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变频调速系统以其控制性能好、控制精度高和节电效果明显而在工业企业节能改造中的应用越来越普遍。与以往工频电气设备不同,变频设备会带来大量谐波,这会对电网造成污染、给电机带来附加损耗。另外,变频情况下的传统计量设备无法精确计量变频器输入输出电气参量,这会造成变频改造工程的节能效果无法准确评估。因此对变频调速系统的测试需求非常急迫,本课题以解决变频调速系统的测试问题为目的,进行了变频调速测试系统研发的相关工作。 整个变频调速测试系统是以研华工控机作为主控设备,以LEM电流传感器、三晶扭矩转速传感器作为原始电气和机械信号采集装置,使用Norma5000功率分析仪作为电气参量的分析仪器。变频调速系统由ABB AC5500变频器和ABB电机组成。本文首先对变频调速系统进行了仿真,研究了变频前后电气参量波形的特点,在此基础上对非工频非正弦电气参量的测试理论和方法进行了深入研究,包括电压电流功率等电气参数的测量方法、谐波的分析算法以及电机和系统效率的计算算法。然后,在工控机中应用虚拟仪器技术根据相关变频测试标准开发了系统的测控软件,实现了工控机和各个测试与被测设备的Modbus总线通信。为了提高测试的精度,设计制作了电流传感器切换电路和转矩转速信号抗干扰电路并对切换电路的控制单片机编写了通信和逻辑控制程序。最后,制定了变频调速系统测试的试验规程并进行了相关的测试试验。 变频调速测试系统可以实现负载试验和空载试验的手动测试和自动测试,对测试试验数据自动存储并生成相应数据表格方便了对原始试验数据的后续处理同时提高了试验的自动化程度减少了人工的操作和记录。该测控系统实现了对变频调速系统较为全面的测试,包括系统的谐波、电压、电流、功率、功率因数和效率,为电机系统的变频改造提供了一个方便的试验平台。