变频电机测试系统

摘要：变频电机是专门为精确调速领域而设计的三相异步电机，通过对普通三相电机性能
上的改进，使之与变频器组成的动力系统在一些场合可以替代直流电机驱动。随着变频技术
的发展，对其测试技术也提出更高的要求。以往的自动测试技术都是针对普通三相电机，虽
然变频电机本质上是三相电机，但是在测试方法上却有所不同，尤其体现在不同频率下电
机工作性能的测试。本文介绍了一种基于

Sinamics S120 驱动控制系统的电机测试系统，该

系统不仅能够提高电机试验的自动化程度、可靠性和测试精度，而且实现了能量的再生利用，
节约能源。
关键词：变频电机

    电机测试    矢量控制

1 引言
    电机测试是利用仪器仪表对电机产品的电气性能、力学性能、安全性能及可靠性等技术指
标进行检测，主要分为型式试验和检查试验两大类。所谓型式试验是一种全面的性能试验，
能够准确地得到电机的性能参数，确定电机是否全面达到技术要求，所以电机的型式试验
对衡量电机能否正常、安全运行是非常重要的随着变频调速系统在动力牵引领域应用的深入，
对变频电机测试系统的要求越来越高，尤其在以变频器为电源的工作模式下，频率变换及
各频率下电机运行参数的测试，谐波对电机的影响，对电机性能的分析和参数计算显得尤
为重要。
    变频电机测试系统就是针对变频电源的工作特点，根据三相异步电机的试验方法(GB／T 
1032-2005)和小型变频变压调速电动机及电源技术条件(JB/T7J 18 - 1993)中对电机试验方法
的要求，对变频电机运行参数进行测试。该系统利用最新

SinarmcsS120 驱动控制系统实现

运动控制，使用三相笼型电机作为负载设备，普通三相笼型异步电动机作为可逆发电机控
制，不需专门的励磁及励磁调节装置，不耗费精力研制能量回馈装置，利用最新的西门子
硬件技术，在

scouT 工程软件下，使用 Simotion 进行编程，实现逻辑和运算功能、工艺控制、

运动控制于一体的雒量回馈节能技术。
2 变频电机试验特点
     变频电机在设计上与普通三相异步电机的区别主要是电磁方面，需要解决的关键问题是
改善电动机对非正弦波电源的适应能力，减小高次谐波和高频电压对电机的影响。基于这些
方面的改进，相应的试验方法也有所变化。普通三相异步电机试验内容主要包括：空载试验、
堵转试验、负载试验、耐压试验、温升试验等。根据国家标准的规定，变频电机测试主要在负
载试验环节和温升试验环节进行了调整，其他试验方法仍按照标准

GB /T 1032-2005 中的要

求进行。
    变频电机负载试验和温升试验都要求测试电机在不同频率下的性能参数，所以这对自动
测试系统提出更高的要求。以负载试验为例，需将电机调至

5、15、30、50Hz 的频率下测取电

动机的额定转矩、

110%额定转矩、80%额定转矩各点处的转矩，随后分别在 75、100Hz 的频

率下测取电动机的标称功率、

110%标称功率、80%标称功率各点处的功率转矩值。

3 系统构成
3.1 控制方案

现代变频器产品的控制技术主要有

3 种：脉宽调制(PWM)、矢量控制(VC）和直接转矩

控制

(DTC）。在电机测试应用中，电机的转矩和转速是其主要的控制对象和测量参数，因

此适合采用具有优异转矩和转速控制特性的矢量控制和直接转矩控制变频器。附表列出两种
控制技术的特点与性能比较。

      

附表

  直接转矩控制和矢量控制特点和性能比较