交流变频调速电机式电力测功机是80年代出现的一种新型测功机，是机电一体化技术的产物，是电机、机械、电力电子、检测技术、计算机技术等知识的综合运用。它的技术性能指标比目前世界公认的先进的AVL交流变频电力测功机更胜一筹，属于高科技产品。又由于其价格相对便宜（约为AVL的丨/31M），因此，在目前更具芦生命力，亦有实力参与国际市场的竞争。本文就变频电源供电对测功电机的影响、测功电机的设计特点及计算机辅助设计（CAD）展开讨论。

　　2变频电源供电对测功电机的影响测功电机由变频电源供电时，其输入电压波形为非正弦，除了基波分量外，还含有丰富的谐波。这些谐波会给测功电机带来下述的不利影响。

　　2.1转矩脉动，振动与噪声增大测功电机齿槽引起的空间高次谐波和逆变器波形畸变产生的时间高次谐波相互叠加，使气隙中的磁通含有各种高次谐波，这些谐波将使测功电机的输出转矩产生脉动。特别当它在低速运转时，转矩脉动的影响更为明显，致使测功电机转速不而有步进感。当转矩脉动频率与机械系统固有频率接近时，则产生机械共振现象。同样。测功电机某些部分由于高次谐波转矩的激励也可能产生局部共振。由于测功电机工作的频率范围宽，转速变化范围大。很难避开机械部分各-16-种结构件的固有频率，对于高频高速传动的场合，动平衡和风扇的影响也将加大，从而导致测功电机的机械噪声相应增大，同时在某些频率下的电磁噪声加剧。

　　2.2损耗加，效率降低，温升提高谐波引起损耗的增加主要表现在定子铜耗-铁耗及附加损耗。除了直流电阻引起的铜耗外。还必须考虑由于集肤效应所产生的实际电阻的增加引起的锏耗。对于定子绕组，由于采用多匝股线可考虑基本不受集肤效应的影响。但是。转子绕组截面较大，受铁心槽内磁通分布的影晌，其实际电阻较大，损耗将显著增加。槽内导体的实际电阻与频率和电导率之比的平方根及导体高度成正比，其影响的程度取决于转子槽形及导体的形状和材料。关于铁耗，由时间谐波主磁通引起的铁心损耗的全部增加量在总的铁耗中是微+足道的，但是端部漏磁通和斜槽漏磁通，在谐波频率下则可能产生十分可观的铁心损耗。在变频调速中，随着电源频率的不断升高，杂散损耗也随之增大。因此，测功电机的效率也有所下降。输出功率有所减小，温升相应提高。

　　2.3轴电压的增加对于正弦波电源供电的测功电机，磁路不平衡将引起轴电压，而对于变频器供电的测功电机，通常情况下加在电机上的各相电压是平衡的，但由于各相整流元件和控制元件特征的差异或开关元件触发误动作，则可能出现某瞬间的电压失衡现象，在轴上产生较大的轴电压。再加1-.：转子上的高频电压会在以轴承油膜为介质对地形成的电容中产生静电荷的积累。轴上电压的增高，电流将通过轴与轴瓦之间的油膜，若达到临界润滑状态，油膜将被破坏和缩短轴承寿命，危害测功电机的安全运行。

　　3交流变频调速测功电机的设计特点交流变频调速测功电机作为交流变频调通电力测功系统中的一个重要部件，一方面，由于它由专用的变频电源供电，从而避免了工频电网对常规电机的各种限制。另一方面，由于供电的变频电源输出波形具有非正弦的特点，因而其设计原则也就不能与常规电机等同，有其明显的特点；测功电机的电压、频率、功率、效率等额定值的选择应按机电一体化的原则，从系统比较优出发来确定，不受供电的工频电网的限制。

　　不会出现高转差频率运行，因而设计中工频运行时起动能指标易于达到。

　　当运行中保持气隙磁通不变时，比较大转矩基本上不发生变化。

　　测功电机的漏抗是变频调速电机测功系统的一个重要参数，它的取值对系统的技本经济指标有重大影响，应根据电子和电机两部分的技术和经济的合理性综合分析，以总体比较佳的要求来确定。

　　4变频调速测功电机的计算机辅助设计测功电机作为测功系统的一部分，在额定频率及以下，测功电机按恒转矩运行；在额定频率以上则按恒功率运行。参照普通异步电机电磁计算程序，结合变频调速测功电机的设计特点，采用QuickBASIC语言，编写了测功电机的电磁计算程序。其主程序框图如图所示。并用此程序设计了一台CY250-4的测功电机，样机由南方通用电气集团公司下属电机分公司进行主要性能试验，其设计值、保证值和。

　　表CY250-4测功电机主要性能数据项目设计值保证值试验值定子相电阻115C空载电流额定电流定子铜耗转子铜耗铁耗机械耗杂耗总损耗额定输人功率额定输出功率效率功率因数转差率堵转电流/额定电流堵转转矩/额定转矩比较大转矩/额定转矩定子绕组温升定子铁心温升噪声功率级比较大振动速度5结论本文分析了变频电源供电对测功电机的影响，故变频调速测功电机的设计不同于普通异步电机设计，具有其自身的特点，并设计了一台CY250-4U0kW测功电机。试验结果表明，设计程序较好地解决了变频调速测功电机电磁设计问题，可望在变频调速电机设计领域推广使用。