本文简要论述了直驱永磁同步风力发电机试验系统的组成道理，，，，，对决定试验系统成败的关键技术指标进行了分析，，，，，旨在对电机试验站建设起到援手作用。。。。。。本文中数据起源均取自湘潭电机股份有限公司的《TFY2000-3NT低速永磁风力发电机型式试验汇报》。。。。。。该电机的重要技术参数如下：

　　额定功率：2180kW；；；；；；；额定电压：690V；；；；；；；额定电流：1833.4A；；；；；；；额定频率：8.5Hz；；；；；；；相数：2×3相。。。。。。其试验系统的变频器的载波频率为2kHz。。。。。。

　　依照《风力发电机组 低速永磁同步发电机第2部门 试验步骤》要求，，，，，重要有以下试验项目：冷热态绝缘电阻测定、绕组冷态直流电阻测定、振动丈量、噪声丈量、匝间冲击耐电压、工频耐电压、启动阻力矩的测定、空载个性试验、稳态短路试验、忽然短路试验、过载试验、超速试验、热试验、效能的测定、发电机额定电压调整率的测定、发电机功率个性试验、波形畸变率测定。。。。。。

　　冷热态绝缘电阻测定、绕组冷态直流电阻测定、振动丈量、噪声丈量、匝间冲击耐电压、工频耐电压、启动阻力矩的测定等项目依照尺度进行，，，，，本文不再沉复。。。。。。

　　直驱永磁同步风力发电机试验系统蕴含拖动系统、被试电机、并网变频器、测试设备等。。。。。。拖动系统蕴含拖动变频器、拖动电机。。。。。。电网经变压器BY1变为690V电压给拖动变频器BP1供电，，，，，拖动电机MG1在拖动变频器BP1的节造下作电动机运行，，，，，拖动被试电机MG2旋转发电。。。。。。MG2发出的电能经4象限变频器整流逆变为50Hz/690V的互换电，，，，，回馈互换母线。。。。。。即发电机发出的电能提供给电动机使用，，，，，固变压器BY1只需补充两台电机的损耗即可，，，，，其从电网吸收的有功功率为两台电机及变频器的总损耗。。。。。。

　　空载试验和超速试验均蕴含电动机法和发电机法两种步骤，，，，，若选取发电机法，，，，，选取上述道理图线路衔接。。。。。。若选取电动机法，，，，，脱开联轴器，，，，，变频器BY2为被试电机MG2供电，，，，，MG2作电动机单机运杏祝。。。。。其它试验均工作在发电机状态，，，，，选取上述道理图接线试验。。。。。。

　　直驱永磁同步风力发电机的转速低，，，，，拖动机可选低速电机或通常电机增长齿轮箱降速。。。。。。增长齿轮箱后，，，，，增长了系统复杂性，，，，，齿轮箱的损耗给系统损耗分析增大了难度。。。。。。而低速大功率电机通常不易采购。。。。。。为简化系统，，，，，可选取同型号电机作为拖动机。。。。。。两台变频器均选取ABB公司的4象限变频器。。。。。。图钟装U、I、P丈量”为变频功率测试系统。。。。。。

　　a、试验中使用的丈量仪器、仪表、传感器均应经计量部门检定合格并在有效期内；；；；；；；

　　b、试验时选取的电气丈量仪表的正确杜爪不低于0.5 级（兆欧表之表），，，，，电量传感器的正确杜爪不低于0.2 级，，，，，电量变送器的正确杜爪不低于 0.5 级，，，，，转速表 的正确杜爪不低于 1.0 级，，，，，测力计的正确杜爪不低于1.0级（悬挂式弹簧秤之表），，，，，温度计的误差应为±1℃，，，，，其它丈量仪器、仪表应切合有关尺度的划定；；；；；；；

　　c、用变流器做试验电源时，，，，，变流器输入端、输出端应选取宽频数字式丈量仪，，，，，且在被测频率领域内满足精度要求。。。。。。

　　《风力发电机组 低速永磁同步发电机第2部门 试验步骤》指出，，，，，“电参数丈量应选取宽频数字式丈量仪，，，，，电压测定量为基波有效值，，，，，电流测定量为全有效值电流，，，，，功率测定量为全有效值功率”。。。。。。由于校准均匀值（MEAN）在理论上蹬宗正弦波的真有效值，，，，，且蹬宗正弦调造PWM波形的基波有效值，，，，，且实现单一；；；；；；；因而MEAN在很多仪器仪表中用于代替正谐波的真有效值（RMS）或PWM的基波有效值（H01）的丈量。。。。。。

　　但是，，，，，近年来，，，，，变频调速技术一日千里，，，，，非正弦调造PWM的利用越来越多，，，，，并且，，，，，变频器用户通常并不相识自己的变频器选取何种调造模式，，，，，MEAN值在PWM丈量中局限性越来越大。。。。。。

　　《GB755-2003 旋转电机确定损耗和效能的步骤》指出，，，，，“对于PWM变频器，，，，，必须使用宽频段的设备，，，，，优先使用带AD变换器和数字式数字处置机的电子式仪表”，，，，，同时，，，，，指出其频率领域应大于最大开关频率的10倍。。。。。。本试验系统选取的变频器开关频率为2kHz，，，，，固测试设备及传感器的带宽应该大于20kHz。。。。。。

　　《变频器供电三相笼型感应电动机试验步骤》指出：对常用的批示仪表，，，，，其正确度是对标称频率划定的（如对 50 Hz～60 Hz），，，，，而在其划定的上限频率，，，，，其正确度等级答理有冈蹲泱差（如在1000Hz时为0.4%）。。。。。。电子式丈量仪表通常均给出频率领域，，，，，指划定的上限频率，，，，，所划定的正确度既合用于50Hz或60Hz，，，，，也合用于划定的上限频率。。。。。。

　　《GB1032-2012 三相异步电动机试验步骤》中指出，，，，，“由于大无数仪器的正确度等级通常以满量程的百分数暗示，，，，，因而，，，，，应尽量按现实读数的必要，，，，，选择低量程仪表”。。。。。。为实现信号在宽领域内的高精度测试，，，，，现实试验中，，，，，通常凭据信号的动态领域选取多个分歧量程的传感器，，，，，通过开关换挡实现信号的宽领域高精度测试。。。。。。这种方式的弊端是转换开关体积重大，，，，，价值昂贵。。。。。。在工频测试领域，，，，，目前部门互感器厂家出产的副边换挡电流互感 器能较好的解决该问题。。。。。。这种互感器凭据原边信号将副 边分为 2~4 档，，，，，从最大量程起头，，，，，以 40%~50%的比例 顺次减幼量程。。。。。。如 2000A/1000A/500A/200A。。。。。。浚浚？？？稍5%~100%的领域内保障丈量精度。。。。。。 互感器之表，，，，，其它的诸如霍尔传感器、罗氏线圈等，，，，，目前尚无大批程传感器。。。。。。必要开关对传感器的原边进行换挡，，，，，且变频信号对换挡开关的要求远比工频开关高。。。。。。

　　相位是影响功率丈量的沉要指标，，，，，同样的相位误差，，，，，功率因数越低，，，，，功率丈量误差越大。。。。。。相位误差重要蕴含：仪器仪表相位误差、电压传感器相位误差、电流传感器相位误差。。。。。。仪器仪表的相位误差因分歧厂家分歧设计而异，，，，，目前数字式高精度功率计能够做到较高的精度。。。。。。电压、电流传感器造成的相位误差与传感器类型及道理有关。。。。。。对于互感器而言，，，，，通常用于50Hz丈量，，，，，《丈量用互感器检 定规程》对相位指标（角差）作了明确划定，，，，，如，，，，，0.2 级互感器的角差不大于10′，，，，，正确度等级越高的互感 器，，，，，其比差和角差越幼。。。。。。目前，，，，，除互感器表，，，，，霍尔传感器等通常的电压、电流传感器不将相位列入查核指标。。。。。。 也就是说，，，，，选取这些传感器的测试系统，，，，，相位误差为未知。。。。。。这种情况下，，，，，建议用户将传感器和仪器衔接在一路作为系统，，，，，送法定计量单元进行计量溯源。。。。。。

　　本电机的额定频率为8.5Hz，，，，，《尺度》5.1.3 指出，，，，， 型式试验时，，，，，应在额定频率 40%～110%领域内做空载曲线，，，，，即空载个性试验的最低基波频率为3.4Hz。。。。。。目前，，，，，很多谐波分析设备标称的基波频率领域较宽，，，，，最低频率亦可满足上述要求。。。。。。但现实利用中，，，，，尚存在一些具体问题。。。。。。以日本YOKOWAGA公司出产的WT3000为例。。。。。。通常用户会以为其最低基波频率可低至0.1Hz。。。。。。事实上，，，，，对于基波测试，，，，，WT3000有三种模式。。。。。。其测试领域别离如下：

a、宽带宽谐波丈量模式

　　该模式下，，，，，若 PLL 源不选取表部采样时钟时，，，，，基波 频率领域为 10Hz~2600Hz。。。。。。当PLL源选取3000倍基波频率的表部采样时钟时，，，，，基波频率领域为0.1Hz~66Hz。。。。。。

b、IEC 谐波分析模式

　　该模式下，，，，，基波频率领域为 45Hz~66Hz。。。。。。

c、通例模式时的谐波分析该模式下，，，，，基波频率领域为10Hz~2600Hz。。。。。。

　　可见，，，，，只有宽带宽谐波丈量模式下，，，，，且当PLL源选取3000倍基波频率的表部采样时钟时，，，，，基波频率领域满足测试要求。。。。。。现实上，，，，，以3.4Hz为例，，，，，此时，，，，，采样频率为10.2ksps。。。。。。由于被测信号含有高次谐波，，，，，凭据采样定理，，，，，必须开启 5.1kHz 以下的 500Hz（该仪器5.5kHz以下的滤波器只有500Hz可选。。。。。┓椿旌下瞬ㄆ鳌。。。。。此时，，，，，电压的测试精度为读数的0.7%+量程的0.3%，，，，，已不能满足尺度要求。。。。。。另表，，，，，对于变流器产生的PWM波形，，，，，500Hz的低通滤波器将导致被测信号将严沉偏离现实信号，，，，，而低通滤波器对相位造成的影响对低功率成分下功率测试精度的影响将越大于对电压或电流测试精度的影响。。。。。。

　　该电机的额定电流为1833.4A。。。。。。 从试验汇报看，，，，，空载个性试验时，，，，，最幼电流为10.50A左右。。。。。。过电流试验时，，，，，电流为额定电流的1.5倍，，，，，即2750.1A。。。。。。

　　最大电流约为最幼电流的262倍。。。。。。试验对测试系统的动态领域要求极度浚浚？？？怼。。。。。以通例的换挡方式，，，，，从3000A至10A，，，，，需分为7档以上，，，，，如3000A/1000A/500A/200A/100A/50A/20A。。。。。。 有人提出选取更高精度和线性度的传感器预防换挡。。。。。。如选取精度很高的 Denfysik电流传感器。。。。。。该传感器的变比误差幼于50ppm，，，，，线性度幼于5ppm，，，，，副边输出10V。。。。。。若选用3000A传感器，，，，，10A时，，，，，副边输出仅3.333mV，，，，，在强滋扰环境下，，，，，很难阐扬其高精度个性。。。。。。