技术应用ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＭＡＲＫＥＴ
项勤建１，王 皓２
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（１．四川东方电气自动控制工程有限公司，四川德阳６１８０００；
２．东方汽轮机有限公司，四川德阳６１８０００）
摘 要：电机性能测试包括热试验，空载试验、负载试验、堵转试验等，而变桨系统的负载试验是模拟风场的实际情况，即各种风况下进行的一种测试，该项测试尤为重要。就变桨系统的加载测试进行了探讨，力求到适合公司实际情况的变桨加载测试系统。 关键词：加载测试；变桨电机；电加载
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１９．０１．０９７
! 引言
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变桨控制系统作为风力发电机子系统是非常重要的，关系到风机系统的安全性。变桨系统不仅要完成风
机功率调节、还需要保证风机在紧急情况下能够迅速回到安全位置并停机。变桨系统必须经过严格的测试，才能允许在风场安装并运行。测试人员必须严格按《２．５ＭＷ变桨系统调试规范》和《２．５ＭＷ变桨系统测试规范》中规定的步骤进行每一步测试，并做好记录。测试项目主要包括功能测试、电磁兼容测试、振动测试、防护等级测试、高低温测试、盐雾测试、离心力测试、电机负载测试等，其中任何一步测试不通过都不能进行下一步测试，只有测试通过才能允许出厂。本文就电机负载测试进行必要的研究。
" 变桨加载测试系统简介
变桨加载测试系统结构由扭矩传感器、加载变频电机、编码器、变频回馈加载控制器、卸荷电阻箱、计算机、机械加载装置等组成；再加上变桨控制系统及变桨电机便组成了完整的变桨加载测试系统。对于风电生产厂家，加载试验台是必要的。加载试验台可完成现场各种风况和载荷的模拟，有利于对变桨系统进行系统级测试。
# 负载选择
电机性能试验一般有：热试验（温升）、空载试验、负载试验、堵转试验、Ｍ－Ｓ（扭矩－转速）曲线及其他试验。要完成这些试验，最重要的是要有好的负载。
谱进样瓶一般的负载，例如电涡流测功机、电阻负载发电机等只能适合高速下加载，磁粉制动器只适合低速下加载，且加载能量都以发热的形式浪费。选择１台同步伺服电机作为负载，使其工作在恒扭矩模式。控制加载电机的扭矩便可实现负载的任意可调。
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１台伺服电机加１台变频回馈加载控制器即伺服驱动器加上一些放电电阻，占地面积大大减少，操作使用简单，而且可以做到真正的软启动，易于实现计算机自动测试。
% 原理简介
２．５ＭＷ变桨系统采用交流电机，从而交流变频电回馈加载器由１台变频电机和１台ＤＪＺ－Ｊ控制器组成。ＤＪＺ－Ｊ交流变频电回馈加载器是利用交流变频电机作为负载电机，通过１台四象限矢量工程变频装置调节负载并进行能量回馈。它和扭矩传感器配接，即组成性能优良的交流电力测功机。
作为测功机，必须完成加载和测功（测扭）两项功能。跟传统的测功机构不一样，选用市场上成熟的批量生产的电机和扭矩传感器去组合成１台测功机，这样的测功机成本低，可靠性好。四象限运转，即既可以作发电机运转，也可以作电动机运转；既可以正向加载，也可以反向加载。这对于类似于发动机试验需要倒拖，变速箱试验需要正反加载等试验是非常理想的。另外，由于采用发电回馈加载，具有节能效果。尤其是对于采用母线回馈式的疲劳寿命试验，节能效果非常可观。在额定转速以下可
以保持恒扭矩加载（０转速甚至反转），额定转速以上可以恒功率加载。且由于加载器本身并不消耗加载功率（回馈电网或输入端），所以加载器无需类似水力测功机需要大量用水作为介质和类似电涡流测功机需要用水进行冷却的装置。
$ 系统转矩控制原理
转矩采用双闭环控制，由转矩外环和电流内环组成。负载转矩由操作人员通过上位机设定。转矩传感器产生转矩反馈信号与给定信号相比较，其差值输入到ＰＩ转矩环，经转矩调节器调节后的输出电压即为电流调节器的给定值。电流反馈信号自励磁线路的电流互感器取出，与电流给定比较后，其差值决定电流调节器输出值去触发控制ＩＧＢＴ，从而控制了发电机的励磁电流，达到使发电机转矩与给定值一致。常用的控制算法是ＳＶＰＷＭ，即空间矢量脉宽调制。
怎么自制纳米胶带* 加载测试
通过加载台专用上位机软件设定加载扭矩，给２．５ＭＷ变桨设置合适的加载扭矩。同时需设定最大扭矩值，以保护加载测试台。被测变桨电机可以工作在额定转速以下。一般加载转速在０～９度／秒之间，加载时间宜２ｈ以上。另外，可以设置加载曲线，曲线横坐标为时间，纵坐标为扭矩，也就是时间和扭矩可设，这样使加系统工作在可变扭矩状态，与现场时间情况也更加吻合。
+ 结语
变桨系统加载测试是模拟风场实际情况，可以模拟不同风速下变桨电机承受的载荷，所以加载测试至关重要，必须将潜在的问题及早发现，避免运到风场才发现问题，减少维修与更换风机备件带来的人力和物力损失，同时也会带来更多的发电量。参考文献：
［１］ 丘静，徐大林，孔屹刚．风电机电动变桨距系统变增益模糊控制仿真研究［Ｊ］．华东电力，２０１１，３９（４）：６３１－６３５．［２］ 孔屹刚，徐大林，顾兆丹，等．水平轴风力机变桨载荷分析与计算［Ｊ］．江苏大学学报（自然科学版），２０１０，３１
abs082（６）：６３５－６３９．
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