交流电力测功机(内燃机试验使用)(3)

? 精确速度控制—ACS800的动态转速误差在开环应用时为0.4%s，在闭环

应用时为0.1%s。而矢量控制变频器在开环时大于0.8%s，闭环时为0.3%s。ACS800变频器的静态精度为0.01%。

? 精确转矩控制—动态转矩阶跃响应时间，在闭环应用时能达到1~2ms，而

矢量控制变频器在闭环时需10~20ms。

? ACS800的技术数据：

? 供电电网连接：(按电机额定电压值，选择变频器的输入电压)

? 3相供电电压： U3IN = 380…415V ± 15%

? 频率： 48… 63Hz(适合50Hz或60Hz电网)

最大± 3%的相间电压 ? 电网不平衡度：

? 电压下降：

? 短路能力：

? 功率因数： 最大25% 符合IEC439指标, 65kA COS? 1 = 1

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? 运行环境： -15°C~50°C，（40°C~50°C运行时变频装置需要降

容使用，即每升高1°C降容1%使用。）

? 效率：

在额定功率： > 98%

? 噪音水平： 75 dBA

? 冷却风流量：3160 m3/h

? 电磁干扰 符合EN61800-3+Amendment A11(2000)中第二环境（工业环

境）中规定的电磁兼容性的标准。要求最大电机电缆长度100米。

? 电机连接：

? 3相输出电压： 0…415V

? 电机控制软件： 直接转矩控制(DTC)

? 转矩控制：

开环 闭环 转矩阶跃上升时间： ≤5ms (在额定转矩下) ≤5ms (在额定转矩下)

静态精度： ? 速度控制：

开环 闭环 10% (电机滑差) 0.01% (额定速度) 动态精度： 开环 闭环 0.3…0.4%s (100%转矩阶跃) 0.1…0.2%s (100%转矩阶跃)

? 关于电网谐波的问题

由于本方案采用了能量再生式传动控制方式，最突出的特点就是系统能靠公共母线结构自行解决能量的分配与传递问题，再加上实验台这个特殊的使用供况，使整个电控系统对电网的谐波影响，比其他方式更低。原因如下： ? ISU是一个四象限运行IGBT整流单元，在同一功率因数下，ISU的交流

电接近正弦波。此外，通过变流器的能量可以反向流动。在默认状态下，ISU控制着中间直流母线电压达到相电压的峰值。IGBT供电单元不会产生特定的电流/电压谐波，不象传统的6脉波或12脉波整流桥那样，原因在于线电流为正弦波。典型的线电流和线电压的谐波频谱是很宽的，湖南湘仪动力测试仪器有限公司 地址：湖南长沙望城经开区马桥河中路99号 18电话：0731-88317218 传真：0731-88317217 Email: xydc@xydcweb.com http://

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但是没有较高的某一次谐波成分。总的谐波畸变率完全符合IEEE519-92国际标准。

? 本系统是一个非常完整的、具备能量自反馈条件的系统。通过能量再生

式传动公共直流母线的能量自行分配功能。

电网电流谐波：＜5%基波电流

电网电压谐波：＜4%基波电压 (取决于电网的短路比Rsc)

4．3 电缆

标准的CAC交流电力测功机在出厂时不配带主电源（输入电源）动力电缆和电机电缆，用户必须根据规范来选择主电源和电机电缆的型号：

? 电缆必须能够承受ACS调速单元的负载电流（参见测功机技术数据中关于额定电

流的内容）。

? 在连续使用的条件下，电缆至少应耐70℃的温度。

? PE导线芯/电缆（接地线）的电感阻抗必须根据出现故障时允许的接触电压来选择。

（这样，才能在发生接地故障的情况下，故障点电压不会过分增大）

? 600V等级的电缆可以用在500V的电压下。连接690V设备的电源电缆的额定电压

至少1kV。

当测功机功率大于30kW，则电机电缆建议使用对称屏蔽电缆（下图所示）。

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? 电缆槽架必须连在一起，且要保证良好的导电性，还要将槽架连接到控制柜的外壳

上，输入电源、电机和控制电缆应分别使用单独得槽架，不要在同一槽架上放置多条电机电缆。

? 控制电缆和信号电缆不能与主电缆布置在同一电缆槽内

电缆规格

下表给出了不同负载电流下铜电缆和铝电缆的规格。电缆选型是在一个电缆槽架内最多并排放置9根电缆。环境温度30℃，PVC绝缘，表面耐受温度70℃的条件下得出的（EN60304-1和IEC60364-5-2/2001）。如果与上述使用条件不同，电缆选型要根据国家相应的安全法规，相应的输入电压和传动的负载电流来决定。

带铜屏蔽层的铜电缆

最大负载电流

A 电缆规格 mm2 带铜屏蔽层的铝电缆 最大负载电流 A 电缆规格 mm2

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××××××××××(3××(3××(3××(3××(3××(3××(3××(3××(3××(3××(3××(2×表2 电缆选型 3×35 3×50 3×70 3×95 3×120 3×150 3×185 3×240 3×(3×50) 2×(3×95) 2×(3×120) 3×(3×70) 2×(3×150) 3×(3×95) 2×(3×185) 3×(3×120) 2×(3×240) 3×(3×150) 3×(3×185) 3×(3×240)

五、布线

测功机电机电缆应独立于其它电缆走线，多台测功机同时使用时电机电缆可以一台一台地并行布线。推荐电机电缆、输入电源电缆和控制电缆安装在不同的槽架中，以避免电机电缆和其它电缆长距离的并行走线，进而减少调速器输出电压瞬变产生的电磁干扰。

当控制电缆与电源电缆必须交叉走线时应使交叉角度为90度，其它额外电缆不要穿过控制柜。

电缆槽之间及电缆槽与接地电极之间必须有良好的电气连接，铝槽系统可以用来提高局部电压的均衡性。

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图6 电缆布线示意图

六、产品使用的工作条件和环境条件 运行

固定安装

安装现场的海拔高度 海拔高度为0-4000m

海拔高度超过1000m，每

升高100m，额定功率减

少1% 存储 在有保护的包装中 运输 在有保护的包装中

空气温度℃，无霜冻℃℃

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空气温度在40~50℃之间，每升高1℃，额定输出电流就要减少1%

相对湿度

5-95%

最大95%

最大95%

无凝露。在存在腐蚀气体的情况下，最大允许相对湿度为60%

污染等级 大气压

不允许有导电性粉尘存在。 70-106kPa 0.7-1.05大气压

振动

最大值1mm（0.04in.） (5-13.2Hz)， 最大值7m/s2(23ft/s2) (13.2-100Hz)正弦振动

冲击

不允许

70-106kPa 0.7-1.05大气压 最大值1mm（0.04in.） (5-13.2Hz)， 最大值7m/s2(23ft/s2) (13.2-100Hz)正弦振动 最大100m/s2(330ft/s2) 11ms

自由下落

不允许

不允许

70-106kPa 0.7-1.05大气压 最大值1mm（0.04in.） (5-13.2Hz)， 最大值7m/s2(23ft/s2) (13.2-100Hz)正弦振动 最大100m/s2(330ft/s2) 11ms 不允许

电网频率±1% 进线电压±5% 供电系统连接 安全保护

手动操作的分断设备 快速熔断器

七．联轴器尺寸

图7联轴器联接尺寸图

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联轴器联接尺寸一览表

表3

型号备 注 CAC16 6-M10 φ78(凹台) φ100φ凹台)15 CAC37 8-Φ10.5φ85 φ112φφ10.5 CAC265 CAC450 CAC600

8-M14 8-M16 8-M16

90h6 110h6 140h6 140h6

130 155.5 196 196

150 180 225 225

3 2 3 3

14 20 25 25

潍柴 潍柴 潍柴 潍柴

八、应用实例

CAC系列电力测功机应用范围十分广泛，但主要还是应用在发动机性能、出厂试验及汽车传动部件（变速箱、驱动桥、传动轴、同步器）的性能、寿命试验。

1、发动机性能试验

发动机作为动力，测功机作为负载。电机发出的交流电通过ACS逆变为交流电回馈电网。测功机可以倒拖发动机启动，冷磨合及进行机械损耗试验。

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在进行发动机试验时可以配用我公司研发的FC2000发动机自动测控系统和试验保障系统，测量、控制发动机的转速、扭矩、功率、水温、油温、排气温度、机油压力、燃油消耗率--------等参数。

CAC交流电力测功机还可以用于混合动力发动机的性能试验（需要混合动力测试软件支持）。

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2、变速箱性能、寿命试验

在做变速箱性能或寿命试验时，通常需要两台CAC交流测功机，一台作为驱动，一台作为负载。 通过测量输入、输出端的功率比可以计算出机械效率（需要软件支持）

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