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电力测功机电能处理的几种方式
文章来源:纳胜科技 时间:2016-06-02 11:28:59 点击数:290

众所周知,在交流电力测功机处于加载状态时提供阻转矩(发电运行),会产生额外的电能,因此对于不同试验环境下的电力测功机试验系统,电能的处理成为关键。目前,关于电力测功机试验台架电能的处理有以下几种方式:通过共直流母线系统实现能量的闭环回馈(如传动系统试验台、变矩器试验台等);采用制动电阻消耗(如发动机试验台架等);通过AFE能量回收前端,将产生的电能无干扰的回馈电网(如发动机试验台架等)。

   不同形式的电能处理方式的选择,受制于用户试验室管理的政策、试验台架动力输入端驱动设备的选择、能量处理单元的成本和效果;但是,根据用户的实际情况,为用户提供恰当、经济的电能处理形式,无疑对用户具有极大的价值!
  第一种方式:共直流母线形式
 共直流母线形式的实质就是整流单元 + N个逆变器。这种形式的巧妙是利用所有的负载特性,将电动与发电的负荷合理的分配,实现自己发电自己用的状态。反馈能量只在电力测功机直流母线上流动,不回到电网,所以对电网没有干扰,不会影响电网上其他仪器设备的运行。整个试验台具有良好的动静态性能,不需要散热设备和冷却水,试验时简洁方便,符合节能环保要求。

  电力测功机矢量变频器

  第二种方式:制动电阻箱耗能
  制动电阻箱耗能是常见的方式,通过电阻箱将电力测功机产生的电能以热能的形式消耗掉,其实质是:变频器 + 制动单元和制动电阻,在中小功率的交流四象限传动系统里,可以广泛应用。但是存在下述缺点,一是试验环境恶劣对环境有影响,特别是夏天,电阻箱上有高温、需特殊放至,并有安全防护措施;二是由于能量白白的浪费,故用户的试验成本较高,特别对于发动机制造和试验任务繁重的单位而言,该项资源的合理利用(通过下述第三种方式),可以为用户带来巨大的收益。

  电力测功机制动电阻
 
  第三种方式:能量回收电网
  该方式一方面能够有效的利用电力测功机产生的电能,另一方面正弦波电流回馈方式能够降低输入电流谐波至5%以内,保持网侧功率因数至单位功率因数,有较好的节能效果,具有主动无功补偿、主动消除谐波、在线稳压功能。无须输入和直流电抗器也不会对电网产生干扰,在电网电压较低或波动较大时保持测功机足够的转矩输出并保持加载稳定,不漂移,具有卓越的动态特性。可以消除变频器对仪器的电磁干扰及谐波干扰。
能量回收电网的实质是:变频器 + AFE能量回馈单元,可以实现对称的四象限特性。AFE主动前端采用IGBT组成三相桥式结构,实现电网与变频器直流母线间能量的双向流动。由于AFE主动前端摒弃了落后的固定桥式二极管整流模式,无论在整流还是在回馈状态下工作时,都是通过IGBT开关状态的切换来实现相应的功能,因此使用了AFE主动前端后,无论在整流还是在回馈状态下,变频器的网侧电流都是谐波很少的正弦波,功率因数也接近于1,大大减小了对电网的干扰。同时变频器采用了AFE主动前端后,由于可以实现前端能量的双向流动,因此可以应用于各种需要电机四象限运行的场合中,以及各种惯性负载的电机拖动系统中。
 
同时, AFE 整流回馈单元使用电网净化滤波器和进线电抗器以及 IGBT 功率元件技术,因此 AFE 系统使电网没有谐波,故网侧电流比较小,因而网侧元件的尺寸也比通常系统的所用元件尺寸小,能量转换效率更高。同样功率的变频器,AFE单元产生的谐波比其他的整流方式要小很多。不会对工厂的电网造成严重的谐波污染,也不受电网波动的影响, 具有卓越的动态特性。因此,AFE 整流回馈单元在这方面具有不可替代的优势。