电机和驱动器功率因数试验方法.doc

电机和驱动器功率测试1电机1.1电机额定参数数学关系：额定扭矩*额定转速/9549=额定功率（决定于额定电流）决定关系：额定电流-额定功率-额定扭矩*额定转速1.2减速器齿轮比以小齿轮带动大齿轮，假设小齿轮的齿数为15齿，大齿轮的齿数为45齿，齿轮比为1:3。假设小齿轮以3000rpm的转速旋转，扭矩为200N*m时，传递至大齿轮的转速为1000rpm，扭矩为600N*m。1.3电机功率因数电机本身所具有的功率因数，很少数电机铭牌中会给出电机的功率因数cos。2驱动器2.1驱动器功率因数严格意义上说，是“驱动器+电机”这个系统的功率因数。系统中电能用于做功被消耗，转化为热能、光能、机械能或化学能等，称为有功功率，交流电的瞬时功率不是一个恒定值，功率在一个周期内的平均值叫做有功功率。无功功率用于在电机中建立交变磁场和感应磁通，可以通过在驱动器中增加无功补偿元件提高驱动器的功率因数。功率因数（用功功率/视在功率）过低，就要用较大的电流来保障驱动器正常工作，与此同时输电线路上输电电流增大，从而导致线路上焦耳热损耗增大。因此，提高驱动器的功率因数，可以减小输电电流，进而减小了输电线路上的功率损失。2.2驱动器无功补偿方法无功功率不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能。电流在电感元件中作功时滞后于电压90度，在电容元件中作功时超前电压90度。在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,且互差180度。如果把容性负荷与感性负荷并联接在同一电路,就可以使电流矢量与电压矢量之间的夹角缩小，感性负荷所需的无功功率由容性负荷输出的无功功率补偿。但是，在并联电容器装置接入母线处的谐波“污染”暂未得到根本整治之前，如果不采取必要的措施，将会产生一定的谐波放大。在并联电容器的回路中串联电抗器是非常有效和可行的方法。串联电抗器的主要作用是抑制高次谐波和限制合闸涌流，一方面降低母线上高次谐波的电压畸变，减少线路上的特征次谐波电流；另一方面防止谐波对电容器造成危害，避免电容器装置的接入对电网谐波的过度放大和谐振发生。3试验项目3.1驱动器输入端功率测量使用脉冲控制方式对驱动器进行速度控制，使用功率分析仪测量驱动器在不同转速和负载情况下的功率因数，以及有电抗器和无电抗器时的区别，目的是验证电抗器的无功功率补偿作用，但是电抗器具有保护电容器的作用，去掉后会对电容造成不利影响。试验步骤：1) 500rpm空载500rpm半载20Nm500rpm满载80Nm，观察电流2) 1500rpm空载1500rpm半载20Nm1500rpm满载80Nm，观察电流3) 短路电抗器500rpm空载500rpm半载20Nm1500rpm空载1500rpm半载20Nm3.2驱动器输出端功率测量1) 500rpm空载500rpm半载20Nm500rpm满载80Nm，用钳形表观察供电电流2) 1500rpm空载1500rpm半载20Nm1500rpm满载80Nm，用钳形表观察供电电流4试验结果处理4.1驱动器效率驱动器输出端的有功功率与输入端的有功功率的比值。4.2驱动器功率因数由数据直接读出。4.3电机效率驱动器输出端的有功功率与扭矩转速仪测量结果的比值。4.4电机功率因数由数据直接读出。附表驱动器、电机的功率因数、效率测试序号扭矩/Nm转速/rpm驱动器P/kW驱动器驱动器电机P/kW电机电机10500220500380500401500520150068