電機能效提升計畫的推行，各電機生產廠家及檢測單位對電機試驗台的需求越來越大，電機試驗台主要用於電機型式試驗、出廠試驗及能效評測。主要由試驗電源、測試系統及操作台三部分構成。其中，試驗電源的波形品質及測試系統的精度是影響試驗結果數據科學性與準確性的關鍵環節。
基本介紹
- 中文名：電機試驗台
- 外文名：Motor test bench
- 套用：電機型式試驗、出廠試驗
- 構成：試驗電源、測試系統及操作台
概述,試驗台簡介,背景,工作原理,構成特點,測量要求,干擾影響,工況影響,產品別稱,產品特性,技術參數,套用範圍,
概述
科學技術的發展對電機性能和質量指標提出了越來越高的要求，電機測試技術的發展與電機工業的發展是密切相關的。電機試驗是對電機裝配質量及技術性能綜合評價的重要環節，是電機製造和生產的重要工序。傳統的試驗設備和方法由於操作時間長，需觀測的儀器多，人工讀取測試數據和進行數據分析、計算，在一定程度上影響了電機試驗的質量和精度。隨著電機設計水平、工藝水平的進一步提升，以及電機原材料的性能不斷提高，電機的性能和質量指標有了很大的提高。因此，對電機測試技術的要求也日益提高。
隨著科技水平的進步，提高電機試驗測試效率、降低操作人員勞動強度、提高測試精度和試驗質量勢在必行，而由於測試理論的豐富、測試手段的進步、從來設備精度的提高以及自動化測試系統和電子計算機在測試中的廣泛套用，電機的測試技術也確實有了突飛猛進的發展。
電機試驗是利用儀器、儀表及相關設備，按照相關的規定，對電機製造過程中的半成品和成品，或以電機為主體的配套產品的電氣性能、力學性能、安全性能及可靠性等技術指標進行的檢驗。通過這些檢驗，可以全部或部分的反映被試電機的相關性能數據，用這些數據，可以判斷被試電機是否符合設計要求、品質的優劣以及改進的目標和方向。電機試驗及檢測是電機研究、生產和維修過程中不可缺少的重要環節。因此，對於從事電機研究、生產或維修的單位來說，具備一套符合要求的電機試驗檢測設備是非常有必要的。
HSXM-690S全自動電機試驗台採用了先進的虛擬儀器技術，把計算機強大的計算能力和儀器設備的硬體測量、控制能力結合在一起，通過軟體實現對試驗的控制和資料的運算、分析、處理、顯示、列印及存儲，使系統功能淵源超過一般儀器的簡單組合，特別是在結果保存、波形存儲、同步測量、試驗報告生成、系統的擴張性、多功能等方面體現的優越性是傳統手動試驗台無法比擬的。
整系統全自動化、全微機化、高效率化，防誤操作安全功能設計。WINDODWS中文界面操作，自動採集測量數據，自動計算結果，自動生成出廠試驗報告並列印輸出，測量控制系統採用PLC編程控制，特別適用於對產品要求較高和批量檢測試驗的場合。
試驗台簡介
背景
工信部和國家質檢總局6月21日聯合印發《電機能效提升計畫（2013-2015年）》，計畫提出到2015年累計推廣高效電機1.7億千瓦，淘汰在用低效電機1.6億千瓦，實施電機系統節能技改1億千瓦，實施淘汰電機高效再製造2000萬千瓦。
標準化電機試驗台是銀河電氣回響節能減排，針對電機能效提升計畫而推出的新型試驗系統。標準化電機試驗台將複雜系統標準化、儀器化，提高了系統可靠性，簡化了安裝調試過程，降低了系統成本。
工作原理
標準化電機試驗台由試驗電源、電參數測試系統、試驗測控系統、電機試驗測控報表軟體等構成。
電機試驗台工作原理試驗台由兩台試驗電源分別驅動對拖的兩台電機，一台作電動機運行，一台作發電機運行；試驗電源採用靜止變頻電源，兩台試驗電源共用整流單元，發電機發出的電能經過試驗電源反向整流為直流電後供電動機試驗電源的逆變單元使用，電網只需補充兩台電機的損耗，相比電力測功機等直接消耗方案，可節約用電70%~90%。
試驗過程由電機試驗測控報表軟體控制，試驗結束自動出具試驗報告和電機合格判定。
構成特點
1、試驗電源
試驗電源採用靜止變頻電源，滿足GB/T1032-2012和GB755-2008對電機試驗電源的要求，受程式控制進行相應操作。
2、主電量測試
主電量測試採用變頻功率分析儀，滿足性能設計要求，變頻功率感測器對試驗過程中主要電參量進行測量，通過光纖傳輸到試驗台變頻功率分析儀。
3、開關量測控
採用分散式測控系統完成對包括電源櫃、測量開關櫃等系統中所有開關的控制和測試。
4、模擬量測試
採用分散式測控系統完成對8路溫度和1路扭矩及轉速進行測試，通過光纖傳輸到試驗台變頻功率分析儀。
5、自動化試驗台
通過各接口完成對設備的通信控制、獲得試驗過程的電量和非電量測量數據；
根據試驗項目完成對試驗電源的配置，對開關狀態進行控制，通過軟體設計實現試驗項目的過程控制，完成試驗過程，並獲取相應的試驗數據；
根據標準對試驗過程獲得的數據進行處理，獲得試驗結果，形成試驗報告；
試驗報告存儲、列印。
測量要求
干擾影響
電機試驗現場，干擾是不可避免的，尤其是採用變頻器供電的變頻電機試驗，其電磁干擾遠遠大於機組或調壓器供電的電機試驗。
工頻測量一般採用互感器，而變頻測量，一般採用霍爾電壓、電流感測器等。前者輸出信號較大，一般是100V/5A，後者輸出信號較小，一般在15V/500mA以內。
對於相同的電磁環境，信號越小，受干擾的影響越大。也就是說，前者干擾小，而信號大，後者信號小，而干擾大，此消彼長，導致變頻電機試驗測量受干擾的影響程度遠遠大於工頻電機試驗。
工況影響
電機試驗工況複雜，不同工況對測量設備有不同的要求，而相同測量設備，在不同工況下精度不同。不同工況對測量的影響，主要包括以下三個方面：
1、幅值影響
同樣的試驗台，既可以做380V電機試驗，也可以做10kV電機試驗，能夠準確測量10kV的電壓感測器，用於測量380V時，精度大大下降；而同樣的一台電機，空載試驗與過載試驗時，電流大小差異很大，能準確測量大電流的感測器，一般不能準確測量小電流；這是顯而易見的道理，正如用稱汽車的磅秤去稱人體重一樣，精度大大下降。因此，常規的設計是採用多個感測器對不同大小的電壓和電流分別進行測量，就如：用磅秤稱汽車，用天平稱化學試劑一樣，都可以獲得較高的測量精度。
2、頻率影響
變頻電機試驗要求在較寬的頻率範圍內都能保證相關標準要求的測量精度。
同樣的儀表或感測器，有相對固定的角差（相位誤差），而相同的角差，在不同功率因數時，對功率測量準確度的影響是不同的。並且，功率因數越低，對精度的影響越大。
然而，大部分電參數測量儀器儀表或感測器在標稱精度時，往往忽視了上述影響，其標稱的精度指標只有在滿量程，頻率為50Hz，功率因數為1時，能夠成立。而對於實驗實際需要的各種工況下，精度指標下降或者未知。這樣，大大降低了試驗的準確性、科學性和可信性。
變頻功率分析儀（如下圖），是一種新型的電參數測試系統，可直接對15kV、7kA的高電壓和大電流直接進行測量，並且測量模組（功率單元）採用前端數位化技術，直接將被測信號數位化之後，通過光纖將信號上傳至上位機，有效避免了電磁干擾的影響和傳輸環節的損耗。
變頻功率分析儀
變頻功率分析儀而其標稱精度的方法，符合電機試驗的實際需要：在電機試驗實際需要的範圍內，均能滿足標稱的精度指標。也就是說，一般儀器或系統以“點”標稱精度，而該儀器（系統）以“寬範圍”標稱精度：
電壓在額定值的0.75%~150%，電流在額定值的1%~200%，頻率在0.1~400Hz，功率因數在0.05~1範圍內，均能達到標稱精度指標。
產品別稱
電機試驗台、電機試驗系統、電機綜合試驗台、電機綜合試驗系統、交流電機綜合試驗台、直流電機綜合試驗台.
產品特性
◆ 試驗系統的基本組成
試驗系統由試驗電源、動力開關屏櫃、信號感測裝置與功率測量設備、自動化試驗測量單元和控制操作台及交流電機試驗軟體系統、資料庫系統等部分組成。型式試驗中的負載設備可依據用戶要求選用陪試電機（包含直流發電機、交流發電機、繞線型轉子電機）、電渦流測功機、磁粉測功機、磁粉制動器等多種設備，滿足不同電機的型式試驗需要。
◆ 測量方式：採用微機測量
測量櫃配置電流、電壓感測器，中間環節採用信號調理接口模組，由計算機完成信號採集和測量任務。
◆ 控制方式：採用汽車級MCU直接控制
採用德國西門子公司汽車級的微型控制器進行聯鎖控制，聯鎖程式可根據用戶的要求定製、修改，控制系統性能穩定、系統可擴展性好。
◆ 操作方式：手動操作和自動操作方式並存
為避免微機故障時影響試驗工作，採用手動控制（面板按鈕操作）和自動控制（計算機鍵盤/滑鼠操作）並存的方式，不便採用自動控制或微機出現故障，可以採用手動操作進行試驗。
◆ 試驗數據處理：試驗結果保存工控機或伺服器內
微機試驗台配置國內外知名品牌原裝工業計算機，自動試驗的結果數據直接保存在試驗工控機硬碟中，手動測量的數據可由人工輸入到試驗軟體界面，再保存在存儲器內，提供本機資料庫功能，可以進行試驗數據的本機查詢訪問，設計有試驗報告自動生成功能並提供輸出列印功能（配置惠普多功能雷射印表機）。
技術參數
◆ 設計原則
以可靠性、安全性、經濟性、實用性、可操作性、可維護性為設計原則，同時兼顧到先進性。
◆ 適用範圍
滿足額定電壓380V、660V、1140V、3300V、6000V、10000V；額定功率1 ~ 15000kW，三相異步電動機的出廠及檢修試驗。
◆ 運行條件
◇中央控制室額定工作溫度+20℃，允許變化範圍0℃～45℃，空氣相對濕度不超過85%。
◇中央控制室遠離電磁場干擾與機械振動，避免腐蝕性氣體的侵蝕。
◇屏櫃區、設備區環境溫度為-5℃～+45℃，空氣相對濕度在+40℃時不超過80%，在+25℃時不超過85%。
◇空氣中不得有過量的塵埃、酸、鹽、腐蝕及爆炸性氣體。
◇安裝海拔不超過1000m。
◆ 測試項目
用戶可根據自身要求，選擇如下試驗項目：
◇環境溫度測量
◇絕緣電阻測量
◇直流電阻測量（計算三相電阻不平衡度）
◇工頻耐壓試驗
◇匝間耐壓試驗
◇空載試驗（計算三相電流不平衡度）
◇堵轉試驗
◇載入試驗
◇效率試驗
◇溫升試驗。
系統完成電壓測量、電流測量、功率因數測量、有功率測量、無功功率測量，效率測量、頻率測量、輸出轉矩、輸出轉速、輸出功率、溫升等的測量和計算。
◆ 主要技術參數：
◇空載，堵轉、載入試驗、溫升：
電流測量精度：0.2%FS±3d
電壓測量精度：0.2%FS±3d
功率測量精度：0.5%FS±3d
電流不平衡度計算：0.1%FS±3d
溫度測量精度：0.5%±2d
轉速測量精度：0.2%FS±3d
扭矩測量精度：0.2%FS±3d
◇工頻耐壓試驗：
高壓電壓：0～30000V可調
高壓電流：0～3000mA
耐壓時間：0～9999S
◇匝間衝擊耐壓試驗：
電壓峰值：< 30000V，可調
波前時間：< 0.5us，可調
◇絕緣電阻測量
測量範圍：< 1000MΩ
測量精度：5%FS±5d
◇直流電阻測量：
測量電流：< 10A
測量電阻：0～200Ω
最小解析度：1uΩ
電阻不平衡度計算：0.1%FS±3d
測量精度：0.2%FS±3d
套用範圍
科研單位，如學校，實驗室；
企事業單位，電機試驗研發，出廠檢驗等；
軍工企業
