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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)時提供阻轉(zhuǎn)矩(發(fā)電運行),會產(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(tǒng),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:通過共直流母線系統(tǒng)實現(xiàn)能量的閉環(huán)回饋(如傳動系統(tǒng)試驗臺、變矩器試驗臺等);采用制動電阻消耗(如發(fā)動機試驗臺架等);通過AFE能量回收前端,將產(chǎn)生的電能無干擾的回饋電網(wǎng)(如發(fā)動機試驗臺架等)。
不同形式的電能處理方式的選擇,受制于用戶試驗室管理的政策、試驗臺架動力輸入端驅(qū)動設(shè)備的選擇、能量處理單元的成本和效果;但是,根據(jù)用戶的實際情況,為用戶提供恰當、經(jīng)濟的電能處理形式,無疑對用戶具有很大的價值!
1、共直流母線形式
共直流母線形式的實質(zhì)就是整流單元 + N個逆變器。這種形式的巧妙是利用所有的負載特性,將電動與發(fā)電的負荷合理的分配,實現(xiàn)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上流動,不回到電網(wǎng),所以對電網(wǎng)沒有干擾,不會影響電網(wǎng)上其他儀器設(shè)備的運行。整個試驗臺具有良好的動靜態(tài)性能,不需要散熱設(shè)備和冷卻水,試驗時簡潔方便,符合節(jié)能環(huán)保要求。
電力測功機矢量變頻器
2、制動電阻箱耗能
制動電阻箱耗能是常見的方式,通過電阻箱將電力測功機產(chǎn)生的電能以熱能的形式消耗掉,其實質(zhì)是:變頻器 + 制動單元和制動電阻,在中小功率的交流四象限傳動系統(tǒng)里,可以廣泛應用。但是存在下述缺點,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,故用戶的試驗成本較高,特別對于發(fā)動機制造和試驗任務繁重的單位而言,該項資源的合理利用(通過下述第三種方式),可以為用戶帶來巨大的收益。
電力測功機制動電阻
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%以內(nèi),保持網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)至單位功率因數(shù),有較好的節(jié)能效果,具有主動無功補償、主動消除諧波、在線穩(wěn)壓功能。無須輸入和直流電抗器也不會對電網(wǎng)產(chǎn)生干擾,在電網(wǎng)電壓較低或波動較大時保持測功機足夠的轉(zhuǎn)矩輸出并保持加載穩(wěn)定,不漂移,具有卓越的動態(tài)特性。可以消除變頻器對儀器的電磁干擾及諧波干擾。
能量回收電網(wǎng)的實質(zhì)是:變頻器 + AFE能量回饋單元,可以實現(xiàn)對稱的四象限特性。AFE主動前端采用IGBT組成三相橋式結(jié)構(gòu),實現(xiàn)電網(wǎng)與變頻器直流母線間能量的雙向流動。由于AFE主動前端摒棄了落后的固定橋式二極管整流模式,無論在整流還是在回饋狀態(tài)下工作時,都是通過IGBT開關(guān)狀態(tài)的切換來實現(xiàn)相應的功能,因此使用了AFE主動前端后,無論在整流還是在回饋狀態(tài)下,變頻器的網(wǎng)側(cè)電流都是諧波很少的正弦波,功率因數(shù)也接近于1,大大減小了對電網(wǎng)的干擾。同時變頻器采用了AFE主動前端后,由于可以實現(xiàn)前端能量的雙向流動,因此可以應用于各種需要電機四象限運行的場合中,以及各種慣性負載的電機拖動系統(tǒng)中。
同時, AFE 整流回饋單元使用電網(wǎng)凈化濾波器和進線電抗器以及 IGBT 功率元件技術(shù),因此 AFE 系統(tǒng)使電網(wǎng)沒有諧波,故網(wǎng)側(cè)電流比較小,因而網(wǎng)側(cè)元件的尺寸也比通常系統(tǒng)的所用元件尺寸小,能量轉(zhuǎn)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。不會對工廠的電網(wǎng)造成嚴重的諧波污染,也不受電網(wǎng)波動的影響, 具有卓越的動態(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。