交流變頻調速電機式電力測功機是80年代出現(xiàn)的一種新型測功機，是機電一體化技術的產物，是電機、機械、電力電子、檢測技術、計算機技術等知識的綜合運用。它的技術性能指標比目前世界公認的先進的AVL交流變頻電力測功機更勝一籌，屬于高科技產品。又由于其價格相對便宜（約為AVL的丨/31M），因此，在目前更具蘆生命力，亦有實力參與國際市場的競爭。本文就變頻電源供電對測功電機的影響、測功電機的設計特點及計算機輔助設計（CAD）展開討論。

　　2變頻電源供電對測功電機的影響測功電機由變頻電源供電時，其輸入電壓波形為非正弦，除了基波分量外，還含有豐富的諧波。這些諧波會給測功電機帶來下述的不利影響。

　　2.1轉矩脈動，振動與噪聲增大測功電機齒槽引起的空間高次諧波和逆變器波形畸變產生的時間高次諧波相互疊加，使氣隙中的磁通含有各種高次諧波，這些諧波將使測功電機的輸出轉矩產生脈動。特別當它在低速運轉時，轉矩脈動的影響更為明顯，致使測功電機轉速不而有步進感。當轉矩脈動頻率與機械系統(tǒng)固有頻率接近時，則產生機械共振現(xiàn)象。同樣。測功電機某些部分由于高次諧波轉矩的激勵也可能產生局部共振。由于測功電機工作的頻率范圍寬，轉速變化范圍大。很難避開機械部分各-16-種結構件的固有頻率，對于高頻高速傳動的場合，動平衡和風扇的影響也將加大，從而導致測功電機的機械噪聲相應增大，同時在某些頻率下的電磁噪聲加劇。

　　2.2損耗加，效率降低，溫升提高諧波引起損耗的增加主要表現(xiàn)在定子銅耗-鐵耗及附加損耗。除了直流電阻引起的銅耗外。還必須考慮由于集膚效應所產生的實際電阻的增加引起的锏耗。對于定子繞組，由于采用多匝股線可考慮基本不受集膚效應的影響。但是。轉子繞組截面較大，受鐵心槽內磁通分布的影晌，其實際電阻較大，損耗將顯著增加。槽內導體的實際電阻與頻率和電導率之比的平方根及導體高度成正比，其影響的程度取決于轉子槽形及導體的形狀和材料。關于鐵耗，由時間諧波主磁通引起的鐵心損耗的全部增加量在總的鐵耗中是微+足道的，但是端部漏磁通和斜槽漏磁通，在諧波頻率下則可能產生十分可觀的鐵心損耗。在變頻調速中，隨著電源頻率的不斷升高，雜散損耗也隨之增大。因此，測功電機的效率也有所下降。輸出功率有所減小，溫升相應提高。

　　2.3軸電壓的增加對于正弦波電源供電的測功電機，磁路不平衡將引起軸電壓，而對于變頻器供電的測功電機，通常情況下加在電機上的各相電壓是平衡的，但由于各相整流元件和控制元件特征的差異或開關元件觸發(fā)誤動作，則可能出現(xiàn)某瞬間的電壓失衡現(xiàn)象，在軸上產生較大的軸電壓。再加1-.：轉子上的高頻電壓會在以軸承油膜為介質對地形成的電容中產生靜電荷的積累。軸上電壓的增高，電流將通過軸與軸瓦之間的油膜，若達到臨界潤滑狀態(tài)，油膜將被破壞和縮短軸承壽命，危害測功電機的安全運行。

　　3交流變頻調速測功電機的設計特點交流變頻調速測功電機作為交流變頻調通電力測功系統(tǒng)中的一個重要部件，一方面，由于它由專用的變頻電源供電，從而避免了工頻電網對常規(guī)電機的各種限制。另一方面，由于供電的變頻電源輸出波形具有非正弦的特點，因而其設計原則也就不能與常規(guī)電機等同，有其明顯的特點；測功電機的電壓、頻率、功率、效率等額定值的選擇應按機電一體化的原則，從系統(tǒng)比較優(yōu)出發(fā)來確定，不受供電的工頻電網的限制。

　　不會出現(xiàn)高轉差頻率運行，因而設計中工頻運行時起動能指標易于達到。

　　當運行中保持氣隙磁通不變時，比較大轉矩基本上不發(fā)生變化。

　　測功電機的漏抗是變頻調速電機測功系統(tǒng)的一個重要參數，它的取值對系統(tǒng)的技本經濟指標有重大影響，應根據電子和電機兩部分的技術和經濟的合理性綜合分析，以總體比較佳的要求來確定。

　　4變頻調速測功電機的計算機輔助設計測功電機作為測功系統(tǒng)的一部分，在額定頻率及以下，測功電機按恒轉矩運行；在額定頻率以上則按恒功率運行。參照普通異步電機電磁計算程序，結合變頻調速測功電機的設計特點，采用QuickBASIC語言，編寫了測功電機的電磁計算程序。其主程序框圖如圖所示。并用此程序設計了一臺CY250-4的測功電機，樣機由南方通用電氣集團公司下屬電機分公司進行主要性能試驗，其設計值、保證值和。

　　表CY250-4測功電機主要性能數據項目設計值保證值試驗值定子相電阻115C空載電流額定電流定子銅耗轉子銅耗鐵耗機械耗雜耗總損耗額定輸人功率額定輸出功率效率功率因數轉差率堵轉電流/額定電流堵轉轉矩/額定轉矩比較大轉矩/額定轉矩定子繞組溫升定子鐵心溫升噪聲功率級比較大振動速度5結論本文分析了變頻電源供電對測功電機的影響，故變頻調速測功電機的設計不同于普通異步電機設計，具有其自身的特點，并設計了一臺CY250-4U0kW測功電機。試驗結果表明，設計程序較好地解決了變頻調速測功電機電磁設計問題，可望在變頻調速電機設計領域推廣使用。