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Nella ricerca e sviluppo dei motori, nella verifica delle prestazioni e nei test di fabbrica, un banco di prova motore consecutivo deve adattarsi a diversi tipi di motori, livelli di tensione, potenze, velocità e condizioni di carico. Questo impone grandi richieste sull'adattabilità, la capacità di carico e il controllo coordinato del sistema di propulsione.
Per un progetto di banco di prova schiena a schiena a motore presso la Nanyang Snow-Proof Motor Factory, FGI ha utilizzato la serie FD800 Variable Frequency Drive (VFD) per costruire il sistema di trasmissione e controllo del carico. Il sistema utilizza un'architettura comune di bus DC, che consente alle singole unità inverter di operare indipendentemente o in parallelo secondo i requisiti di test.
Con funzioni che includono il caricamento convenzionale back-to-back, il carico sovrapposto a frequenza e il monitoraggio della velocità, il sistema può supportare una gamma più ampia di condizioni di test motori.
Durante la messa in servizio in loco, il sistema fu utilizzato con successo per test che coinvolgevano motori sincroni e asincroni, così come motori di potenza nominale a 380 V e 660 V. Attraverso un'interfaccia RS485 con comunicazione Modbus, il FD800 era anche integrato con il computer di supervisione del cliente per il controllo centralizzato e il monitoraggio dello stato operativo.
Il banco di prova è progettato per i test delle prestazioni e del carico di diversi tipi di motori elettrici.
Il sistema utilizza una configurazione meccanica schiena a schiena, con il motore in test (MUT) sul lato di trasmissione e il motore di carico sul lato di prova. Il MUT è responsabile del funzionamento del motore, mentre il motore di carico fornisce la coppia di carico controllabile.
Basato su un'architettura comune di bus DC, il VFD della serie FD800 forma un sistema integrato di unità e carico. Strategie di controllo e carico possono essere configurate diverse in base al motore in test.
Per motori con diverse potenze, le unità inverter possono operare indipendentemente o in parallelo per aumentare la capacità di uscita disponibile. Questo consente a una singola piattaforma di prova di coprire una gamma più ampia di potenze motorizzate senza richiedere una configurazione di trasmissione completamente diversa per ogni oggetto di prova.
I test in loco hanno coperto motori sincroni, asincroni e motori da 380 V/660 V, dimostrando l'adattabilità dell'FD800 a diversi requisiti di test motori.
La piattaforma di prova dei motori presso la Fabbrica di Motori Esplosive di Nanyang deve gestire motori di diversi tipi, tensioni e potenze diverse.
Motori sincroni e asincroni presentano caratteristiche di controllo diverse. Allo stesso tempo, gli oggetti di prova includono motori con diversi livelli di tensione, come 380 V e 660 V, oltre a capacità differenti.
Il sistema di test deve quindi fornire sufficiente flessibilità e scalabilità di capacità, permettendo di adattare la sua strategia di configurazione e controllo in base a ciascun oggetto di test.
Durante un test motore consecutivo, il lato di trasmissione e quello di carico devono funzionare in coordinamento sotto diverse condizioni di velocità e carico.
Il motore di carico potrebbe già ruotare prima di essere introdotto nel processo di prova. Il sistema di trasmissione deve quindi identificare la sua velocità attuale e stabilire la potenza in modo fluido, fornendo al contempo una coppia di carico controllabile secondo i requisiti di test.
Ciò richiede sia una sincronizzazione stabile sia capacità di carico flessibili.
I test motori prevedono il controllo della trasmissione, il controllo del carico, le variazioni delle condizioni operative e il monitoraggio in tempo reale.
Il sistema di trasmissione deve quindi comunicare con il sistema di controllo supervisionale esistente del cliente. Questo permette agli operatori di gestire entrambi i lati del banco di prova da un'interfaccia centralizzata, configurare i parametri operativi e monitorare lo stato delle apparecchiature durante tutto il test.
Per soddisfare questi requisiti, FGI sviluppò una soluzione di test concorrente con motore bus DC back-to-back basata sul VFD della serie FD800.
Il sistema è composto principalmente dalla sezione di alimentazione in ingresso, dal raddrizzatore, dalla sezione filtrazione DC, dal bus DC comune e dalle unità inverter. Ogni unità inverter può eseguire sia una funzione di trasmissione che di caricamento a seconda della configurazione di test.
Le unità inverter possono anche operare indipendentemente o in parallelo a seconda della capacità di prova richiesta.
Durante un tipico test consecutivo, il motore in test funziona prima alla velocità e alle condizioni di funzionamento richieste. Il FD800 sul lato carico utilizza la sua funzione di tracciamento della velocità per identificare lo stato rotazionale attuale del motore e stabilire in modo fluido l'uscita prima di entrare nel processo di carico.
Oltre al caricamento convenzionale back-to-back, il sistema ha anche completato la verifica funzionale del carico a frequenza sovrapposta, fornendo un metodo aggiuntivo per simulare condizioni di test specifiche.
Per l'integrazione di sistema, il FD800 comunica con il computer supervisore del cliente tramite RS485 e il protocollo Modbus. Comandi operativi, parametri e informazioni di stato possono essere scambiati tra il VFD e il sistema di controllo di livello superiore.
La piattaforma di prova completò con successo i test che coinvolgevano motori sincroni, asincroni e motori da 380 V/660 V.
Il FD800 può essere configurato con diverse strategie di controllo a seconda del tipo di motore e dei requisiti di prova. Per diverse potenze, le unità inverter possono operare indipendentemente o in parallelo per espandere la capacità disponibile.
Utilizzando una piattaforma di trasmissione flessibile per testare motori di diversi tipi, tensioni e livelli di potenza, la soluzione può migliorare la versatilità e l'utilizzo del banco di prova del motore.
Il sistema adotta un'architettura comune di bus DC, permettendo al lato di trasmissione e al lato carico di condividere lo stesso bus DC.
Durante il funzionamento back-to-back, l'energia rigenerativa generata dal lato carico può essere trasferita attraverso il common DC bus e utilizzata dal lato di trasmissione. Questo consente lo scambio di energia tra le sezioni di trasmissione e di carico e può migliorare l'utilizzo complessivo dell'energia del sistema.
Il motore lato carico applica una controcoppia al motore in prova per simulare diverse condizioni di funzionamento e carico.
Oltre al caricamento convenzionale back-to-back, il progetto verificò anche la funzione di caricamento a frequenza sovrapposta. Questo conferisce alla piattaforma di prova maggiore flessibilità nella scelta dei metodi di carico in base ai diversi obiettivi di prova e amplia la gamma di condizioni di prova che possono essere coperte.
Il motore di carico è tipicamente già in rotazione prima di entrare nel processo di carico.
Il FD800 utilizza la sua funzione di monitoraggio della velocità per identificare la velocità operativa attuale del motore e stabilire l'output in modo fluido in base allo stato rilevato. Questo permette al lato carico di entrare in funzione in modo controllato e aiuta a ridurre il potenziale impatto di corrente e coppia durante l'ingaggio.
Il FD800 comunica con il computer di supervisione del cliente tramite RS485 e Modbus.
Gli operatori possono utilizzare l'interfaccia di controllo di livello superiore per gestire i lati di trasmissione e carico, configurare i parametri operativi e monitorare lo stato delle apparecchiature. Questo consente al VFD di funzionare come parte integrante del flusso di lavoro complessivo dei test motori del cliente, piuttosto che come un dispositivo di azionamento isolato.
Dopo la messa in servizio e i test in loco, il FD800 supportò con successo i test consecutivi di motori con diversi tipi, livelli di tensione e potenze.
Il progetto ha verificato funzioni chiave, tra cui:
Caricamento convenzionale back-to-back
Carico sovrapposto a frequenza
Tracciamento della velocità
Funzionamento indipendente dell'inverter
Funzionamento dell'inverter parallelo
RS485 + comunicazione Modbus
Controllo centralizzato e monitoraggio dello stato
Dal punto di vista della configurazione del sistema, le unità inverter possono essere azionate indipendentemente o in parallelo secondo la capacità di prova richiesta.
Dal punto di vista dell'architettura energetica, il bus DC comune consente lo scambio di energia tra i lati di trasmissione e carico.
Dal punto di vista del controllo, la comunicazione RS485 + Modbus consente all'FD800 di integrarsi con il sistema di test di supervisione del cliente per un'operazione e un monitoraggio centralizzati.
Nel complesso, la soluzione soddisfa i requisiti della piattaforma di prova per compatibilità multi-motore, copertura di capacità flessibile e condizioni di test diversificate.
L'applicazione del VFD FGI FD800 Series in questo banco di test back-to-back del motore combina un'architettura comune di bus DC con una configurazione inverter flessibile, metodi di carico multipli, tracciamento della velocità e comunicazione RS485 + Modbus.
Il sistema supportava con successo i test di motori sincroni e asincroni, così come di motori a 380 V e 660 V, verificando al contempo le funzioni convenzionali di carico consecutivo e sovrapposta a frequenza.
Il progetto dimostra le capacità della serie FD800 nell'adattamento multi-motore, nella configurazione flessibile della capacità di potenza, nei test back-to-back su un common DC-bus e nell'integrazione con sistemi di test.
Per i produttori di motori, i laboratori di ricerca e sviluppo e le strutture di test delle prestazioni dei motori, questo tipo di architettura flessibile basata su VFD rappresenta una soluzione pratica per costruire piattaforme di prova in grado di gestire una gamma più ampia di specifiche e condizioni operative.
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