牵引电气传动电机试验台测试系统解决计划
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- 宣布时间：2014/6/26 10:13:02
- 作者：hb_yinhe
牵引电气传动电机试验台一套集丈量手艺、自动控制手艺、盘算机手艺、电机检测手艺、电力电子手艺即是一体的轨道交通牵引系统检测的综合性试验台，总体包括电气牵引系统试验、VVVF牵引变频器试验、牵引电机试验三个部分，整个试验凭证国家标准举行，可以形象逼真的模拟整个牵引及制动负载系统，有用解决了我国轨道交通牵引系统的试验瓶颈问题。
一、牵引电气传动电机试验台引用标准及试验项目
1、牵引电气传动电机试验台引用标准
IEC 61377-1996《电力牵引-机车车辆-逆变器供电的交流电念头及其控制系统的综合试验》
GB/T 25122.1-2010《轨道交通机车车辆用电力变流器 第 1 部分： 特征和试验要领(IEC61287-1:2005, MOD)》
TB-T 2437-2006 《机车车辆用电力变流器特征和试验要领》
GB 156-1993 《标准电压》
GB/T 1980-1996 《标准频率》
GB 3797－89 《电控装备 第二部分：装有电子器件的电控装备》
GB/T 10411-2005 《都会轨道交通直流牵引供电系统》
GB/T 21413.1-2008《铁路应用 机车车辆电气装备第 1 部分：一样平常用条件和通用规则》
GB/T 10236-2003 《半导体变流器与供电系统的兼容及滋扰防护导则》
IEC61310-1996 《机械清静、指示、标记和操作》
GB/T 755-2008 《旋转电机 定额和性能》
IEC 6000947-1995 《低压开关和控制装置》
IEC 60850 《铁路应用——牵引系统的供电电压化》
IEC 60076-2000 《电力变压器》
IEC 60085-1984 《电气绝缘的耐热评价和分级》
GB/T 3859 《半导体变流器》
GB/T 14549-93 《电能质量 公用电网谐波》
IEEE std 519-1992 《电力系统谐波控制（推荐实验）》
GB/T 13422-1992 《半导体电力变流器电气试验要领》
GB/T 16927.1-1997 《高电压试验手艺第一部分：一样平常试验要求》
GB/T 16927.2-1997 《高电压试验手艺 第 2 部分 丈量系统》
GB/T 12668 《调速电气传动系统》
JB/T 9641-1999 《试验变压器》
SJ-T 10691-1996 《变频变压电源通用规范》
GB-T 6451-2008 《油浸式电力变压器手艺参数和要求》
GB/T 17626 《电磁兼容》
GB14050-93《系统接地的型式及清静手艺要求》
GB/T 50054-95 《低压配电设计规范》
GB/T 50055-93 《通用用电装备配电设计规范》
GB/T 63-90 《电力装置的电丈量仪表装置设计规范》
GB/T 6738-86 《电丈量指示和纪录仪表及其附件的清静要求》
2、牵引电气传动电机试验台引用标准及试验项目
电气牵引系统试验
空载试验
低电压、高电压、额定电压最大电流试验
堵转转矩和堵转电流试验
峰值功率试验
峰值扭矩试验
超速试验
事情特征曲线
启动试验
过载试验
系统效率试验
牵引特征试验
制动特征试验
转速控制精度试验
过电流、过电压、欠电压；すπ匝
馈电试验
电压突变试验
断电区试验
噪声试验
温升试验
故障；な匝
VVVF牵引变频器试验
牵引特征试验
制动特征试验
电压突变试验
高压区试验
低压区试验
；ぶ嫡ㄊ匝
断电区试验
系统追随试验
温升试验
负载能力试验
牵引电机试验
空载试验
短时升高电压试验
堵转试验
温升试验
事情特征曲线及容差（电压、电流、功率、效率、功率因数、转矩、频率、温度、转差频率与转速关系曲线）
超速试验
启动试验
过载试验
电机效率测试
耐电压试验
振动试验
噪声试验
温度传感器检测
轴电压丈量
二、牵引电气传动电机试验台需求剖析
1、主电量测试指标要求剖析
该剖析基于用户方要求，综合思量在试验历程中由于过载可能泛起的电参量幅值波动规模。
牵引变频器直流侧
牵引变流器额定容量1MW，最大过载输出容量为1.8倍，DC1500V供电制式时，直流母线最高电压至2200V（招标文件划定的试验电源最高输出电压）、母线电流最大至1000A；
DC750V供电制式时，直流母线最高电压至1200V（招标文件划定的试验电源最高输出电压，母线电流最大至2000A ；
直流侧丈量装备的量程需要凭证最高测试电压2200V（平均值）、最大测试电流2000A、18倍的量程比举行选型。
牵引变流器交流侧
DC1500V供电制式时，牵引变频器额定输出电压1050V（基波有用值），额定电流550A左右，在最大过载时（1.8倍容量）输出电流约1000A。
DC750V供电制式时，牵引变频器额定输出电压550V，额定电流约1050A，该制式下变频器为每相双模组或四模组输出，每组输出525A或265A，给两台或4台牵引电机供电，即最多会有12个电流输出通道，每通道265A。在最大过载时（1.8倍容量）输出电流约1900A，每通道475A左右。
综上所述，为兼容750V、1500V两种供电制式的牵引变频器输出丈量，需在输出端设置12个通道的功率丈量单位。每单位按电流265A，电压1050V，允许1.8倍电流短时过载举行设置，且同时知足幅值在10%--180%转变规模内丈量准确度在允许值内。
凭证相关国标、被牵引变流器手艺要求和在同类工程测试实践中得出的履历参考值，被测主电量的基波频率转变规模为0.1~150Hz；带宽规模0~10kHz；功率因数规模：0.1~1。
2、主电量测试要求归纳
| 序号 |
参量名称 |
幅值规模 |
基波频率规模 |
带宽规模 |
通道数 |
| 牵引变流器直流侧 |
|
|
|
|
|
| 1 |
Udc |
0~2200V |
|
10 kHz |
1 |
|
Idc |
0~2000A |
|
|
1 |
| 牵引变流器交流侧 |
|
|
|
|
|
| 2 |
三相电压 |
0～1155V（1050V*1.1） |
0.1～150Hz |
10kHz |
12 |
| 3 |
三相电流 |
0～1000A（550A*1.8） |
0.1～150Hz |
10kHz |
12 |
| 4 |
功率因数（基波功率因数） |
0.1～1 |
|
|
|
三、牵引电气传动电机试验台测试系统组成原理图
凭证“主电量测试指标要求剖析”效果，直流试验电源输出侧（牵引变流器输入）选用SP332202C型变频功率传感器一台即可完成差别供电制式下所有直流参数的数据收罗。其输出数字化后光纤传输到中控台的DH2000-2数字主机，DH2000-2通过usb口与数据收罗上位机高速通讯，举行各项参数的剖析处置惩罚。
交流侧选用SP112301C型变频功率传感器12台，即可完成差别供电制式、差别模组输出方法下（1、2、4模组输出）变频器输出侧三相交流电参数的数据收罗。其输出数字化后光纤传输到中控台的两台WP4000功率剖析仪及数据收罗上位机举行各项参数的剖析处置惩罚。
牵引电机输出机械率丈量
本试验系统中，4台牵引电机的机械功率由扭矩、转速丈量值运算获取。扭矩和转速接纳4台扭矩、转速传感器举行丈量，输出脉冲信号经4个DM4022双通道频率丈量？樗腿隓H2000-4型数字主机的非电量扩展接口，机械功率与电功率的丈量同步性由DH2000-4与WP4000相连的同步光纤予以包管，丈量数据传送至中控台PC2的数据收罗剖析软件举行处置惩罚，与牵引变频器的输入功率一起加入运算，可得出牵引传动系统的实时效率。
扭矩、转速传感器接纳应变式扭矩传感器，以知足扭矩动态响应指标的要求。
辅助参量监测主要包括开关状态（闭合断开）、装备电量信息、温度、湿度、油压、水压、流量、振动、噪声等的监测；辅助控制系统用于对试验线路按需设置、负载设置、冷却系统控制、调压器伺服电机控制、系统；さ。
本试验站辅助参量监测类型富厚、监测点与受控装备数目较多，空间漫衍位置离散，现场电磁情形重大，从系统设计的可靠性、稳固性原则思量，宜接纳DCS型测控系统，选用DMC300漫衍式测控系统。
牵引电气传动电机试验台试验系统组成原理图
牵引电气传动电机试验台测控系统组成原理图
四、牵引电气传动电机试验台系统测试装备选型
凭证“主电量测试指标要求剖析”效果，直流试验电源输出侧（牵引变流器输入）选用SP332202C型变频功率传感器一台即可完成差别供电制式下所有直流参数的数据收罗。其输出数字化后光纤传输到中控台的DH2000-2数字主机，DH2000-2通过usb口与数据收罗上位机高速通讯，举行各项参数的剖析处置惩罚。
交流侧选用SP112301C型变频功率传感器12台，即可完成差别供电制式、差别模组输出方法下（1、2、4模组输出）变频器输出侧三相交流电参数的数据收罗。其输出数字化后光纤传输到中控台的两台WP4000功率剖析仪及数据收罗上位机举行各项参数的剖析处置惩罚。
装备参数表：
| 序号 |
装备名称 |
用途 |
手艺参数 |
数目 |
| 1 |
SP332202C |
牵引变频器直流测试 |
3300V/2000A |
1 |
| 2 |
SP112301C |
牵引变流器交流测试 |
1140V/300A |
12 |
| 3 |
DM4022 |
牵引电机机械功率丈量 |
0.1—50kHz |
4 |
| 4 |
动态扭矩传感器 |
牵引电机扭矩转速丈量 |
0.2%F.S |
4 |
| 5 |
WP4000-6功率剖析仪 |
牵引变流器交流测试 |
6功率通道 |
2 |
| 6 |
DH2000-4数字主机 |
牵引变频器直流测试；牵引电机机械功率丈量 |
4通道 |
1 |
| 7 |
DM4103-1 |
加载回馈功率测试 |
1000V/1A |
4 |
| 8 |
LT505-S |
陪试变频器机侧电流丈量 |
Iem 500A |
4 |
| 9 |
DM4031 |
温度丈量 |
-40℃~400℃ |
4 |
| 10 |
DM4032 |
温度丈量 |
-40℃~400℃ |
4 |
| 11 |
DM4105-1 |
三相交流电压丈量 |
0.5V~120V |
5 |
| 12 |
DM4105-2 |
三相交流电压丈量 |
4V~1000V |
7 |
| 13 |
DM4107-2 |
三相交流电流丈量 |
25mA—6A |
12 |
| 14 |
DM4101-3 |
制动电阻电流丈量 |
1mV~250mV |
1 |
| 15 |
2000A分流器 |
制动电阻电流丈量 |
输出0-75mV |
1 |
| 16 |
DM4041 |
4-20mA测试 |
4通道，4—20mA |
4 |
| 17 |
DM4042 |
4-20mA测试 |
8通道，4—20mA |
1 |
| 18 |
DC0602 |
开关量测控 |
6输入，2输出 |
13 |
| 19 |
DMC300数字主机 |
漫衍式测控主机 |
|
2 |
五、牵引电气传动电机试验台测试系统特点简述
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