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En investigación y desarrollo de motores, verificación de rendimiento y pruebas de fábrica, un banco de pruebas de motores consecutivo debe adaptarse a diferentes tipos de motores, niveles de voltaje, potencias nominales, velocidades y condiciones de carga. Esto exige mucho la adaptabilidad, la capacidad de carga y el control coordinado del sistema de accionamiento.
Para un proyecto de banco de pruebas de motor back-to-back en la fábrica de motores a prueba de explosiones de Nanyang, FGI aplicó la serie FD800 Variable Frequency Drive (VFD) para construir el sistema de control de accionamiento y carga. El sistema utiliza una arquitectura común de bus de corriente continua, que permite que las unidades inversoras individuales operen de forma independiente o en paralelo según los requisitos de prueba.
Con funciones que incluyen carga convencional back-to-back, carga superpuesta en frecuencia y seguimiento de velocidad, el sistema puede soportar una gama más amplia de condiciones de prueba de motores.
Durante la puesta en marcha in situ, el sistema se utilizó con éxito en pruebas que involucraban motores síncronos y asíncronos, así como motores de 380 V y 660 V. A través de una interfaz RS485 con comunicación Modbus, el FD800 también se integraba con el ordenador de supervisión del cliente para un control centralizado y monitorización del estado operativo.
El banco de pruebas está diseñado para pruebas de rendimiento y de carga de diferentes tipos de motores eléctricos.
El sistema utiliza una configuración mecánica espalda con espalda, con el motor en prueba (MUT) en el lado de transmisión y el motor de carga en el lado de prueba. El MUT es responsable del funcionamiento del motor, mientras que el motor de carga proporciona un par de carga controlable.
Basado en una arquitectura común de bus de corriente continua, el VFD de la serie FD800 forma un sistema integrado de accionamiento y carga. Se pueden configurar diferentes estrategias de control y carga según el motor que se esté probando.
Para motores con diferentes potencias nominales, las unidades inversoras pueden funcionar de forma independiente o en paralelo para aumentar la capacidad de salida disponible. Esto permite que una única plataforma de prueba cubra un rango más amplio de potencias de motor sin requerir una configuración de accionamiento completamente diferente para cada objeto de prueba.
Las pruebas in situ abarcaron motores síncronos, asíncronos y motores de 380 V/660 V, demostrando la adaptabilidad del FD800 a diferentes requisitos de prueba de motores.
La plataforma de pruebas de motores de la Fábrica de Motores A Prueba de Explosiones de Nanyang debe manejar motores con diferentes tipos, tensiones y potencias.
Los motores síncronos y asíncronos tienen diferentes características de control. Al mismo tiempo, los objetos de prueba incluyen motores con diferentes niveles de voltaje, como 380 V y 660 V, así como diferentes capacidades.
Por tanto, el sistema de prueba debe proporcionar suficiente flexibilidad y escalabilidad de capacidad, permitiendo ajustar su estrategia de configuración y control según cada objeto de prueba.
Durante una prueba de motor consecutiva, el lado de transmisión y el lado de carga deben funcionar en coordinación bajo diferentes condiciones de velocidad y carga.
El motor de carga puede estar girando ya antes de incorporarse al proceso de prueba. Por tanto, el sistema de accionamiento debe identificar su velocidad actual y establecer la salida de forma fluida, proporcionando también un par de carga controlable según los requisitos de prueba.
Esto requiere tanto una sincronización estable como capacidades de carga flexibles.
Las pruebas de motores implican control de accionamiento, control de carga, cambios en las condiciones de funcionamiento y monitorización en tiempo real.
Por tanto, el sistema de accionamiento debe comunicarse con el sistema de control supervisor existente del cliente. Esto permite a los operadores gestionar ambos lados del banco de pruebas desde una interfaz centralizada, configurar parámetros de funcionamiento y monitorizar el estado del equipo durante toda la prueba.
Para cumplir con estos requisitos, FGI desarrolló una solución común de prueba de motor de bus de corriente continua basada en la serie FD800 VFD.
El sistema consiste principalmente en la sección de alimentación entrante, el rectificador, la sección de filtrado de corriente continua, el bus común de corriente continua y unidades inversoras. Cada unidad inversora puede realizar una función de accionamiento o de carga dependiendo de la configuración de prueba.
Las unidades inversoras también pueden operar de forma independiente o en paralelo según la capacidad de prueba requerida.
Durante una prueba típica consecutiva, el motor bajo prueba funciona primero a la velocidad y condición de funcionamiento requeridas. El FD800 en el lado de carga utiliza su función de seguimiento de velocidad para identificar el estado rotacional actual del motor y establecer la salida de forma fluida antes de entrar en el proceso de carga.
Además de la carga convencional consecutiva, el sistema también completó la verificación funcional de la carga superpuesta en frecuencia, proporcionando un método adicional para simular condiciones de prueba específicas.
Para la integración del sistema, el FD800 se comunica con el ordenador supervisor del cliente a través de RS485 y el protocolo Modbus. Se pueden intercambiar comandos operativos, parámetros e información de estado entre el VFD y el sistema de control de nivel superior.
La plataforma de pruebas completó con éxito pruebas que involucraban motores síncronos, motores asíncronos y motores de 380 V/660 V.
El FD800 puede configurarse con diferentes estrategias de control según el tipo de motor y los requisitos de prueba. Para diferentes potencias, las unidades inversoras pueden funcionar de forma independiente o en paralelo para ampliar la capacidad disponible.
Al utilizar una plataforma flexible de accionamiento para probar motores con diferentes tipos, tensiones y niveles de potencia, la solución puede mejorar la versatilidad y el aprovechamiento del banco de pruebas del motor.
El sistema adopta una arquitectura común de bus de corriente continua, permitiendo que el lado de la transmisión y el lado de carga compartan el mismo bus de corriente continua.
Durante la operación espalda con espalda, la energía regenerativa generada por el lado de carga puede transferirse a través del bus de corriente continua común y ser utilizada por el lado de accionamiento. Esto permite el intercambio de energía entre las secciones de propulsión y carga y puede mejorar la utilización total de energía del sistema.
El motor del lado de carga aplica un contrapar al motor bajo prueba para simular diferentes condiciones de funcionamiento y carga.
Además de la carga convencional espalda con espalda, el proyecto también verificó la función de carga superpuesta en frecuencia. Esto otorga a la plataforma de prueba mayor flexibilidad para seleccionar métodos de carga según diferentes objetivos de prueba y amplía el rango de condiciones de prueba que pueden cubrirse.
El motor de carga suele estar girando ya antes de entrar en el proceso de carga.
El FD800 utiliza su función de seguimiento de velocidad para identificar la velocidad de funcionamiento actual del motor y establecer la salida de forma fluida según el estado detectado. Esto permite que el lado de carga entre en funcionamiento de forma controlada y ayuda a reducir el posible impacto de corriente y par durante el acoplamiento.
El FD800 se comunica con el ordenador supervisor del cliente a través de RS485 y Modbus.
Los operadores pueden utilizar la interfaz de control de nivel superior para gestionar los lados de transmisión y carga, configurar parámetros de funcionamiento y monitorizar el estado del equipo. Esto permite que el VFD funcione como una parte integrada del flujo de trabajo general de pruebas de motores del cliente, en lugar de como un dispositivo de accionamiento aislado.
Tras la puesta en marcha y pruebas in situ, el FD800 apoyó con éxito pruebas consecutivas de motores con diferentes tipos, niveles de voltaje y potencias nominales.
El proyecto verificó funciones clave, incluyendo:
Carga convencional espalda con espalda
Carga superpuesta en frecuencia
Seguimiento de velocidad
Funcionamiento independiente del inversor
Funcionamiento por inversor paralelo
RS485 + comunicación Modbus
Control centralizado y monitorización del estado
Desde la perspectiva de la configuración del sistema, las unidades inversoras pueden operarse de forma independiente o en paralelo según la capacidad de prueba requerida.
Desde la perspectiva de la arquitectura energética, el bus de corriente continua común permite el intercambio de energía entre los lados de la transmisión y la carga.
Desde una perspectiva de control, la comunicación RS485 + Modbus permite integrar el FD800 con el sistema de pruebas de supervisión del cliente para una operación y monitorización centralizadas.
En general, la solución cumple con los requisitos de la plataforma de prueba para compatibilidad multimotor, cobertura flexible de capacidad y condiciones de prueba diversificadas.
La aplicación del VFD FGI FD800 Serie en este banco de pruebas espalda con espalda combina una arquitectura común de bus de corriente continua con configuración flexible de inversores, múltiples métodos de carga, seguimiento de velocidad y comunicación RS485 + Modbus.
El sistema soportó con éxito pruebas de motores síncronos y asíncronos, así como de motores de 380 V y 660 V, al tiempo que verificaba las funciones convencionales de carga consecutiva y de frecuencia superpuesta.
El proyecto demuestra las capacidades de la serie FD800 en adaptación multimotor, configuración flexible de capacidad de potencia, pruebas consecutivas con bus de corriente continua común e integración de sistemas de prueba.
Para los fabricantes de motores, laboratorios de investigación y desarrollo y centros de pruebas de rendimiento motor, este tipo de arquitectura flexible basada en VFD proporciona una solución práctica para construir plataformas de prueba capaces de manejar una gama más amplia de especificaciones y condiciones de funcionamiento de los motores.
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