國內某知名液壓元件、液壓系統生產制造商研發的首套 大功率能量回饋型液壓馬達加載測試系統，用于企業液壓系 統的開發、測試以及技術應用。該系統工作時驅動電機通過 聯軸器帶動液壓泵轉動，被測馬達由液壓泵驅動，同時被測 馬達由聯軸器與負載電機進行連接，負載電機為被測馬達提 供所需的負載轉矩，從而實現對馬達的加載測試。

　　相較于傳統電機加載測試系統，能量回饋型加載系統是 液壓馬達加載測試的一種優選方案(圖1)，該方案具有響 應速度快、節能高效的特點。在測試過程中，負載所消耗的 絕大部分機械能能夠通過變頻器再回饋到電網，從而達到節 能測試的目的。四象限運行的有源整流回饋單元不僅能消除 高次諧波，提高功率因數，而且不受電網波動的影響，這些 特別適用于液壓泵和馬達測試的綜合試驗臺。

　　1 客戶需求

　　交流異步電機因其既可以運行于電動狀態下，又能夠運 行在發電狀態下，因此要求變頻器能夠將異步電機設置在不 同的工況下，完成電動和能量回饋的四象限運行，并同時滿 足以下要求：

　　(1)閉環矢量控制

　　支持速度、轉矩控制;并滿足馬達重過載實驗工況。 (2)穩速精度高

　　支持被測馬達長時間穩速疲勞實驗。 (3)轉矩響應快

　　支持額定轉速、轉矩內，液壓馬達高頻次正反轉沖擊實驗。 (4)低諧波

　　對周邊弱電設備、儀器無干擾。

　　(5)總線控制

　　支持Modbus、Profinet通訊控制要求。

　　2 英威騰四象限變頻柜機整體解決方案

　　根據測試臺控制要求，英威騰提供了一套四象限變頻 柜機整體解決方案，其中采用了GD880系列工程傳動產品， 集成進線柜、有源整流柜、逆變柜及控制柜。英威騰GD880 系列工程傳動四象限變頻器分為單傳動和多傳動兩種拓撲形 態，是一款定位于高端應用的高性能傳動產品。產品基于 DFX理念進行模塊化設計，采用先進控制算法，具有優異的 速度和轉矩控制性能、高可靠性、高功率密度、便捷安裝、 調試、維護、保全全面等優點，適用于石油、港口起重、造 紙、冶金、船舶海工、隔膜泵、測試設備等行業，助力過程 工業及連續生產設備國產化升級。系統拓撲如圖2所示。

　　·進線柜：含進線保護斷路器、上電緩存組件及供電模塊;

　　· 整流柜：含有源整流單元、LCL濾波單元、快速熔斷器 及直流母排;

　　· 逆變柜：含逆變單元、輸出電抗器、快速熔斷器及共 模濾波器;

　　· 控制柜：含有源整流控制單元、逆變控制單元、操作 面板以及輔助控制回路等。

　　3 方案價值

　　英威騰GD880四象限變頻柜機采用單整流加雙逆變方 案，整流部分采用超低諧波有源整流技術;控制單元采用 最新DSP+FPGA+ARM三芯片架構，I/O、總線、編碼器等 信號、電機算法統一由DSP處理，響應高效;以太網監控、 實時時鐘、SD卡存儲統一由ARM處理，實時操作;DSP、 FPGA、ARM經高速總線實時交互數據，實現高速高精度環 路控制運算及發波控制，確保驅動系統卓越的動態響應和控 制性能。同時GD880四象限變頻器還具有以下幾個特點：

　　· 有源整流四象限運行

　　采用直流母線電壓環、坐標變換及VD矢量變換等技術 根據電網電壓、母線電壓及輸入電流自動控制IGBT的驅動， 有效保證回饋電能質量;且變頻器輸入電流小，功率因數 高(≥0.99@滿載)，功率密度大，諧波含量小(THDi < 5% (@ 額定功率)THDu < 5% )，大大減少了對電網的污染;

　　· 優異的過載能力

　　以連續運行電流IHd為基準，負載周期內允許以150%持 續過載60s或以180%持續過載10s;滿足液壓馬達重載測試 工況;

　　· 動態響應及穩速精度高

　　轉矩響應：<5ms、穩速精度：± 0.01%，完全滿足液壓 馬達30次/分鐘高速正反轉沖擊實驗及長時間疲勞實驗;

　　· 多總線冗余控制

　　支持主流通訊協議(Modbus/Profinet/Profibus-DP/ CANopen)等及雙通道總線控制，支持內部切換，解決過 程控制通訊冗余備份問題，確保通訊暢通;

　　· 專業的柜體設計

　　整套變頻器柜從設計到生產處于全面質量管控體系之 下，主回路功率柜體均經過標準化測試驗證;柜體熱仿真、 機械力學仿真等專業化的設計手段有效保障了產品耐用性及 可靠性。

　　由于異步電機外特性曲線范圍比較廣，幾乎可以滿足其覆 蓋范圍內的所有參數的測試;轉速在200 r /min以上時，功率 回收效率可以在50%～70%，但其初期投資較高，因而特別適 合連續時間長、可靠性要求高以及高速、高功率的測試工況。

　　英威騰GD880系列四象限變頻器應用于該測試平臺中， 對于液壓馬達性能和質量的提升，液壓系統的優化調整、以 及新技術研發等方面提供了有力支持，見圖3。

　　4 結語

　　英威騰GD880系列工程傳動變頻器分為單傳動和多傳動 兩種拓撲形態，是一款定位于高端應用的高性能傳動產品。 產品基于DFX理念進行模塊化設計，采用先進控制算法，具 有優異的速度和轉矩控制性能、高可靠性、高功率密度、便 捷安裝、調試、維護、保全全面等優點，適用于石油、港口 起重、造紙、冶金、船舶海工、隔膜泵、測試設備等行業， 助力過程工業及連續生產設備國產化升級。