西門(mén)子6RA70用于電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的分析與仿真
朱坤，張奕黃
(北京交通大學(xué)，北京100044)
摘要：研究了西門(mén)子6RA70系列全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能，將其應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室中用于l00kw和400kw兩個(gè)功率等級(jí)的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的研究性試驗(yàn)的平臺(tái)，并針對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的需要，對(duì)西門(mén)子6RA70876GV62的使用方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，仿真結(jié)果證明該設(shè)備用于電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的可行性。
關(guān)鍵詞：直流調(diào)速系統(tǒng)；電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)；仿真
中圖分類(lèi)號(hào)：TM33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：100l4—7018(2008)08—0017—03
0 引 言
目前，隨著測(cè)試?yán)碚摰呢S富以及自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的的應(yīng)用，電機(jī)的測(cè)試技術(shù)也有了突飛猛進(jìn)地發(fā)展。本文所介紹的電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)主要用于我實(shí)驗(yàn)室研究的變頻電機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。
直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能，宜于在廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在需要高性能可控電力拖動(dòng)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。試驗(yàn)臺(tái)負(fù)載采用直流電機(jī)，由數(shù)字化直流調(diào)速器-西門(mén)子6RA70控制負(fù)載電機(jī)完成被試電機(jī)電機(jī)性能試驗(yàn)。
根據(jù)使用情況，直流傳動(dòng)通常是成本較低的傳動(dòng)解決方案，它具有性能可靠、操作舒適和運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用于許多工業(yè)領(lǐng)域。直流調(diào)速裝置有實(shí)現(xiàn)成本較低的四象限運(yùn)行，轉(zhuǎn)速較低時(shí)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，即使在轉(zhuǎn)速較低時(shí)也能提供全部轉(zhuǎn)矩，較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，在恒功率時(shí)有較大的調(diào)速范圍，較小的占地面積和高可靠性等特點(diǎn)。
1試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)
本試驗(yàn)臺(tái)是主要用于l00kw和400kw兩個(gè)功率等級(jí)的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的研究性試驗(yàn)的平臺(tái)。由西門(mén)子6RA70控制負(fù)載直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)加載(發(fā)電機(jī)狀態(tài))和反拖(電動(dòng)機(jī)狀態(tài))。 l00kw和400 kw分別做成兩套機(jī)械臺(tái)架，完成電動(dòng)機(jī)起動(dòng)特性試驗(yàn)，空載、負(fù)載、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)，溫升試驗(yàn)、變頻電機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率試驗(yàn)等。同時(shí)，在負(fù)載直流電機(jī)做發(fā)電機(jī)狀態(tài)時(shí)，直流凋速器自動(dòng)跟蹤三相交流電的相位和頻率，將發(fā)出的電能反饋上電網(wǎng)。
兩套臺(tái)架機(jī)械結(jié)構(gòu)完全一樣。每套臺(tái)架由被試電機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、減速箱、負(fù)載電機(jī)等幾部分組成，其機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
2直流調(diào)速系統(tǒng)
數(shù)字化直流調(diào)速系統(tǒng)的核心調(diào)速單元選用西門(mén)子6RA70。sIMOREG 6RA70系列整流裝置為三相交流電源直接供電的全數(shù)字控制裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊，用于可調(diào)速直流電機(jī)電樞和勵(lì)磁供電，主回路進(jìn)線電壓統(tǒng)一使用3Ac575V，而電樞電壓可以根據(jù)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行設(shè)定，****為600V，****可為10 V；裝置額定電流范圍為15～3000 A，并可通過(guò)并聯(lián)sIMO—REG整流裝置進(jìn)行擴(kuò)展，這樣一臺(tái)調(diào)速器就可以滿足兩臺(tái)電機(jī)的試驗(yàn)要求。
根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，可選擇單象限或四象限工作的裝置，裝置本身帶有參數(shù)設(shè)定單元，不需要其它的任何附加設(shè)備即可完成參數(shù)的設(shè)定。所有的控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)視及附加功能都由微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)�？蛇x擇給定值和反饋值為數(shù)字量或模擬量。利用實(shí)驗(yàn)室原有兩臺(tái)直流測(cè)功機(jī)：型號(hào)為zc423／18—4的100k w電機(jī)，型號(hào)為zc493／35-4的400 kw電機(jī)，且因?yàn)樵囼?yàn)臺(tái)需實(shí)現(xiàn)電機(jī)的四象限運(yùn)行，經(jīng)過(guò)參數(shù)比較選用西門(mén)子6RA7087-6Gv62。其技術(shù)參數(shù)
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(lì)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(lì)磁直流電壓：****375 V
額定勵(lì)磁電流：30 A
西門(mén)子6RA7087—6Gv62為四象限工作裝置，
功率部分為兩個(gè)三相全控橋，勵(lì)磁回路采用單相半控橋。全數(shù)字直流調(diào)速裝置主回路設(shè)計(jì)如圖2所示。
1u1、1V1、1w1為系統(tǒng)提供三相電源，3ul、3w1為勵(lì)磁提供電壓，5u1、5g1為調(diào)速裝置提供控制電壓，lcl、1D1為電機(jī)電樞提供電樞電壓，3c、3D為勵(lì)磁繞組提供勵(lì)磁電流。
3軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試
3 l軟件設(shè)計(jì)
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