西門子6RA70用于電機試驗臺的分析與仿真
朱坤，張奕黃
(北京交通大學，北京100044)
摘要：研究了西門子6RA70系列全數字直流調速系統的特點及功能，將其應用在實驗室中用于l00kw和400kw兩個功率等級的電動機和發電機的研究性試驗的平臺，并針對試驗臺的需要，對西門子6RA70876GV62的使用方法進行詳細說明，仿真結果證明該設備用于電機試驗臺的可行性。
關鍵詞：直流調速系統；電機試驗臺；仿真
中圖分類號：TM33 文獻標識碼：A 文章編號：100l4—7018(2008)08—0017—03
0 引 言
目前，隨著測試理論的豐富以及自動測試系統的的應用，電機的測試技術也有了突飛猛進地發展。本文所介紹的電機試驗臺主要用于我實驗室研究的變頻電機和開關磁阻電機。
直流電動機具有良好的起、制動性能，宜于在廣泛范圍內平滑調速，在需要高性能可控電力拖動領域得到了廣泛應用。試驗臺負載采用直流電機，由數字化直流調速器-西門子6RA70控制負載電機完成被試電機電機性能試驗。
根據使用情況，直流傳動通常是成本較低的傳動解決方案，它具有性能可靠、操作舒適和運行平穩等優點，因此應用于許多工業領域。直流調速裝置有實現成本較低的四象限運行，轉速較低時持續運轉，即使在轉速較低時也能提供全部轉矩，較高的起動轉矩，在恒功率時有較大的調速范圍，較小的占地面積和高可靠性等特點。
1試驗臺結構
本試驗臺是主要用于l00kw和400kw兩個功率等級的電動機和發電機的研究性試驗的平臺。由西門子6RA70控制負載直流電機實現加載(發電機狀態)和反拖(電動機狀態)。 l00kw和400 kw分別做成兩套機械臺架，完成電動機起動特性試驗，空載、負載、堵轉試驗，溫升試驗、變頻電機的恒轉矩和恒功率試驗等。同時，在負載直流電機做發電機狀態時，直流凋速器自動跟蹤三相交流電的相位和頻率，將發出的電能反饋上電網。
兩套臺架機械結構完全一樣。每套臺架由被試電機、轉矩轉速傳感器、減速箱、負載電機等幾部分組成，其機械結構示意圖如圖1所示。
2直流調速系統
數字化直流調速系統的核心調速單元選用西門子6RA70。sIMOREG 6RA70系列整流裝置為三相交流電源直接供電的全數字控制裝置，其結構緊湊，用于可調速直流電機電樞和勵磁供電，主回路進線電壓統一使用3Ac575V，而電樞電壓可以根據被測對象進行設定，****為600V，****可為10 V；裝置額定電流范圍為15～3000 A，并可通過并聯sIMO—REG整流裝置進行擴展，這樣一臺調速器就可以滿足兩臺電機的試驗要求。
根據不同的應用場合，可選擇單象限或四象限工作的裝置，裝置本身帶有參數設定單元，不需要其它的任何附加設備即可完成參數的設定。所有的控制、調節、監視及附加功能都由微處理器來實現。可選擇給定值和反饋值為數字量或模擬量。利用實驗室原有兩臺直流測功機：型號為zc423／18—4的100k w電機，型號為zc493／35-4的400 kw電機，且因為試驗臺需實現電機的四象限運行，經過參數比較選用西門子6RA7087-6Gv62。其技術參數
如下：
電樞額定電壓：3Ac575 V(+百分之10／-百分之20)
電樞額定輸入電流：705A
勵磁額定電壓：2Ac460 V(+百分之10／百分之20)
額定直流電壓：600 V
額定直流電流：850 A
額定勵磁直流電壓：****375 V
額定勵磁電流：30 A
西門子6RA7087—6Gv62為四象限工作裝置，
功率部分為兩個三相全控橋，勵磁回路采用單相半控橋。全數字直流調速裝置主回路設計如圖2所示。
1u1、1V1、1w1為系統提供三相電源，3ul、3w1為勵磁提供電壓，5u1、5g1為調速裝置提供控制電壓，lcl、1D1為電機電樞提供電樞電壓，3c、3D為勵磁繞組提供勵磁電流。
3軟件設計及調試
3 l軟件設計
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