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掃一掃立即查看眾所周知,在交流電力測功機處于加載狀態(tài)時(shí)提供阻轉矩(發(fā)電運行),會(huì )產(chǎn)生額外的電能,因此對于不同試驗環(huán)境下的電力測功機試驗系統,電能的處理成為關(guān)鍵。目前,關(guān)于電力測功機試驗臺架電能的處理有以下幾種方式:通過(guò)共直流母線(xiàn)系統實(shí)現能量的閉環(huán)回饋(如傳動(dòng)系統試驗臺、變矩器試驗臺等);采用制動(dòng)電阻消耗(如發(fā)動(dòng)機試驗臺架等);通過(guò)AFE能量回收前端,將產(chǎn)生的電能無(wú)干擾的回饋電網(wǎng)(如發(fā)動(dòng)機試驗臺架等)。
不同形式的電能處理方式的選擇,受制于用戶(hù)試驗室管理的政策、試驗臺架動(dòng)力輸入端驅動(dòng)設備的選擇、能量處理單元的成本和效果;但是,根據用戶(hù)的實(shí)際情況,為用戶(hù)提供恰當、經(jīng)濟的電能處理形式,無(wú)疑對用戶(hù)具有很大的價(jià)值!
1、共直流母線(xiàn)形式
共直流母線(xiàn)形式的實(shí)質(zhì)就是整流單元 + N個(gè)逆變器。這種形式的巧妙是利用所有的負載特性,將電動(dòng)與發(fā)電的負荷合理的分配,實(shí)現自己發(fā)電自己用的狀態(tài)。反饋能量只在電力測功機直流母線(xiàn)上流動(dòng),不回到電網(wǎng),所以對電網(wǎng)沒(méi)有干擾,不會(huì )影響電網(wǎng)上其他儀器設備的運行。整個(gè)試驗臺具有良好的動(dòng)靜態(tài)性能,不需要散熱設備和冷卻水,試驗時(shí)簡(jiǎn)潔方便,符合節能環(huán)保要求。
電力測功機矢量變頻器
2、制動(dòng)電阻箱耗能
制動(dòng)電阻箱耗能是常見(jiàn)的方式,通過(guò)電阻箱將電力測功機產(chǎn)生的電能以熱能的形式消耗掉,其實(shí)質(zhì)是:變頻器 + 制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻,在中小功率的交流四象限傳動(dòng)系統里,可以廣泛應用。但是存在下述缺點(diǎn),一是試驗環(huán)境惡劣對環(huán)境有影響,特別是夏天,電阻箱上有高溫、需特殊放至,并有安全防護措施;二是由于能量白白的浪費,故用戶(hù)的試驗成本較高,特別對于發(fā)動(dòng)機制造和試驗任務(wù)繁重的單位而言,該項資源的合理利用(通過(guò)下述第三種方式),可以為用戶(hù)帶來(lái)巨大的收益。
電力測功機制動(dòng)電阻
3、能量回收電網(wǎng)
該方式一方面能夠有效的利用電力測功機產(chǎn)生的電能,另一方面正弦波電流回饋方式能夠降低輸入電流諧波至5%以?xún)?,保持網(wǎng)側功率因數至單位功率因數,有較好的節能效果,具有主動(dòng)無(wú)功補償、主動(dòng)消除諧波、在線(xiàn)穩壓功能。無(wú)須輸入和直流電抗器也不會(huì )對電網(wǎng)產(chǎn)生干擾,在電網(wǎng)電壓較低或波動(dòng)較大時(shí)保持測功機足夠的轉矩輸出并保持加載穩定,不漂移,具有卓越的動(dòng)態(tài)特性??梢韵冾l器對儀器的電磁干擾及諧波干擾。
能量回收電網(wǎng)的實(shí)質(zhì)是:變頻器 + AFE能量回饋單元,可以實(shí)現對稱(chēng)的四象限特性。AFE主動(dòng)前端采用IGBT組成三相橋式結構,實(shí)現電網(wǎng)與變頻器直流母線(xiàn)間能量的雙向流動(dòng)。由于A(yíng)FE主動(dòng)前端摒棄了落后的固定橋式二極管整流模式,無(wú)論在整流還是在回饋狀態(tài)下工作時(shí),都是通過(guò)IGBT開(kāi)關(guān)狀態(tài)的切換來(lái)實(shí)現相應的功能,因此使用了AFE主動(dòng)前端后,無(wú)論在整流還是在回饋狀態(tài)下,變頻器的網(wǎng)側電流都是諧波很少的正弦波,功率因數也接近于1,大大減小了對電網(wǎng)的干擾。同時(shí)變頻器采用了AFE主動(dòng)前端后,由于可以實(shí)現前端能量的雙向流動(dòng),因此可以應用于各種需要電機四象限運行的場(chǎng)合中,以及各種慣性負載的電機拖動(dòng)系統中。
同時(shí), AFE 整流回饋單元使用電網(wǎng)凈化濾波器和進(jìn)線(xiàn)電抗器以及 IGBT 功率元件技術(shù),因此 AFE 系統使電網(wǎng)沒(méi)有諧波,故網(wǎng)側電流比較小,因而網(wǎng)側元件的尺寸也比通常系統的所用元件尺寸小,能量轉換效率更高。同樣功率的變頻器,AFE單元產(chǎn)生的諧波比其他的整流方式要小很多。不會(huì )對工廠(chǎng)的電網(wǎng)造成嚴重的諧波污染,也不受電網(wǎng)波動(dòng)的影響, 具有卓越的動(dòng)態(tài)特性。因此,AFE 整流回饋單元在這方面具有不可替代的優(yōu)勢。