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    功機是電機性能測試臺、機械傳動試驗臺、以及發(fā)動機性能測試臺等試驗裝置中的核心設(shè)備。常用的有電渦流測功機、磁滯測功機、機械測功機、水力測功機等均是將測試中所產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為熱能而消耗掉，不僅造成能量浪費，而且還需配置散熱設(shè)備一一。而電力測功機不 僅能實現(xiàn)能量的回饋，還可用作測功電動機，這是其它測功機所不具備的，特別是在電封閉試驗臺中是必不可少的，因此電力測功機越來越得到廣泛重視。電力測功 機目前大都采用直流測功電機，這是因為直流電機的調(diào)速性能好，控制簡單，但直流電機由于換向器的影響，不能適用于高速運行，因此在轉(zhuǎn)速很高的情況下，往往 采用機械減速裝置，使系統(tǒng)復雜且噪聲增大。交流電力測功機由于不存在換向器問題，因而結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，且隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流傳動系統(tǒng)在動、 靜態(tài)性能上得到了顯著提高。采用同步方案，進行測功的同時進行了能量的回饋，但是測功機運行在電動狀態(tài)的時候，測功區(qū)的最高轉(zhuǎn)速仍然受到同步轉(zhuǎn)速的限制， 測功機采用感應(yīng)電機的交流變頻方案實現(xiàn)了測功機的能量雙向流動，動態(tài)和靜態(tài)性能比同步方案有很大的提高，但是它采用雙控制系統(tǒng)，電機采用矢量控制，故控制 系統(tǒng)復雜且矢量控制易受電機參數(shù)變化的影響。文中提出了一種新的動態(tài)電力測功機方案，采用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)對電力測功機的異步電機實行轉(zhuǎn)矩和速度控制，提 高了電力測功機的動態(tài)性能，且直接轉(zhuǎn)矩控制對電機模型參數(shù)依賴程度小；用三相PWM整流技術(shù)產(chǎn)生直流母線電壓，也能將測功機測功時產(chǎn)生電能反饋給電網(wǎng)，同時保持電網(wǎng)側(cè)電流為正弦，且功率因數(shù)接近為1，降低了諧波對電網(wǎng)的干擾，也節(jié)約了能源。  

該測功機既可以工作在電動狀態(tài)，又可以工作在發(fā)電狀態(tài)。當被試機為被動機械(如風機、水泵、發(fā)電機等)或者用于原動機的啟動、冷磨合，以及測量摩擦功率時，此時電力測功機將電動運行，電網(wǎng)側(cè)的變流器在DSP控制板的控制下，通過三相PWM整流技術(shù)使功率因數(shù)接近為1，把電網(wǎng)的三相交流電整流為直流母線電壓u；u又通過電機側(cè)的變流器，在異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制下產(chǎn)生所需要的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩去驅(qū)動被試機。當被試機是原動機(如電動機、內(nèi)燃機)，原動機拖動測功異步電動機，并使其轉(zhuǎn)速超過設(shè)定的同步轉(zhuǎn)速，此時轉(zhuǎn)差率<O，與電動運行狀態(tài)相比，轉(zhuǎn)子導條中的電動勢和電流方向相反，作用在轉(zhuǎn)子上的電磁轉(zhuǎn)矩也反向，轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N制動轉(zhuǎn)矩，測功電機工作在發(fā)電狀態(tài)。在DSP控 制板的控制下，電機側(cè)的變流器把發(fā)出的任意頻率的電功率整流直流電壓；直流電壓又經(jīng)過電網(wǎng)側(cè)的變流器逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電，饋送給電網(wǎng)，而且 功率因數(shù)可以控制為接近單位功率因數(shù)。通過電動狀態(tài)和發(fā)電狀態(tài)的自動切換就實現(xiàn)了能量的雙向流動，既實現(xiàn)了測功機的全功能，又解決了其他類型測功機需要耗 能量裝置的問題，且節(jié)約了能量。

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