複数のモータータイプと定格のためのフレキシブルモーター試験 |FGI FD800シリーズVFDをモーターの連続試験台に適用

モーターの研究開発、性能検証、工場試験において、連続したモーター試験台は異なるモータータイプ、電圧レベル、定格電力、速度、負荷条件に対応する必要があります。これにより、駆動システムの適応性、搭載能力、協調制御に高い要求が課されます。

南洋耐爆モーター工場でのモーター連続試験台プロジェクトのために、FGIはFD800シリーズ可変周波数駆動(VFD)を適用し、駆動および装填制御システムを構築しました。システムは共通のDCバスアーキテクチャを採用しており、テスト要件に応じて個々のインバータユニットが独立または並列で動作できるようになっています。

従来型の連続負荷、重ね合わせ周波数負荷、速度追跡などの機能により、より幅広いモーター試験条件に対応可能です。

現場での試運転中、このシステムは同期・非同期モーター、さらに380Vおよび660V定格モーターの試験に成功裏に使用されました。Modbus通信とのRS485インターフェースを通じて、FD800は顧客の監督コンピュータと統合され、集中制御および動作状況監視が可能となりました。

モーター・バック・トゥ・バック試験ベンチ

試験台は、さまざまな種類の電動機の性能試験および負荷試験のために設計されています。

このシステムは機械式の背中合わせ構成を採用しており、モーター被試験側(MUT)が駆動側、負荷モーターが試験側に配置されています。MUTはモーターの動作を担当し、負荷モーターは制御可能な負荷トルクを提供します。

共通のDCバスアーキテクチャに基づき、FD800シリーズVFDはドライブと負荷が統合されたシステムを形成しています。試験対象モーターに応じて異なる制御および負荷戦略を設定できます。

異なる出力定格のモーターの場合、インバーターユニットは独立または並列に動作して出力容量を増加させることができます。これにより、単一の試験プラットフォームでより広いモーター出力定格をカバーでき、各試験対象ごとに全く異なる駆動構成を必要とせずに済む。

現地での試験では、同期モーター、非同期モーター、380 V/660 Vモーターが含まれ、FD800が異なるモーター試験要件に適応できることを示しました。

主な要件

1. 異なるモーター仕様への適応

南洋耐爆モーター工場のモーター試験プラットフォームは、異なるタイプ、電圧定格、出力のモーターを扱う必要があります。

同期モーターと非同期モーターは制御特性が異なります。同時に、試験対象には380Vや660Vなど異なる電圧レベルや容量を持つモーターが含まれます。

したがって、テストシステムは十分な柔軟性と容量のスケーラビリティを提供し、各テスト対象に応じて構成および制御戦略を調整できる必要があります。

2. 安定した連続運転と柔軟な荷重

連続モーターテスト中は、駆動側と負荷側が異なる速度と負荷条件下で協調して動作する必要があります。

負荷モーターは試験プロセスに入る前にすでに回転している可能性があります。したがって、駆動システムは現在の速度を特定し、出力を円滑に確立しつつ、試験要件に応じて制御可能な負荷トルクを提供する必要があります。

これには安定した同期と柔軟なロード能力の両方が必要です。

3. 集中制御とシステム統合

モーターテストには、駆動制御、負荷制御、運転状態の変更、リアルタイム監視が含まれます。

したがって、駆動システムは顧客の既存の監視制御システムと通信する必要があります。これにより、オペレーターは中央管理されたインターフェースからテストベンチの両側を管理し、動作パラメータを設定し、試験中の機器の状態を監視できます。

ソリューションとシステム構成

これらの要件を満たすため、FGIはFD800シリーズVFDをベースにした共通のDCバスモーターのバックツーバックテストソリューションを開発しました。

システムは主に、入電力部、整流器、直流フィルタリング部、共通直流バス、インバータユニットで構成されています。各インバーターユニットはテスト構成に応じて駆動機能または負荷機能のいずれかを実行できます。

インバーターユニットは、必要な試験容量に応じて独立または並列運転も可能です。

典型的な連続試験では、試験対象のモーターがまず必要な速度と動作条件で動作します。負荷側のFD800は速度追跡機能を用いてモーターの現在の回転状態を特定し、負荷プロセスに入る前に出力を滑らかに設定します。

従来の連続負荷に加え、重ね合わせ周波数負荷の機能検証も完了し、特定の試験条件をシミュレートする追加方法を提供しました。

システム統合のために、FD800はRS485およびModbusプロトコルを通じて顧客の監督コンピュータと通信します。動作命令、パラメータ、状態情報はVFDと上位制御システム間で交換可能です。

主な技術的利点と応用価値

マルチモーター、マルチ電圧、マルチキャパシティ適応

試験プラットフォームは同期モーター、非同期モーター、380 V/660 Vモーターの試験を成功裏に完了しました。

FD800はモーターの種類や試験要件に応じて異なる制御戦略で構成可能です。異なる定格電力に対しては、インバーターユニットが独立または並列運転して利用可能な容量を拡大することができます。

異なるタイプ、電圧定格、出力レベルのモーターを一つの柔軟な駆動プラットフォームでテストすることで、モーター試験台の多様性と活用効率が向上します。

エネルギー利用効率向上のための共通DCバス

システムは共通のDCバスアーキテクチャを採用しており、ドライブ側とロード側が同じDCバスを共有できます。

連続運転中、負荷側で生成された再生エネルギーは共通の直流バスを通じて転送され、駆動側で利用されます。これにより、駆動部と負荷部間のエネルギー交換が可能となり、システム全体のエネルギー利用率が向上します。

拡張された試験能力のための多重荷重法

負荷側モーターは、異なる動作条件や負荷条件をシミュレートするために、テスト対象モーターに逆トルクをかけます。

従来の連続負荷に加え、重ね合わせ周波数負荷関数も検証されました。これにより、試験プラットフォームは異なる試験目的に応じて荷重方法を選択する柔軟性を高め、カバー可能な試験条件の範囲を広げます。

スムーズな運動動作のための速度追跡

負荷モーターは通常、積み込みプロセスに入る前にすでに回転しています。

FD800は速度追従機能を使ってモーターの現在の動作速度を特定し、検出状態に基づいて滑らかに出力を確立します。これにより負荷側が制御された状態で動作し、接続時の電流やトルクへの影響を軽減します。

RS485 + Modbus によるシームレスなテストシステム統合

FD800はRS485およびModbusを通じて顧客の監督コンピュータと通信します。

オペレーターは上位制御インターフェースを使ってドライブ側やロード側の管理、動作パラメータの設定、機器の状態の監視が可能です。これにより、VFDは単なる駆動装置ではなく、顧客のモーターテスト全体のワークフローに統合された一部として機能します。

申請結果

現地での試運転と試験を経て、FD800は異なるタイプ、電圧レベル、出力定格のモーターの連続試験を成功裏にサポートしました。

このプロジェクトは以下の主要な機能を検証しました:

• 従来型の連続装填

• 重ね合わせ周波数負荷

• スピードトラッキング

• 独立インバータ動作

• 並列インバータ動作

• RS485 + Modbus通信

• 集中制御と状態監視

システム構成の観点からは、インバーターユニットは必要な試験容量に応じて独立運転または並列運転が可能です。

エネルギーアーキテクチャの観点から見ると、共通の直流バスはドライブ側と負荷側間のエネルギー交換を可能にします。

制御の観点からは、RS485 + Modbus通信により、FD800は顧客の監督テストシステムと統合され、集中操作と監視が可能となります。

全体として、このソリューションはマルチモーター互換性、柔軟な容量カバー、多様な試験条件の要件を満たしています。

結論

このモーターのバックツーバック試験台におけるFGI FD800シリーズVFDの適用は、共通のDCバスアーキテクチャと柔軟なインバータ構成、複数の負荷方式、速度追跡、RS485+Modbus通信を組み合わせています。

このシステムは同期モーターおよび非同期モーター、さらに380Vおよび660Vモーターの試験を成功裏にサポートし、従来の連続負荷および重ね合わせ周波数負荷関数の検証も行いました。

このプロジェクトは、多モーター適応、柔軟な電力容量構成、共通直流バスのバックツーバックテスト、テストシステム統合におけるFD800シリーズの能力を実証します。

モーターメーカー、研究開発ラボ、モーター性能試験施設にとって、この柔軟なVFDベースのアーキテクチャは、より幅広いモーター仕様や動作条件に対応可能な試験プラットフォームを構築するための実用的な解決策を提供します。