西门子6RA70用于电机试验台的分析与仿真
朱坤，张奕黄
(北京交通大学，北京100044)
摘要：研究了西门子6RA70系列全数字直流调速系统的特点及功能，将其应用在实验室中用于l00kw和400kw两个功率等级的电动机和发电机的研究性试验的平台，并针对试验台的需要，对西门子6RA70876GV62的使用方法进行详细说明，仿真结果证明该设备用于电机试验台的可行性。
关键词：直流调速系统；电机试验台；仿真
中图分类号：TM33 文献标识码：A 文章编号：100l4—7018(2008)08—0017—03
0 引 言
目前，随着测试理论的丰富以及自动测试系统的的应用，电机的测试技术也有了突飞猛进地发展。本文所介绍的电机试验台主要用于我实验室研究的变频电机和开关磁阻电机。
直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，在需要高性能可控电力拖动领域得到了广泛应用。试验台负载采用直流电机，由数字化直流调速器-西门子6RA70控制负载电机完成被试电机电机性能试验。
根据使用情况，直流传动通常是成本较低的传动解决方案，它具有性能可靠、操作舒适和运行平稳等优点，因此应用于许多工业领域。直流调速装置有实现成本较低的四象限运行，转速较低时持续运转，即使在转速较低时也能提供全部转矩，较高的起动转矩，在恒功率时有较大的调速范围，较小的占地面积和高可靠性等特点。
1试验台结构
本试验台是主要用于l00kw和400kw两个功率等级的电动机和发电机的研究性试验的平台。由西门子6RA70控制负载直流电机实现加载(发电机状态)和反拖(电动机状态)。 l00kw和400 kw分别做成两套机械台架，完成电动机起动特性试验，空载、负载、堵转试验，温升试验、变频电机的恒转矩和恒功率试验等。同时，在负载直流电机做发电机状态时，直流凋速器自动跟踪三相交流电的相位和频率，将发出的电能反馈上电网。
两套台架机械结构完全一样。每套台架由被试电机、转矩转速传感器、减速箱、负载电机等几部分组成，其机械结构示意图如图1所示。
2直流调速系统
数字化直流调速系统的核心调速单元选用西门子6RA70。sIMOREG 6RA70系列整流装置为三相交流电源直接供电的全数字控制装置，其结构紧凑，用于可调速直流电机电枢和励磁供电，主回路进线电压统一使用3Ac575V，而电枢电压可以根据被测对象进行设定，****为600V，****可为10 V；装置额定电流范围为15～3000 A，并可通过并联sIMO—REG整流装置进行扩展，这样一台调速器就可以满足两台电机的试验要求。
根据不同的应用场合，可选择单象限或四象限工作的装置，装置本身带有参数设定单元，不需要其它的任何附加设备即可完成参数的设定。所有的控制、调节、监视及附加功能都由微处理器来实现。可选择给定值和反馈值为数字量或模拟量。利用实验室原有两台直流测功机：型号为zc423／18—4的100k w电机，型号为zc493／35-4的400 kw电机，且因为试验台需实现电机的四象限运行，经过参数比较选用西门子6RA7087-6Gv62。其技术参数
如下：
电枢额定电压：3Ac575 V(+百分之10／-百分之20)
电枢额定输入电流：705A
励磁额定电压：2Ac460 V(+百分之10／百分之20)
额定直流电压：600 V
额定直流电流：850 A
额定励磁直流电压：****375 V
额定励磁电流：30 A
西门子6RA7087—6Gv62为四象限工作装置，
功率部分为两个三相全控桥，励磁回路采用单相半控桥。全数字直流调速装置主回路设计如图2所示。
1u1、1V1、1w1为系统提供三相电源，3ul、3w1为励磁提供电压，5u1、5g1为调速装置提供控制电压，lcl、1D1为电机电枢提供电枢电压，3c、3D为励磁绕组提供励磁电流。
3软件设计及调试
3 l软件设计
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