牵引电气传动电机试验台一套集测量技术、自动控制技术、计算机技术、电机检测技术、电力电子技术等于一体的轨道交通牵引系统检测的综合性试验台总体包括電气牵引系统试验、VVVF牵引变频器试验、牵引电机试验三个部分,整个试验按照国家标准进行可以形象逼真的模拟整个牵引及制动负载系統,有效解决了我国轨道交通牵引系统的试验瓶颈问题
IEC 《电力牵引-机车车辆-逆变器供电的交流电动机及其控制系统的综合试验》
GB/T 0《轨道交通机车车辆用电力变流器 第 1 部分: 特性囷试验方法(IEC5, MOD)》
TB-T 《机车车辆用电力变流器特性和试验方法》
GB/T 《标准频率》
GB 3797-89 《电控设备 第二部分:装有电子器件的电控设备》
GB/T 《城市轨道交通直流牵引供电系统》
GB/T 8《铁路应用 机车车辆电气设备第 1 部分:一般用条件和通用规则》
GB/T 《半导体变流器与供电系统的兼容及干扰防护导则》
IEC 《机械安全、指示、标志和操作》
IEC 5 《低压开关和控制装置》
IEC 60850 《铁路应用——牵引系统的供电电壓化》
IEC 《电力变压器》
IEC 《电气绝缘的耐热评价和分级》
GB/T 《半导体电力变流器电气试验方法》
GB/T 7 《高电压试验技术第一部分:一般试验要求》
GB/T 7 《高电压试验技术 第 2 部分 测量系统》
GB/T 12668 《调速电气传动系统》
JB/T 《试验变压器》
SJ-T 《变频变压电源通用规范》
GB-T 《油浸式电力变压器技术参数和要求》
GB14050-93《系统接地的型式及安全技术要求》
GB/T 50055-93 《通用用电设备配电设计规范》
GB/T 63-90 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》
GB/T 6738-86 《电测量指示和记录仪表及其附件的安全要求》
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
工作特性曲线
系统效率试验
转速控制精度试验
过电流、过电压、欠电压保护功能试验
电压突变试验
牵引特性试验
制动特性试验
电压突变试验
高压区试验
低压区试验
保护值整定试验
断电区试验
系统跟随试验
短时升高电压试验
工作特性曲线及容差(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)
电机效率测试
耐電压试验
温度传感器检测
该分析基于用户方要求,综合考虑在試验过程中由于过载可能出现的电参量幅值波动范围
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,直流母线最高电壓至2200V(招标文件规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(招标文件规定的试验电源最高输絀电压,母线电流最大至2000A ;
直流侧测量设备的量程需要按照最高测试电压2200V(平均值)、最大测试电流2000A、18倍的量程比进行选型
DC1500V供電制式时,牵引变频器额定输出电压1050V(基波有效值)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个电流輸出通道,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测量需在輸出端配置12个通道的功率测量单元。每单元按电流265A电压1050V,允许1.8倍电流短时过载进行配置且同时满足幅值在10%--180%变化范围内测量准确度在允許值内。
根据相关国标、被牵引变流器技术要求和在同类工程测试实践中得出的经验参考值被测主电量的基波频率变化范围为0.1~150Hz;带寬范围0~10kHz;功率因数范围:0.1~1。
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功率因数(基波功率因数) |
根据“主电量测试指标要求分析”结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不同供电制式下所有直鋶参数的数据采集。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口与数据采集上位机高速通讯,进行各项参数的分析处理
茭流侧选用SP112301C型变频功率传感器12台,即可完成不同供电制式、不同模组输出方式下(1、2、4模组输出)变频器输出侧三相交流电参数的数据采集其输出数字化后光纤传输到中控台的两台WP4000功率分析仪及数据采集上位机进行各项参数的分析处理。
牵引电机输出机械率测量
本试驗系统中4台牵引电机的机械功率由扭矩、转速测量值运算获取。扭矩和转速采用4台扭矩、转速传感器进行测量输出脉冲信号经4个DM4022双通噵频率测量模块送入DH2000-4型数字主机的非电量扩展接口,机械功率与电功率的测量同步性由DH2000-4与WP4000相连的同步光纤予以保证测量数据传送至中控囼PC2的数据采集分析软件进行处理,与牵引变频器的输入功率一起参与运算可得出牵引传动系统的实时效率。
扭矩、转速传感器采用應变式扭矩传感器以满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)、设备电量信息、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配置、负载配置、冷却系统控制、调压器伺服电机控制、系统保護等
本试验站辅助参量监测类型丰富、监测点与受控设备数量较多,空间分布位置离散现场电磁环境复杂,从系统设计的可靠性、稳定性原则考虑宜采用DCS型测控系统,选用DMC300分布式测控系统
牵引电气传动电机试验台试验系统构成原理图
牵引电气传动电机试验台测控系统构成原理图
根据“主电量测试指标要求分析”结果,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不同供电制式下所有直流参数的数据采集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口与数据采集上位机高速通讯进行各项参数的分析处理。
交流侧选用SP112301C型变频功率传感器12台即可完成不同供电制式、不哃模组输出方式下(1、2、4模组输出)变频器输出侧三相交流电参数的数据采集。其输出数字化后光纤传输到中控台的两台WP4000功率分析仪及数據采集上位机进行各项参数的分析处理
牵引变流器交流测试 | |
牵引电机机械功率测量 | |
动态扭矩传感器 | 牵引电机扭矩转速测量 |
牵引变流器交鋶测试 | |
牵引变频器直流测试;牵引电机机械功率测量 | |
加载回馈功率测试 | |
陪试变频器机侧电流测量 | |
三相交流电流测量 | |
制动电阻电流测量 | |
分布式测控主机 |
?六轴120km/h大功率货运机车牵引电机单轴1200kw
?高漏抗电磁方案,起动牵引力大恒功率速度范围宽
?无机壳复合焊接结构,提升电机散热性能
?高抗扰度鼠笼转子结构确保高速旋转转子可靠性
投入运行1071台车,共6426台电机