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 回复:动力试验台的负载模拟

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kdrjl
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楼主    2018-08-10 22:08:04
主题:动力试验台的负载模拟

今年以来,动力试验台的项目挺多,经常调试电机的对拖试验。最近,找到了一些负载模拟的捷径。拿出来交流和讨论。


我们项目的动力试验台结构组成,已经发过些图片和介绍。现在重复一下:

以S120的SLM加电机模块组成的主电路结构,控制部分是CU320-2DP。


电机选用西门子的交流异步电机,这台设备,电机是110kW_2极。该项目用于直升机发动机的台架性能试验;


因为是一个单台项目,出厂前试验,需要有一个模拟负载进行对拖试验。单位里没有相同的实验台,临时找了一台30kW的旧电机,作为一个小负载,主要是模拟实验项目所需的各种控制功能。

作为模拟负载的控制器,是在库房找了一台G120_37kW重载型的变频器。


所组成的对拖试验台


系统的基本结构和组成基本如此。

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kdrjl
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1楼    2018-08-10 22:30:06
精华帖  主题:回复:动力试验台的负载模拟

那么问题来了,作为动力试验的模拟负载,如何接线和配置控制功能呢?


如果再用G120变频器组成一个测功机系统,她需要进线电抗器,需要有四象限控制的制动功能,需要进线电源等等。这就麻烦了,有些东西,比如进线电抗器,库里没合适的。怎么做呢?


我出的主意,将37kW的G120与110kW的项目主电路共直流母线,这样进线的元器件省了,而且共母线系统就有回馈电网的制动发电功能。全省了。接线还简单。这么做,确实很省事,而且连接很快就完成了。


控制怎么办?因为实验中,要求模拟负载在运行中自动转换电动和发电状态。我想了一个很简单的办法,笔记本电脑,通过USB数据线通讯,采用STARTER连接CU,然后利用固定值设置参数r2900连接电机转矩限幅值参数,通过改变P2900的0-100%即可实现对电机转矩的连续无级调节。通过BOP-2手动控制面板,启动变频器并设定转速。


模拟负载采用P1300 = 20的无编码器矢量控制。


对拖试验,动力试验台测功机恒转速控制;模拟负载电机采用恒转速加转矩限幅控制。一开始两电机在同一方向运行,模拟负载电机的转矩为零,测功机此时是电动运行。只要给模拟负载的电机扭矩限幅值由0变大,即可实现对测功机的加载。如果需要测功机由电动变发电,只需把模拟负载电机的转速设定值提高,超过当前实际转速即可。


也就是说,模拟负载的电机,当其转矩限幅不为零时,如果它的转速设定值大于转速实际值,对拖中的测功机就是发电运行状态,反之,当模拟负载电机的转速设定值小于转速实际值时,对拖中的测功机就是电动运行。


整个实验过程,负载模拟电机的控制简单平滑,而且可以制造出各种试验工况下的运行状态。很有意思。共直流母线的这种结构。没有相互干扰的现象发生。

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kdrjl
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5楼    2018-08-16 21:13:00
精华帖  主题:回复:动力试验台的负载模拟

我很惊讶看到你的交流发言。


首先,你涉及的惯性模拟问题,是动力实验台上的一个技术关键之一,所以,因为各个单位的自身利益,我就不想说的太深或者太明了。这点请你理解。


你所说的惯性模拟是dv/dt的动转矩模拟,这个观点是正确的。因为旋转系统惯性产生的附加转矩(注意,是附加转矩),只与旋转轴的加速度有关。在稳态时(转速恒定),加速度为0,此时旋转轴系不产生附加的惯性动转矩。


所以,惯性模拟其实没有那么神乎其神,只要你的运动学阻力方程式正确(也就是旋转轴系上的受力方程正确),惯性模拟就是正确的。在控制上,实际就是要建立起一个真实的加载方程,其中把惯性产生的附加转矩实时的叠加在里面(注意是叠加,不是相乘)即可。


关于用DCC如何实现这个控制过程,我就不详述了。只是提示你,加速度的生成和滤波,如何做方法不唯一,但是最终都要通过测试来确认他的正确性。S120的STARTER操作测试平台,不是有录波的功能吗?你可以通过自己模拟一个恒加速(减速)过程,通过实际的曲线数据,来验证自己的加载方程准确性。


这里所涉及的基础知识就是运动学,受力分析,及普物中的运动物体F与加速度的方程式。

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Zane
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10楼    2018-08-17 16:07:59
精华帖  主题:回复:动力试验台的负载模拟

 我也凑个热闹!


电推模拟平台


 

 

曳引机测试平台


 


 


 

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Zane
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13楼    2018-08-18 11:35:31
精华帖  主题:回复:动力试验台的负载模拟

哈哈,跟K版比,我只是玩票的而已。


有时候票友比专业演员更讲究不是吗,嘻嘻!


汽车行业

最早多年前,应该是公司里的老法师做过一套BYD的发动机测试台,6ES70的AFE整流逆变回馈系统,没找到现场照片上不了图,据说那时候BYD还啥都不懂呢,连轴做得又细又长,地基重量不够,也没很好固定,不听我们老法师劝,结果一开高速,直接散架,吓死人的。


船用

电推模拟平台说来话长,最早是2000年研究所直接从西门子引进的一套电推模拟系统,690V / 250KW的双电机,6SE71装柜型整流逆变系统,S7-300的控制系统。后来又经过多次改造,增加了一套S120ALM整流逆变回馈系统,控制系统改为S7-300mEC,最终改造为船舶综合动力推进系统的模拟平台,可以分别模拟柴油发动机,燃气轮机,电力推进系统及各种组合的混合模式推进系统,增加的S120就是用来模拟轴带发电机及轴带电推系统的,两大电机中间夹的小电机就是。这套系统曾经辗转数千公里,几次搬家,3次水淹,每次吹干擦干净后照样使用,历时18年至今还在用呢,这质量真是杠杠滴!


电梯行业

这是为了配合电梯曳引机执行强检标准而做的测试平台,不差钱,全是好东西,1FW水冷力矩电机2台,S120ALM整流逆变回馈系统,也是S7-300mEC的控制系统,PN总线架构,除了台架和水冷系统是国产的,其他所有的传感器仪表清一色进口的。做了才知道,我们每天乘坐电梯,说实话就是在鬼门关前转圈,就看谁点儿背,哈哈,还敢不敢坐电梯了?楼低的就爬爬吧,只当是锻炼身体了。不蒸馒头争口气,我们费了不少心血把系统开发好交付验收了,结果那帮官老爷学了几次都没学会,倒不是我们软件系统不好用,关键是他们没人懂电机原理的,不会适配电机和驱动器,后来又嫌国家给安排的实验室离市区太远,没人愿意去,这曳引机强检的事就一直搁到现在没下文了。



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15楼    2018-08-18 12:18:24
精华帖  主题:回复:动力试验台的负载模拟

我也来凑个热闹,自己公司没有类似的实验台,到是去年到上海西门子特级电机维修中心看到有此实验台。

我修理的那台西门子390KW直流电机修复后,我要求上实验台进行对拖实验,以验证直流电机滑环火花情况,及电机的工作参数。

照片由于对方公司规定,大致拍了几张,上图。




有报警器侧的是修复后我司390KW直流电机。



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