢 潘運軍

（天津華云自控股份有限公司，天津 300402）

交流變頻技術不僅有廣泛的應用領域，而且還具有技術上的顯著優(yōu)勢。交流變頻技術使用到電力測功機中就成了交流電流測功機。該測功機優(yōu)異的性能不僅能夠完成相應的測功工作，而且受到了行業(yè)的普遍關注，起著十分重要的作用。文章主要對交流變頻技術下電力測功機作為研究和探討對象，對了解該技術和交流變頻電力測功機的運行機理起著可借鑒性作用。

交流變頻技術 電力測功機 交流變頻電力測功機

計算機技術發(fā)展的同時，大規(guī)模集成電路也在不斷發(fā)展。控制理論不斷被應用到電力拖動系統(tǒng)中。調速性能和直流電流相媲美，同時，在變流調速和交流調速中，這種優(yōu)勢更加明顯，也在不斷完善調速性能和可靠性能，有較低的價格，變頻調速節(jié)電效果更是十分突出，方便自動化操作，深受行業(yè)歡迎。變頻調速器技術的發(fā)展不僅有對電子器件的更新，而且還有控制策略上的發(fā)展等。文章主要是針對變頻技術在電力測功機中的發(fā)展應用作為探討對象。交流電流測功機是一種比較先進的新型電力測功機，有著固定的結構構成，是一套集測力計和交流轉向電機等為一體的整合性系統(tǒng)，不用擔心因結構換向帶來的問題，有較高的可靠性能，而且操作起來更方便。

1 交流電機體現(xiàn)交流變頻技術

三相電流通入到交流電機定子繞組內，漸變電流在這種場所內會產(chǎn)生一定的旋轉磁場。轉子繞組中的導體處在旋轉磁場中，導體運動的過程也是切割磁力線的過程，同時有磁感應電流產(chǎn)生；切割磁力線要有一定條件，那就是旋轉磁場和轉子之間存在一定的轉速差，這兩者轉速差的比值也就是轉速率。當轉子導體通過端環(huán)的時候形成回路，同時伴有感應電流的產(chǎn)生。旋轉磁場和感應電流之間產(chǎn)生相互作用，接著會產(chǎn)生電磁力。電磁力作用下的轉子能夠產(chǎn)生電磁轉矩，同時促使轉子做旋轉運動。具體的情況可以這樣分析，在磁場這種環(huán)境中，通電線圈進行轉動。線圈在運動過程中要保持受力方向不變，這樣能夠保證電動機連續(xù)不斷的旋轉型運動。定子和轉子構成了交流電動機，電磁鐵也就是所說的定子，線圈代表的是轉子。定子和轉子使用相同的電源，由此，定子和轉子中的電流保持著相同的方向，如果一旦線圈中的電流有有方向上的變化，與此照應的電磁鐵中的電流方向也會相應的發(fā)生改變，這一點可以從左手定則的具體要求得到見證，只有保證線圈所受到的受力方向保持著不變，線圈才能夠繼續(xù)進行運動下去。兩個電刷對應著兩個銅環(huán)使用，就能產(chǎn)生穩(wěn)定的電流，然后輸送到線圈中。這樣設計有一大特色：減少了因線圈纏繞所帶來的問題，因為磁場中的線圈是處于不停地運動狀態(tài)的，用兩條導線向線圈供電的時候，兩個電源線便會纏繞。線圈中產(chǎn)生的是交流電，其中會有沒有電流產(chǎn)生的時候，相比較有電流的時候，這樣的時間非常短，重要的是線圈有質量和慣性，慣性驅使下的線圈根本停不下來。交流電這種特性被應用到了交流電機工作上，在定子繞組組成的磁場中，線圈就是這樣旋轉運動的，接著轉子線圈做切割磁感線的運動，使轉子線圈產(chǎn)生感應電流，感應電流產(chǎn)生的感應磁場和定子的磁場方向相反，才使轉子有了旋轉力矩。

2 交流變頻技術下的電力測功機

交流電力測功機被廣泛應用在汽車的動力測試、阻力模擬等系統(tǒng)中［1］。交流電流測功機有著優(yōu)異的性能，是一種比較先進的電力測功機，其構造往往包括測力計和三相交流轉向電動機，此外還配有測速裝置，不會出現(xiàn)結構換向問題，所以，有較高的可靠性和結構簡單等特征。交流電力測功機借助的加載設備是三相電流異步變頻機，其中變速機供應可變頻率的電源，確切的說這種電源是驅動電源，同時能夠實現(xiàn)對轉速的精確控制。和其它類型測功機相比較，比如說電渦流測功機和水力測功機，交流測功機性能更為明顯，轉矩動態(tài)的響應有著優(yōu)異的表現(xiàn)狀態(tài)，轉矩實現(xiàn)了數(shù)據(jù)上的高精確性，而且能夠有效控制轉速，在各種動力機械設備測設中，有著顯著的效果。不僅如此，檢測系統(tǒng)實現(xiàn)了配置自動化，動力收縮加載也能夠實現(xiàn)動力吸收和動力驅動，能夠完成復雜的模擬測試和動態(tài)測試。

3 交流變頻技術下電力測功機具體工作

當電力測功機運轉的時候，同步轉速是不會影響同步方案的，但是如果電流測功機是一種繞線方式的話，那么轉子結構是會對轉速起到同步限制的。為了實現(xiàn)電力測速機較高的速度和發(fā)揮各種功能性作用，需要將交流變頻技術應用到電力測速機上，形成結合后的變頻電力測功機。變頻電力測功機的有效運轉能夠很好的體現(xiàn)交流變頻技術的身影。變頻電流測功機有轉子輕和四象限運用等優(yōu)異功能，此外還具有結構簡單的特點。原動機帶動下的測功機有較高的轉速，能夠在速度上超過同步轉速。在這個時候，制動轉矩也是作用在轉子上的電磁轉矩。機械功率的供應來源于原動機，借助電磁感應，測功機能夠實現(xiàn)向電網(wǎng)輸送功率，這個時候，測功機借助變頻技術實現(xiàn)了發(fā)電。當檢測原動機功率和轉矩的時候，轉子在驅動機驅使下轉動，測量轉速范圍，實現(xiàn)最終所需要的測速轉速。任意頻率的無功供應來源于整流和逆變器，不同的頻率產(chǎn)生于不同的轉速，保證比測功機轉速小，保障運行步調和轉速發(fā)電機同步。測功機產(chǎn)生隨意頻率的電功率路過變頻器時電流發(fā)生了改變，產(chǎn)生了直流，通過回饋逆變，形成最終與電網(wǎng)同步相同頻率的、相對應的交流，借助隔離變壓器實現(xiàn)對電網(wǎng)的輸送。如果要保障原動機還處于帶電運行狀態(tài)，逆變需要被切斷，這個時候測功機可變頻率的交流電來源于整流和逆變器。在交流變頻電力測功系統(tǒng)中，存在變速器的四象限運行狀態(tài)。

4 結語

研究交流變頻技術在電力測功機中的發(fā)展應用有著十分重要的作用，能夠生動的再現(xiàn)交流變頻電力測功機的運動狀態(tài)，對電力學研究起著十分重要的作用。目前，國內外交流電力測功機控制系統(tǒng)技術方面存在較大差距。因此，研制出高水平的交流電力測功機控制系統(tǒng)有利于國內測功機技術的發(fā)展，并具有重要的意義［2］。隨著我國技術不斷發(fā)展，相信交流變頻技術能夠取得更長遠的發(fā)展，將該技術融合的優(yōu)異性能更好的應用到電力測功機的測功工作中，給電力工作者提供便捷的服務。

［1］楊勝兵，徐鋒，熊焱飛，吳杰余，王俊.交流電力測功機LabVIEW多線程防鎖死的實現(xiàn)［J］.湖北汽車工業(yè)學院學報，2013，（01）：26-28+32.

［2］李園園.交流電力測功機控制系統(tǒng)的研究［D］.武漢理工大學，2014.