電力測功機測試系統採用交流變頻回饋加載，加載能量通過交流負載發電機回饋電網；扭矩、轉速通過扭矩傳感器直接測量；電量綜合測量儀表檢測電流、電壓、頻率、功率因數等；計算機自動檢測、顯示並完成數據處理、報表及各種曲線。利用電機測量各種動力機械軸上輸出的轉矩，並結合轉速以確定功率的設備。因為被測量的動力機械可能有不同轉速，所以用作電力測功機的電機必須是可以平滑調速的電機。電力測功機分直流電力測功機和交流電力測功機，目前用得較多的是交流電力測功機。    

一、概述

1、傳統測功機

傳統的加載方式有電渦流測功機，磁滯測功機，磁粉測功機等。電渦流加載低速性能不好，低速時甚至無法加載；磁粉測功機無法用於高速場合，而磁滯測功機不能適用於大功率場合，而且以上類型的測功機均需要安裝冷卻水循環系統。

2、電力測功機

1）電力測功機即電回饋加載其加載能量回饋利用,特別是在大功率加載試驗和壽命老化試驗時,其節能效果非常可觀(節能效果取決于試驗台的傳動效率,一般都在70%左右),從而使得試驗台運行成本大大降低.而且因此實驗室的配電容量也可以大大減少,從而其試驗台投資成本也大大節約;

2）電力測功機加載特性非常好,無論是高轉速還是低轉速(極低轉速甚至是零轉速下)都能進行穩定加載,而且其加載穩定性是以往任何加載設備所不能比擬的!(額定轉速以下恆扭矩加載,額定轉速以上恆功率加載).

3)採用獨特的全數字控制裝置，電力測功機具有電力-測功兩種運行狀態，可以運行在四象限狀態，既可以作發電機運轉，又可以作電動機運轉；既可以正向加載，也可反向加載。

4)測功運行時將發電機機械能量轉換為電能消耗（回饋電網），節約能源，其節能效果非常明顯。

5)動態響應快，控制特性好。

6)結構簡單，穩定性、可靠性好，使用方便，維護簡單。

7)恆扭矩和恆轉速控制穩定度是其他加載器無可比擬的，它可以在全程轉速（甚至在零轉速下）和扭矩範圍內保持極高的穩定性（0.1%-0.3%）。

8)可以很方便的實現零扭矩和零轉速啟動，以完成真正的對電網和機械的無衝擊軟啟動。

9)可以非常理想的完成異步電機的性能試驗，包括M-S曲線的測試、最大轉矩、最小轉矩、堵轉轉矩的測試。

10)根據被試電機特點，合理選擇電力測功機類型，交流電力測功機尤適用於電機轉速較高的場合。

二、分類

 電力測功機有直流電力測功機和交流電力測功機之分.

 1、 直流電力測功機，由直流電機、測力計和測速發電機組合而成。直流電機的定子由獨立的軸承座支承，它可以在某一角度範圍內自由擺動。機殼上帶有測力臂，它與測力計配合，可以檢測定子所受到的轉矩。根據直流電機原理，電機的電磁轉矩同時施加于定子和轉子。定子所受到的轉矩與轉子所受到的轉矩大小相等，方向相反，所以轉軸上的轉矩可以由定子上量測。運行中軸承、電刷和風致摩擦等引起的機械轉矩，會使定子和轉子所受的轉矩不完全相等，這給測量所帶來的誤差需要加以考慮。由於直流電機整流子需要專業維護,無法高轉速運轉,而且逆變器回饋質量不好,功率因數較低,容易引起顛覆故障,特別是在較大功率時.因此現在我們一般不建議採用.

2、交流電力測功機即交流變頻回饋加載,由於是採用了標準的變頻(或侍服)電機和四象限變頻器設計製造,高低轉速均可使用,而且其可靠性(免維護性)非常好;回饋質量好(波形畸變好于5%甚至可以做得更好),功率因數在98%-100%.由於具有以上良好的特性,交流變頻回饋加載的交流測功機近年來由於四象限變頻技術的成熟二得到了非常廣氾的應用.

 交流變頻回饋有電源回饋和母線回饋兩種形式.母線回饋形式統一考慮驅動和加載,加載能量通過內部母線驅動逆變器的輸入端,而不回饋電源.對電源不產生任何影響,電源提供的只是試驗台損耗部分能量而已.母線回饋形式最適合於類似齒輪箱試驗台/車橋試驗台等傳動機械試驗.

三、主要功能                                              

該系統可以完成2800KW以下三相異步電機的主要型式試驗項目，包括：

    1、繞組在實際冷卻狀態下直流電阻的測定

    2、空載特性試驗：空載電流和空載損耗的測定，鐵耗、機械耗等的測定，空載特性曲線繪製

    3、堵轉特性試驗：堵轉電流、堵轉轉矩和功率的測定，堵轉特性曲線繪製

    4、負載試驗：額定電壓頻率下，定子繞組損耗、轉子繞組損耗和負載雜散損耗（直接/間接法），總損耗及輸出功率的測定，負載特性曲線繪製。

    5、效率的確定：效率試驗方法，A、B、C、E、F五種

    6、發熱試驗(電阻溫升/溫度試驗)

    7、最大轉矩測定：可檢測M-S曲線

    8、最小轉矩測定：可檢測M-S曲線

    9、離心開關斷開速度測定

   10、其它試驗：超速試驗、電容端電壓的測定、過轉矩、過電流試驗

四、系統主要特點

   1、檢測系統滿足GB1032-2005 《三相異步電動機試驗方法》

   2、採用Z2或Z4系列直流電機為負載，加載控製為直流回饋裝置，直流電機運行在四象限狀態，不需要水冷卻系統，大大節約能源

   3、可以非常方便進行M-S曲線試驗，曲線平滑，並實現最大、最小轉矩的測量

   4、可以很方便的實現零轉矩零轉速啟動，全過程試驗中轉矩、轉速控制穩定性好

   5、堵轉試驗可採用專用堵轉夾具、拉壓傳感器等組成並自動實現採集

   6、系統軟件嚴格按照國家標準編製，內置各種系列電機標準數據，自動生成各種分報表和匯總報表

   7、本系統尤其適用於電機檢測機構及大中型電機試驗站的中小型電機測試，是中小型電機行業能效測試和認証的首選設備

   8、本系統同時適合電動汽車電機的測試

五、技術指標：

   1、轉矩測量精度：±0.5%或0.2%)

   2、轉速測量精度：±0.2%

   3、電壓、電流、功率精度：0.5級（或0.2級）

   4、直流電阻精度：±0.2%

   5、溫度測量精度：0.5%

六、直流電力測功機主要配置

 1、三相電參數測量儀(數字功率計)

 2、測功機控制器(轉矩轉速測試儀)

 3、加載裝置(直流電機)

 4、轉矩轉速傳感器

 5、試驗平板

 6、回饋控制裝置

 7、堵轉測量裝置

 8、試驗控制台及控制系統

 9、直流電阻、溫度採集裝置

 10、試驗電源

 11、其他電氣裝置

七、交流電力測功機主要配置

1.交流電力測功機主機一台

2.電氣控制櫃一台（內含：交流電機控制裝置、邏輯控制電路、接口電路、負載電阻箱）

3.操作台一台（內含：測功機控制器一台、電參數測量儀一台、其它測量儀器，電腦、打印機各一套）

4.鑄鐵平板、夾具           一套

5.轉矩轉速傳感器           一套

6.專用測試軟件             一套

7.強電櫃                   一套

8.電源裝置                 一套

 

八、 二象限. 四象限變頻器簡介

交流變頻回饋控制器本質上是一台採用矢量控制理論(或DTC直接扭矩控制)設計製造的四象限變頻器.下面我們通過對矢量控制理論和四象限變頻器的敘述加深對交流變頻回饋加載(電力測功機)原理的理解.

普通的變頻器大都採用二極管整流橋將交流電轉化成直流，然後採用IGBT逆變技術將直流轉化成電壓頻率皆可調整的PWM交流。這種變頻器只能工作在電動狀態，所以稱之為兩象限變頻器。由於兩象限變頻器採用二極管整流橋，無法實現能量的雙向流動，所以沒有辦法將電機回饋系統的能量送回電網。在一些電動機要回饋能量的應用中，比如電梯，提升，離心機系統，只能在兩象限變頻器上增加電阻制動單元。將電動機回饋的能量消耗掉。另外，在一些大功率的應用中，二極管整流橋對電網產生嚴重的諧波污染。

IGBT功率模塊可以實現能量的雙向流動，如果採用IGBT做整流橋，用高速度、高運算能力的DSP產生PWM控制脈衝。一方面可以調整輸入的功率因數，消除對電網的諧波污染，讓變頻器真正成為“綠色產品”。另一方面可以將電動機回饋產生的能量反送到電網，達到徹底的節能效果。

DLAC交流變頻回饋加載電力測功機主要品種型號規格表

型號	額定吸收功率kW	額定扭矩 N.m	額定扭矩轉速r/min	最高轉速 r/min	J Kgm2
DLAC 3	3	19	0-1500	12000	0.002
DLAC 5	5	31	0-1500	12000	0.008
DLAC 10	10	63	0-1500	10000	0.03
DLAC 15	15	95	0-1500	10000	0.092
DLAC 30	30	191	0-1500	8000	0.262
DLAC 37	37	235	0-1500	8000	0.406
DLAC 45	45	286	0-1500	8000	0.469
DLAC 75	75	470	0-1500	8000	1.12
DLAC 110	110	700	0-1500	6000	1.65
DLAC 132	132	840	0-1500	6000	1.88
DLAC 160	160	1000	0-1500	4500	2.23.
DLAC 200	200	1270	0-1500	4500	2.7
DLAC 250	250	1600	0-1500	4000	3.6
DLAC 315	315	2020	0-1500	3000	4.4
DLAC 400	400	2570	0-1500	3000	6.8
DLAC 630	630	4000	0-1500	2500	14
DLAC 800	800	5090	0-1500	2500	23
DLAC 1200	1200	7640	0-1500	2000	14
DLAC 1500	1500	9550	0-1500	2000	23
注:其他額定功率、額定轉速和最高轉速可以根據用戶需要定製.