电力测功机




电力测功机的尖端解决方案正帮助全球汽车制造商实现特定的发展目标。电机或发动机制造商,特别是汽车行业的,正努力改善其客户的性能和整体驾驶体验,但他们也面临着减少环境影响的挑战。

因此,测试解决方案需要精密和准确,同时具有成本效益和高效率。对电力测功机控制系统功能的要求一直在增加,特别是在研发领域。

除模块化的灵活性和用户友好的控制外,全新先进控制系统使终端用户能够根据特定和个性化需求构建系统。因此,强大的微处理器可以单独使用,具有用户友好的桌面控制面板,GUI(台式PC或笔记本电脑或平板电脑),或客户现有的仪器。

电力测功机闭环控制模块的另一个关键属性是用户可以通过各种行业标准接口连接到主机系统,包括CANbus,EtherCAT,USB和RS232连接,这意味着工程师无需编写自己的软件与控制模块交谈。

基本单元提供一系列数字和模拟开关通道,用于控制和测量温度,压力,速度和扭矩水平,以及与数据采集模块兼容,从而为系统提供灵活,低成本的硬件扩展。

 

电力测功机

 

POWERLINK CAC系列电力测功机是动力机械功率试验的负载。标准的CAC系列电力测功机由一台交流感应电机或永磁同步电机,一套扭矩传感器、底座及与动力机械连接的法兰,一套可四象限运行的交流变频系统,一台电力测功机测控仪组成。

电力测功器试验台架作为功率吸收单元,将所吸收的发动机或电机输出轴功率高效能地转变为电功率,向电网回馈符合并网质量的交流电能量,能量转变和回馈的效率达90%以上,此外,运行维护费用的节约也使电力测功器的经济性更令人瞩目。

如与POWERLINK的测控系统配套使用时,除了可以对各种旋转动力机械的转速、扭矩进行精确测量和控制,还可以对温度、压力、流量、电流、电压等参数进行测量、控制。

 

使用电力测功机进行汽油机,柴油机,天然气发动机,液化石油气发动机瞬态测试

电力测功机

 

使用电力测功机进行纯电动汽车电机瞬态测试

电力测功机

 

使用电力测功机进行纯电动汽车或插电式混合动力汽车变速箱动力总成测试

电力测功机

 

型号额定功率 (kW)额定扭矩 (Nm)最高速度 (rpm)
CAC555515022,000
CAC13213225021,000
CAC16016034021,000
CAC20020042020,000
CAC30030050016,000
CAC3553551,5009,500
CAC4204202,0008,500
CAC4404403,5007,500
CAC5005004,2006,000
CAC6006005,0005,000
CAC6406406,1003,600
CAC7507547,2003,500

* 可以选择风冷、水冷或热交换器冷却方式

 

电力测功机的扭矩特性曲线

 

电力测功机由一台德国生产的高速交流变频电机或永磁同步电机,底座与扭矩传感器组成。德国的高速变频电机具有先进和成熟的技术,在国外发动机或新能源电机测试领域已经得到广泛应用,在国内也有不少成功运用的案例。

下图是电力测功机典型的扭矩特性曲线(蓝色线∶正常操作,绿色线∶过载工作)和电力测功机功率特性曲线(红色线∶正常操作,紫色线∶过载工作),电力测功机在零速到额定转速段,扭矩是恒定的,额定转速到最高转速段时,扭矩随转速上升而下降。

额定转速至最高转速为恒功率。在测功机选型时,用户最好能给出被试件的外特性曲线,以便合理选用电力测功机。

 

电力测功机

 

电力测功机重要优势

 

POWERLINK CAC系列电力测功机与传统的水力测功机、电涡流测功机相比较具有非常明显的优势:

 

  1. 节能

水力测功机、电涡流测功机的基本原理是将原动机产生的机械能转化为热能由水冷却后把热量带走,原动机发出的能量不能回收,转换过程中亦需耗费能量。

而电力测功机却可以把原动机产生的机械能转换为电能回馈到内部电网,供其他设备使用。

 

  1. 环保

电力测功机无需常规水力测功机或电涡流测功机要求相当高的供水和水冷系统,因此无污水排放并带来良好的试验环境。

 

  1. 加载特性

POWERLINK CAC系列电力测功机的加载特性从零速至额定转速为恒扭矩特性,额定转速至最高转速为恒功率特性,完全符合动力机械的负载特性。

通常水力测功机只能在一个方向加载,电涡流测功机虽然可以双向加载但不可以作为动力倒拖原动机,而电力测功机却可以方便的实现双向加载且可以作为动力倒拖原动机。

 

  1. 可靠性

POWERLINK CAC系列电力测功机的交流调速器由ABB或西门子公司配套。电机与传感器均经国家权威部门严格检测,完全符合相关标准。

 

  1. 可维护性

由于电力测功机采用了完全符合国家标准的配套件,用户在维护时不必依赖制造商,完全可以自行进行日常的维护保养,甚至在需要更换主机和传感器时亦可独立完成。

 

  1. 瞬态试验

由于控制响应和转动惯量的限制,水力测功机或电涡流测功机都不能满足这种瞬态测试的要求。电力测功机是当前唯一能够实现瞬态循环试验的装备




扭矩传感器(扭矩环)

 

POWERLINK电力测功机的扭矩传感器采用德国扭矩环,这高精度且耐用的扭矩环能够在具有油污和灰尘恶劣的工业环境下使用,尤其在汽车工业例如发动机测试台。

扭矩环是一种非接触式的扭矩传感器,由转子和定子组成,转子用法兰直接与电机的连接并随电机轴旋转,扭矩以脉冲频率信号经定子输出,其扭矩测量精度可达±0.05%FS,超载能力200%,破坏载荷≥400%,传感器结构新颖、小巧、动态响应高,可提供快捷的瞬态速度和准确的扭矩测量。



变频控制系统

 

电力测功机系统中负载电机(和驱动电机)控制选用ABB ACS880系列变频控制柜。ACS880系列变频器模块化设计具有众多功能,不管是在安全保护、通讯能力,还是在能量回馈方面都表现不凡。

系统的配电和馈电系统应采用IGBT装置,谐波小于5%,设备的配电和馈电系统符合国际通用电气标准IEEE-519或满足电网要求,在配电和馈电系统中集成滤波器。

由于采用了称为直接转矩控制(DTC)的智能技术,ABB变频器带来了传统直流电机和其他交流电机控制方面无法实现的超高准确度以及动态转矩控制。

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