采用公用直流母线方式的变频器和电功率封闭技术来完成电机的型式试验和出厂试验。被试电机和陪试电机采用单独的变频器驱动，被试部分和陪试部分通过两台变频器的直流母线连接在一起，组成电功率闭环，达到较好的节能效果，实现电能循环。

　　目前，随着社会上环保意识、节能意识的提高，采用公用直流母线变频器以实现电功率封闭、采用IGBT整流供电方式以减少谐波提高功率因数的方案正逐渐代替传统的交流变频发电机组传动等方案。3000kW交流电机试验台利用ABB ACS800 multidrive变频器、ABB AC800M PLC、工控计算机、3100kW变频电机、5000kVA同步发电机等，用于传递功率在到3000kW、传递力矩在25kN·m以下、电压等级从690~11500V、转速在3600r/min以下的异步电机测试，满足IEC规定的各种电机测试要求。

　　试验台性能

　　(1) 电源机组的输出频率精度≤0.06%FS，动态稳定精度为≤0.2%/s，瞬态调整率≤±8%FS，恢复时间≤2.5s。

　　(2) 电源机组的输出电压稳定调整率≤±0.2%，10min波动率≤±0.15%，瞬态调整率≤±15%，恢复时间≤2s。

　　(3) 电源机组的输出功率稳定调整率≤±0.2%，10min波动率≤±0.25%。

　　(4) 加载机组的力矩响应时间<5ms，转矩控制精度<±2%FS。

　　(5) 在全功率和全速度范围内任意转速转矩点连续运行。

　　(6) 控制台操作通过触摸屏来进行各种电机测试功能。该试验台可测试交流异步电机、双馈电机、同步电机。

　　(7) 主要测试项目，如起动特性、空载特性、负载特性、转矩转速特性，以及电机的发热试验。

　　(8) 传动系统应具备快速停车功能，当压下快速停车按钮时应能强制传动装置逆变制动至停车。由于电机处于制动而发出的电能量应返回电网。

　　电气控制系统构成

　　电机试验台电气控制系统主要由试验用电源变频器、电源机组、被试电机、加载电机、加载变频器和测控系统等组成。

　　电源机组含有一台ABB异步交流变频电机，额定功率为 3100kW、 额定电压为690V、额定转速1000r/min、较高转速1500r/min、额定频率50Hz;一台ABB同步交流发电机，额定容量5000kVA、额定电压为11500V、额定转速1000r/min、较高转速1500r/min、额定频率50Hz。一台变压器，额定容量5000kVA、变比为11.5/6/3.3kV。

　　加载电机为一台ABB异步交流变频电机，额定功率为 3680kW、 额定电压为690V、额定转速1634r/min、较高转速3600r/min、额定频率55Hz。

　　变频电机驱动系统为ABB公司的ACS800 multidrive，其分为供电单元和逆变单元。整流单元型号为 ACS800-207-4550-7，额定直流输出功率，额定进线电压AC690V。电源变频器用逆变单元型号为ACS800-107-4650-7，额定输出功率为3700kW，额定输出电压为AC690V。加载变频器逆变单元同上。逆变器的选型基于重载应用考虑，具有每5min工作周期可有1min150%过载能力。同步电机的励磁控制采用了ABB DCS600系列直流传动产品。

　　使用的电参量分析仪是Norma 4000，温度测量是keithley2700系列，转矩测量是HBM仪表及其法兰传感器。

　　ABB变频器服务通过光纤适配器和光纤连接OPC，使得计算机与传动直接的通信速度为10Mb/s，测控系统软件采用Lab View和Matlab。采用先进的人机对话的控制显示模式，控制操作人员能根据要求采集所需的数据。在整个试验过程中显示屏根据试验项目不同，实时显示实验的数据和变化的特性曲线，直到试验完成(见图1)。

　　ABB 变频器的一些特点

　　ACS800 Drive 是新一代全数字交流变频器，能达到控制交流电机的完美极限。ACS800是采用直接转矩控制技术 DTC 的交流变频器。它能够精确控制任何标准鼠笼电机的速度和转矩。在DTC中，高速数字信号处理器与电机软件模型有效接合，以25μs的周期，即电机的状态每秒中更改40000次-计算电机的转矩和定子磁通。这意味着它可以对电机的动态变化做出快速反应，以保证在电机测试中有足够的控制精度和动态响应时间(见图2)。

　　ACS800 Big Drive主要由辅助控制单元 (ACU) 、进线单元 (ICU) 、供电单元 (DSU) 和传动单元 (Drive Section) 等构成。

　　1.辅助控制单元(ACU)

　　为传动和进线单元中的辅助设备提供电源。24V电源掉电时发出急停功能。可选的AC电压表和电流表，接地监测和电弧监测都位于辅助控制单元内。

　　2.进线单元(DCU)

　　电源电缆进入进线单元并连接到供电单元，根据电网条件选择接触器或空气断路器、进线刀熔开关柜、顶部进线为可选配置。

　　3.供电单元 (ISU)

　　IGBT供电单元把三相交流电转化成为直流电，用于再生传动系统。供电单元由二绕组变压器供电。IGBT供电电源可显著减少电网中的谐波含量，电流总谐波小于4%。进线单元中标配有进线LCL滤波器，二类环境EMC滤波器等。

　　4.传动单元 (Drive Section)

　　每一个逆变器都有一个传动控制单元(DCU)，它包括应用和电机控制器(AMC)以及标准I/O板。标准传动控制单元(DCU) 位于柜体的侧面，简化了维护工作。逆变器内部有电容器，用以消除直流母线的电压波动。它通过熔断器和直流母线连接。

　　5.电气性能

　　电源断电时的运行，ACS800将利用正在旋转着的电机的动能继续运行，只要电机旋转并产生能量，ACS800将继续运行。零速满转矩，由ACS800带动的电机能够获得在零速时电机的额定转矩，并且不需要光码盘或测速电机的反馈。而矢量控制变频器只能在接近零速时实现满力矩输出。

　　起动转矩，DTC提供的精确的转矩控制使得ACS800能够提供可控且平稳的较大起动转矩。较大起动转矩能达到200%的电机额定转矩。自动起动，ACS800的自动起动特性超过一般变频器的飞升起动和积分起动的性能。因为ACS800能在几毫秒内测出电机的状态，任何的条件下在0.48s内迅速起动。