专利名称：永磁同步电动机试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种试验装置，主要应用于永磁同步电动机的出厂和型式试验。
背景技术：
随着高性能永磁材料的发展，永磁同步电动机的生产技术得到了飞速的发展。电机在生产、使用时，用户都要对产品进行各种试验，以检查电机的质量是否符合 国家标准，确定电机的电气和机械性能是否达到技术要求，电机测试对电机设计及制造有
着非常重要的意义。根据永磁同步电机的结构特点，传统的发电机组作为试验电源已经不能满足永磁 同步电动机的控制需求，采用变频器进行矢量控制能够实现永磁同步电机的高精度、高动 态性能、大范围调速或定位控制。但是目前使用的单一变频器驱动电动机时只能满足相同 容量等级的电机试验电源需求，效率低，控制复杂，系统工作不稳定。
发明内容本实用新型的目的是提供一种控制方便、一机多用、节省能源的永磁同步电动机 试验装置。本实用新型采用变频技术和虚拟仪器技术相结合的方式，由电源输入单元、变频 电源单元、测量单元、电源输出单元、控制单元、电动机组成，其特征在于所述的变频电源单元、电动机分别为两台型号相同、参数相等的第一、第二变频电 源单元和第一、第二电动机；所述的控制单元与电源输入单元、第一变频电源单元、第二变 频电源单元、测量单元电连接；测量单元依次连接有电源输出单元、第一电动机、第二电动 机和编码器。所述的第一、第二变频电源单元包含有变频器、滤波器、升压变压器并电连接。所述的测量单元包含有电压测量单元、扭矩转速测量单元和电流测量单元并电连 接。所述的控制单元包含有工控机、控制设备和数据显示设备并电连接。本实用新型由控制单元控制其运行并由测量单元进行变频电源输出测量。试验 时，由电源输入单元输出电源给指定的变频电源单元，变频电源单元由控制单元控制输出 相应频率的电压给测量单元并由电源输出单元输出给电动机，同时控制单元对测量单元的 数据进行采集、计算和显示测量结果。本实用新型的优点在于1变频电源单元由变频器、升压变压器和滤波器组成，取代了传统的发电机组，可 以巧妙的利用了低压变频器来做不同电压等级的永磁同步电动机试验，打破了低压变频器 只能拖动低压电机的传统。2采用两台同型号的变频电源单元和两台同型号永磁同步电动机对拖的方式进行 负载试验和温升试验。试验时，被试电机运行在电动状态，陪试电机运行在发电状态，陪试电机发出的电能反馈到变频电源单元内部实现电能的内部循环，节约电能。3试验采用变频电源单元进行闭环矢量控制，提高了控制精度。同时将陪试永磁同 步电动机进行直接转矩控制，提高了对被试电机施加负载的准确性。4控制单元采用虚拟仪器技术，将计算机、试验模块、测试仪表、应用软件完美结 合，实现对数据的传输、存储、分析、处理及波形显示，操作方便、自动化程度高。

图1为本实用新型结构原理框图。图2为控制单元7内部原理图。图中1、电源输入单元，2、第一变频电源单元，3、变频器，4、滤波器，5、升压变压器， 6、第二变频电源单元，7、控制单元，8、测量单元，9、电压测量单元，10、电流测量单元，11、扭 矩转速测量单元，12、电源输出单元，13、第一电动机，14、第二电动机，15、编码器，16、工控 机，17、数据分析软件，18、试验操作软件，19、远程通信，20、数据库，21、控制设备，22、数据 显不设备。
具体实施方式
本实用新型的永磁同步电动机试验装置，由电源输入单元1，第一变频电源单元 2，第二变频电源单元6，控制单元7，测量单元8，电源输出单元12，第一电动机13，第二电动 机14和编码器15组成。其中，第一、第二变频电源单元2、6及第一、第二电动机13、14型 号相同、参数相等。第一、第二变频电源单元2、6由变频器3、滤波器4、升压变压器5电连 接而成。控制单元7由工控机16、控制设备21、数据显示设备22组成，控制设备21电连接 工控机16，工控机16电连接数据显示设备22，工控机内部安装有数据分析软件17、试验操 作软件18、远程通信19和数据库20。电源输入单元1由基于虚拟仪器技术的控制单元7 控制。控制单元7与电源输入单元1、第一变频电源单元2、第二变频电源单元6、测量单 元8电连接；测量单元8连接有电源输出单元12、第一电动机13、第二电动机14和编码器 15。测量单元8内包括电压测量单元9、电流测量单元10和扭矩转速测量单元11，当进行永磁同步电动机的空载和堵转试验时，由控制单元7控制电源输入单元1 输出三相交流电源，同时给第一变频电源单元2和第二变频电源单元6并分别给两台相同 的永磁同步电动机做试验，也可以选择输出给任何一个变频电源单元供电单独做一台电动 机的试验。电源输入单元1电连接到变频器3经过控制单元7内部试验操作软件18控制 输出相应频率和电压的三相电，再经过滤波器4滤波输出到升压变压器5进行调压，升压变 压器5输出电压给电压测量单元9和电流测量单元10进行电压、电流的测量，测量单元8 电连接到电源输出单元12，电源输出单元12电连接到第一电动机13和第二电动机14。控 制单元7采集测量单元8的数据由数据分析软件17进行分析计算后保存在数据库20，并可 生成应用报表。操作者可进行本地操作也可以通过远程通信19进行远程操作，数据显示设 备22实时显示操作状态和试验结果。当进行永磁同步电动机的负载和温升试验时，由于第一电动机13和第二电动机14为两台同型号的永磁同步电动机，两者进行同轴机械连接并电连接到扭矩转速测量单元 11。第一电动机13由第一变频电源单元2驱动，第二电动机14由第二变频单元6驱动，第 一变频电源单元2和第二变频电源单元6分别电连接到控制单元7，且两变频电源单元内部 的变频器3由直流母线电连接在一起，实现电能的回馈。试验时，由控制单元7控制第一变 频电源单元2输出电源给第一电动机13供电，进行闭环矢量控制；并控制第二变频电源单 元6输出电源给第二电动机14供电，进行直接转矩控制，使第一电动机13作为被试电机运 行在电动机状态和第二电动机14作为陪试电机运行在发电机状态且两者运行方向相反， 两编码器15分别与第一电动机13和第二电动机14机械连接，分别与两变频器3电连接， 变频器3根据编码器15采集的数据来控制第一电动机13和第二电动机14的运行。
权利要求一种永磁同步电动机试验装置，由电源输入单元(1)、变频电源单元、测量单元(8)、电源输出单元(12)、控制单元(7)、电动机组成，其特征在于A、所述的变频电源单元、电动机分别为两台型号相同、参数相等的第一变频电源单元(2)、第二变频电源单元(6)和第一电动机(13)、第二电动机(14)；所述的控制单元(7)与电源输入单元(1)、第一变频电源单元(2)、第二变频电源单元(6)、测量单元(8)电连接；B、所述的测量单元(8)依次连接有电源输出单元(12)、第一电动机(13)、第二电动机(14)和编码器(15)。
2.根据权利要求1所述永磁同步电动机试验装置，其特征在于所述的第一变频电源 单元(2)、第二变频电源单元(6)包含有变频器(3)、滤波器(4)、升压变压器(5)并电连接。
3.根据权利要求1所述永磁同步电动机试验装置，其特征在于所述的测量单元(8) 包含有电压测量单元(9)、电流测量单元(10)和扭矩转速测量单元(11)并电连接。
4.根据权利要求1所述永磁同步电动机试验装置，其特征在于所述的控制单元(7) 包含有工控机(16)、控制设备(21)和数据显示设备(22)并电连接。
专利摘要本实用新型涉及一种永磁同步电动机试验装置，由电源输入单元、变频电源单元、测量单元、电源输出单元、控制单元、电动机组成，其要点是变频电源单元、电动机为两台型号相同、参数相等的第一、第二变频电源单元和第一、第二电动机；控制单元与电源输入单元、第一变频电源单元、第二变频电源单元、测量单元电连接；测量单元依次连接有电源输出单元、第一电动机、第二电动机和编码器。本实用新型控制方便、一机多用、节省能源。采用两台同型号的变频电源单元和电动机对拖的方式进行负载和温升试验，节约电能。采用变频电源单元进行闭环矢量控制，提高了控制精度。同时将陪试永磁同步电动机进行直接转矩控制，提高了对被试电机施加负载的准确性。
文档编号G01R31/34GK201622327SQ20092031328
公开日2010年11月3日 申请日期2009年10月26日 优先权日2009年10月26日
发明者刘明超, 李立中 申请人:株洲中达特科电子科技有限公司