變頻電機的效率測試

一 概述（需求）

隨著近幾年科技的發展，節能是現代工業關注的重點。電機/變頻器功耗 效率 的高精度測量需求在逐漸增多。因此，對電機和驅動器進行準確的高精度的功耗效率評估，是當前需要解決的熱點問題。

二 測試難點

通過對電機的輸入電功率和輸出的機械功率，

以及中間驅動器變流環節的轉化率是該實驗的難點，難點總結如下：

1 高精度、寬頻帶測量

2 電壓和電流的直接輸入

3 快速測量波形

4 同時顯示輸入電壓、電流 功率等參數

5 同時測量電機的扭矩和轉速

6 輸入輸出在同一時刻的比值從而計算出效率

易錯點：用兩臺表測試輸入輸出，由于測試時鐘不統一，導致不是同一時刻的功率，使得結果造成了巨大的誤差。

三 方案

方案如上圖所示,整個系統工作原理:

首先，三相正弦交流電源輸入給變流設備(即變頻器驅動器)，通過變流設備輸出后，波形變為脈動直流波形，給電機提供電源，電機給負載提供動力。

我們測試思路是：通過儀器測試輸入端的電源提供的功率，同時測試驅動器輸出端的功率，并且通過轉速扭矩傳感器得到轉速扭矩，進而計算得到機械效率。

若想計算驅動器的效率，用驅動器前后輸出（位置2）比上輸入（位置1）功率，即可得到變頻器驅動器的轉化效率。如果想計算電機輸出的機械效率，可以用轉速扭矩傳感器前后的輸出（位置3）比上輸入（位置2）即可通過公式計算，得到電機的機械能的轉化效率。依次類推，可以通過整個系統前（位置1）后（位置3）功率比值，得到整個系統的效率。

四 推薦測試設備

若要克服以上幾個難點，本測試可采用青島青智儀器的型號為89621A1六通道功率分析儀，同時選配增加轉速扭矩接口，可一次性解決上述測試的問題。

8962A1是一款六通道功率分析儀，可以測試三路輸入和三路輸出，并且通過選配轉速扭矩接口所關聯的傳感器，測的電機的轉速和扭矩，進而得到電機輸出的機械功率。

8962A1解決了三個位置的在同一時刻的功率。有了這三個位置的功率，我們可以輕松的計算出驅動器的效率，以及電機的效率，甚至計算出整個系統（驅動器加電機）的效率。

8962A1優勢：

1、1-6通道自由選配，可擴展電機專用接口，多模式，多量程選擇，靈活自由。

2、精度0.1級  ±（讀數0.1% + 量程0.05%）；

3、應用FPGA+ARM 處理器，16位AD芯片6通道電壓、電流同時采樣；

4、帶寬300kHz、DC。采樣速率200k/s，數據更新周期自由可調（50ms、100ms、200ms、500ms、1s、2s、5s、10s、20s），*快可到10ms；

5、電壓（1000VAC/1500VDC）電流（50A）各8個檔位切換，測試功率范圍更寬；

6、1-500次諧波測試，支持基波范圍10Hz-10kHz；并可增加間諧波測試功能；

7、多模濾波。線路濾波支持1KHz、500-100kHz截止可調；頻率濾波支持1KHz、10Hz-50kHz截止可調；

8、支持外部傳感器接入，自由擴大電壓、電流的測試范圍；

9、8英寸彩色觸摸屏，操作更便捷；

10、通訊接口豐富，標配USB、RS485、RS232、以太網口。