Тестирование гибких двигателей для различных типов и характеристик двигателей | Серии FGI FD800 VFD применяется в испытательном стенде двигателей сзади к спине

В исследованиях и разработках двигателей, проверке производительности и заводских испытаниях стенд двигателей должен учитывать различные типы двигателей, уровни напряжения, мощность, скорости и условия нагрузки. Это предъявляет высокие требования к гибкости приводной системы, возможности загрузки и скоординированному управлению.

Для проекта испытательного стенда двигателя сзади к спине на заводе взрывоустойчивых двигателей в Наньяне FGI применила двигатель серии FD800 Variable Frequency Drive (VFD) для создания системы управления приводом и нагрузкой. Система использует общую архитектуру шины постоянного тока, позволяющую отдельным инверторным блокам работать независимо или параллельно в соответствии с требованиями теста.

С такими функциями, как традиционная нагрузка сзади, нагрузка с наложенной частотой и отслеживание скорости, система поддерживает более широкий спектр испытаний двигателей.

Во время ввода в эксплуатацию на месте система успешно использовалась для испытаний синхронных и асинхронных двигателей, а также двигателей под напряжением 380 В и 660 В. Через интерфейс RS485 с коммуникацией Modbus FD800 также был интегрирован с диспетчерским компьютером клиента для централизованного управления и мониторинга состояния работы.

Испытательный стенд «Мотор спина к спине»

Испытательная стенда предназначена для испытаний производительности и нагрузочных испытаний различных типов электродвигателей.

Система использует механическую конфигурацию «спина к спине», при этом испытываемый мотор (MUT) находится на стороне привода, а нагрузочный мотор — на тестовой. MUT отвечает за работу двигателя, а нагрузочный двигатель обеспечивает контролируемый крутящий момент нагрузки.

Основанный на общей архитектуре шины постоянного тока, VFD серии FD800 образует интегрированную систему привода и загрузки. Различные стратегии управления и нагрузки могут быть настроены в зависимости от тестируемого мотора.

Для двигателей с разной мощностью инверторные блоки могут работать независимо или параллельно для увеличения доступной выходной мощности. Это позволяет одной тестовой платформе охватить более широкий диапазон мощности мотора без необходимости полностью разной конфигурации приводов для каждого объекта.

Испытания на месте охватывали синхронные двигатели, асинхронные моторы и двигатели 380 В/660 В, демонстрируя адаптивность FD800 к различным требованиям испытаний двигателей.

Ключевые требования

1. Адаптация к различным характеристикам двигателя

Платформа испытаний двигателей на взрывозащищённом заводе Nanyang должна обслуживать двигатели с разными типами, напряжениями и мощностью.

Синхронные и асинхронные двигатели имеют разные характеристики управления. В то же время в тестовых объектах входят двигатели с разными уровнями напряжения, такими как 380 В и 660 В, а также с разной ёмкостью.

Поэтому тестовая система должна обеспечивать достаточную гибкость и масштабируемость емкости, позволяя корректировать конфигурацию и стратегию управления в зависимости от каждого объекта тестирования.

2. Стабильная работа спина к спине и гибкая нагрузка

Во время испытания двигателя с обратной стороны двигателя и нагрузочная стороны должны работать в координации при различных условиях скорости и нагрузки.

Двигатель нагрузки может уже вращаться до того, как его введут в процесс испытаний. Поэтому приводная система должна определять текущую скорость и плавно устанавливать выходную мощность, а также обеспечивать регулируемый крутящий момент нагрузки в соответствии с требованиями теста.

Это требует как стабильной синхронизации, так и гибких возможностей загрузки.

3. Централизованное управление и интеграция систем

Испытания мотора включают управление приводом, контроль нагрузки, изменение рабочего состояния и мониторинг в реальном времени.

Таким образом, система привода должна взаимодействовать с существующей системой надзора клиента. Это позволяет операторам управлять обеими сторонами стенда с централизованного интерфейса, настраивать рабочие параметры и отслеживать состояние оборудования на протяжении всего испытания.

Решение и конфигурация системы

Для удовлетворения этих требований FGI разработала общее решение для тестирования двигателя шины постоянного тока на базе VFD серии FD800.

Система в основном состоит из входной секции питания, выпрямителя, секции фильтрации постоянного тока, общей шины постоянного тока и инверторных блоков. Каждый инвертор может выполнять либо функцию привода, либо нагрузки в зависимости от конфигурации теста.

Инверторные блоки также могут работать независимо или параллельно в зависимости от необходимой тестовой мощности.

Во время типичного теста сначала тестируемый двигатель работает на необходимой скорости и рабочем состоянии. FD800 на стороне нагрузки использует функцию отслеживания скорости для определения текущего вращательного состояния двигателя и плавного установления выхода перед входом в процесс загрузки.

В дополнение к традиционной нагрузке сзади к последовательности, система также завершила функциональную верификацию наложенной частоты, предоставляя дополнительный метод моделирования конкретных испытательных условий.

Для системной интеграции FD800 связывается с супервизионным компьютером клиента через RS485 и протокол Modbus. Операционные команды, параметры и информация о состоянии могут обмениваться между VFD и системой управления верхним уровнем.

Ключевые технические преимущества и ценность применения

Многомоторная, многовольтная и многоёмковая адаптивность

Испытательная платформа успешно завершила испытания с участием синхронных двигателей, асинхронных двигателей и двигателей напряжением 380 В/660 В.

FD800 может быть настроен с разными стратегиями управления в зависимости от типа двигателя и требований к испытаниям. Для различных мощностей инверторные установки могут работать независимо или параллельно для увеличения доступной ёмкости.

Используя одну гибкую платформу привода для тестирования двигателей с разными типами, напряжениями и уровнями мощности, решение может повысить универсальность и эффективность испытательного стенда моторов.

Общая шина постоянного тока для улучшения энергопотребления

Система использует общую архитектуру шины постоянного тока, позволяя дисковой и загрузочной сторонам использовать одну и ту же шину постоянного тока.

При работе с обратной стороной регенеративная энергия, генерируемая со стороны нагрузки, может передаваться через общую шину постоянного тока и использоваться на стороне привода. Это обеспечивает обмен энергией между приводной и нагрузочной секцией и может повысить общее энергопотребление системы.

Множественные методы загрузки для расширения возможностей тестирования

Двигатель со стороны нагрузки прикладывает противодействующий крутящий момент на тестируемый двигатель, имитируя различные условия работы и нагрузки.

В дополнение к традиционной нагрузке подряд, проект также проверял функцию нагрузки с наложенной частотой. Это даёт тестовой платформе большую гибкость при выборе методов загрузки в соответствии с разными целями тестирования и расширяет спектр испытательных условий, которые можно охватить.

Отслеживание скорости для плавного включения мотора

Нагрузочный двигатель обычно уже вращается до входа в процесс загрузки.

FD800 использует функцию отслеживания скорости для определения текущей рабочей скорости двигателя и плавного определения выхода на основе обнаруженного состояния. Это позволяет нагрузочной стороне работать контролируемо и помогает снизить потенциальное воздействие тока и крутящего момента во время включения.

RS485 + Modbus для бесшовной интеграции тестовой системы

FD800 взаимодействует с управляющим компьютером клиента через RS485 и Modbus.

Операторы могут использовать интерфейс управления верхним уровнем для управления приводом и нагрузкой, настройки рабочих параметров и мониторинга состояния оборудования. Это позволяет VFD работать как неотъемлемая часть общего процесса тестирования моторов клиента, а не как изолированное устройство привода.

Результаты применения

После ввода в эксплуатацию и тестирования на месте FD800 успешно поддерживал последовательные испытания двигателей с разными типами, уровнями напряжения и мощностью.

Проект проверял ключевые функции, включая:

• Обычная нагрузка сзади к спине

• Нагрузка с наложенной частотой

• Отслеживание скорости

• Независимая работа инвертора

• Параллельная работа инвертора

• RS485 + Modbus связь

• Централизованное управление и мониторинг состояния

С точки зрения конфигурации системы, инверторные блоки могут работать независимо или параллельно в зависимости от необходимой тестовой мощности.

С точки зрения энергетической архитектуры, общая шина постоянного тока обеспечивает обмен энергией между сторонами привода и нагрузки.

С точки зрения управления, связь RS485 + Modbus позволяет интегрировать FD800 с системой надзорных испытаний клиента для централизованной эксплуатации и мониторинга.

В целом решение соответствует требованиям тестовой платформы по совместимости с несколькими двигателями, гибкому покрытию ёмкости и диверсифицированным условиям испытаний.

Заключение

Применение VFD серии FGI FD800 в этом испытательном стенде двигателей back-to-back сочетает в себе общую архитектуру шины постоянного тока с гибкой конфигурацией инвертора, несколькими способами загрузки, отслеживанием скорости и коммуникацией RS485 + Modbus.

Система успешно поддерживала испытания синхронных и асинхронных двигателей, а также двигателей на 380 В и 660 В, при этом проверяя традиционные функции нагрузки с обратной нагрузкой и наложенной частотой.

Проект демонстрирует возможности серии FD800 в многомоторной адаптации, гибкой конфигурации мощности, тестировании с общим DC-шинами и интеграции тестовой системы.

Для производителей автомобилей, научно-исследовательских лабораторий и испытательных центров производительности двигателей такой гибкий архитектурный подход на основе VFD предоставляет практическое решение для создания испытательных платформ, способных справляться с более широким спектром характеристик и условий эксплуатации двигателей.