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如何进行十五相电机的功率测试?

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  • 发布时间:2017/7/19 17:07:02
  • 作者:ly_yinhe

  十五相电动机属于多相感应电机,运行原理与普通三相感应电动机相同,即依靠转差形成转子与旋转主磁场的相对运动,在转子绕组(鼠笼)中形成感生电动势,进而产生感应电流,并形成转子旋转磁场,使主磁场拖动转子磁场旋转以带动机械负载。十五相电机属于多相电机由于具有比三相电机更多的相数,可以实现低压大功率的驱动,转矩脉动小,功率密度高,可靠性高且断相后能够错容运行。十五相电机在大型船舶电力推进系统应用广泛,那么十五相电机的功率如何测试,本文着重介绍十五相电机的功率测试方系统配置方法。

十五相电机功率测试系统需求

  十五相电机一般采用变频器直接驱动,被测对象有以下特点:

  1. 功率大、相数多;

  2. 电磁环境复杂;

  3. 电压较高、电流较大;

  4. 基波频率低、谐波含量高;

  5. 谐波频率高、次数大。

  十五相电机功率测试系统需要满足以下基本要求:

  1. 十五相电机测试相数多,要求保证多相电参数同步测试;

  2. 十五相电机功率大,被测电压、电流较大,需要保证宽幅值范围高精度测试;

  3. 被试电机基波频率低、谐波频率高,需要测试系统具备高带宽、高采样率特点,并且在低基波频率下仍能保证准确测量;

  4. 测试现场电磁环境复杂,要求测试系统具备良好的电磁兼容性能。

十五相电机功率测试配置方案

  根据被测十五相电机测试需求,测试系统方案选用湖南银河电气有限公司开发的Anyway系列变频功率测试系统。本测试系统可以有效地满足各项测试难点,并且提供试验过程全部原始数据,为十五相电机的科研、生产和质检提供科学的数据支撑,避免重复试验,降低试验成本,提高试验效率。

  十五相电机根据绕组连接方式一般可分为五套独立三相绕组、三套五相独立绕组或一套十五相绕组三种情况,因此,针对十五相电机测试可能存在多种不同系统配置,下面各章节内容将根据十五相电机绕组连接情况对十五相电机功率测试系统进行详细配置说明。

01五套独立三相绕组连接方式

  本节主要考虑十五相电机定子绕组由五套独立三相绕组组成,一般独立三相绕组中性点无任何连接。因此,对十五相电机进行功率测试即对五个独立三相系统分别测试,测试结果求和。本配置方案针对五套独立三相绕组采用2V3A测试方式(图1),完成两路电压测试、三路电流测试。各相组主要配置清单构成如下:

项目 相组1 相组2 相组3 相组4 相组5
变频功率传感器 SP*3 SP*3 SP*3 SP*3 SP*3
变频功率分析仪 (1#)WP4000*1 (2#)WP4000*1 (3#)WP4000*1
接入分析仪及端口 T1/R1
T2/R2
T3/R3
T4/R4
T5/R5
T6/R6
T1/R1
T2/R2
T3/R3
T4/R4
T5/R5
T6/R6
T1/R1
T2/R2

T3/R3


五套独立三相绕组连接方式的测试设备配置拓扑图(2V3A)

图示1:五套独立三相绕组连接方式的测试设备配置拓扑图(2V3A)

02三套独立五相绕组连接方式

  本节主要考虑十五相电机定子绕组由三套独立五相绕组组成,五相绕组中性点独立无任何连接。因此,对十五相电机测试相当于对三个五相系统进行测试,对结果求和。本配置方案对三个五相绕组采用4V5A测试方式(图2),完成四路电压、五路电流测试。各相组主要配置清单构成如下:

项目 相组1称 相组2 相组3
变频功率传感器 SP*5 SP*5 SP*5
变频功率分析仪 (1#)WP4000*1 (2#)WP4000*1 (3#)WP4000*1
接入分析仪及端口 T1/R1
T2/R2
T3/R3
T4/R4
T5/R5
T1/R1
T2/R2
T3/R3
T4/R4
T5/R5
T1/R1
T2/R2
T3/R3
T4/R4
T5/R5

三套独立五相绕组连接方式的测试设备配置拓扑图(4V5A)

图示2:三套独立五相绕组连接方式的测试设备配置拓扑图(4V5A)

03一套十五相绕组连接方式

  一套十五相绕组连接方式的电机一般十五个绕组均为独立,采用变流器对每一相进行独立控制。本配置方案采用15V15A测试方式(图3),完成十五路电压、十五路电流测试。各相组主要配置清单构成如下:

项目 一个十五相绕组称
变频功率传感器 SP*15
变频功率分析仪 (1#)WP4000*1 (2#)WP4000*1 (3#)WP4000*1
接入分析仪及端口 T1/R1
T2/R2
T3/R3
T4/R4
T5/R5
T6/R6
T1/R1
T2/R2
T3/R3
T4/R4
T5/R5
T6/R6
T1/R1
T2/R2
T3/R3

一套十五相绕组连接方式的测试设备配置拓扑图(15V15A)

图示3:一套十五相绕组连接方式的测试设备配置拓扑图(15V15A)