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En R&D moteur, en vérification des performances et en essais en usine, un établi d’essai moteur dos à dos doit s’adapter à différents types de moteurs, niveaux de tension, puissances, vitesses et conditions de charge. Cela impose de fortes exigences sur l’adaptabilité, la capacité de chargement et le contrôle coordonné du système d’entraînement.
Pour un projet d’établi d’essai dos à dos de moteurs à l’usine de moteurs anti-explosion de Nanyang, le FGI a utilisé la série FD800 Variable Frequency Drive (VFD) pour construire le système de commande et de charge. Le système utilise une architecture commune de bus DC, permettant aux unités onduleuses individuelles de fonctionner indépendamment ou en parallèle selon les exigences de test.
Avec des fonctions incluant le chargement classique consécuté, le chargement superposé à fréquence et le suivi de vitesse, le système peut supporter une gamme plus large de conditions de test moteur.
Lors de la mise en service sur site, le système a été utilisé avec succès pour des tests impliquant des moteurs synchrones et asynchrones, ainsi que des moteurs évalués à 380 V et 660 V. Grâce à une interface RS485 avec communication Modbus, le FD800 était également intégré à l’ordinateur de supervision du client pour un contrôle centralisé et une surveillance de l’état opérationnel.
Le banc d’essai est conçu pour les tests de performance et de charge de différents types de moteurs électriques.
Le système utilise une configuration mécanique dos à dos, avec le moteur en test (MUT) du côté entraînement et le moteur de charge du côté essai. Le MUT est responsable du fonctionnement du moteur, tandis que le moteur de charge fournit un couple de charge contrôlable.
Basé sur une architecture commune de bus DC, le VFD de la série FD800 forme un système intégré de disque et de chargement. Différentes stratégies de contrôle et de charge peuvent être configurées selon le moteur testé.
Pour les moteurs avec des puissances différentes, les onduleurs peuvent fonctionner indépendamment ou en parallèle afin d’augmenter la capacité de sortie disponible. Cela permet à une plateforme d’essai unique de couvrir une gamme plus large de puissances moteures sans nécessiter une configuration de variation complètement différente pour chaque objet de test.
Les essais sur site portaient sur des moteurs synchrones, des moteurs asynchrones et des moteurs 380 V/660 V, démontrant l’adaptabilité du FD800 aux différentes exigences de test moteur.
La plateforme d’essai des moteurs de l’usine de moteurs à épreuve d’explosion de Nanyang doit gérer des moteurs de différents types, tensions et puissances.
Les moteurs synchrones et asynchrones présentent des caractéristiques de contrôle différentes. En même temps, les objets d’essai incluent des moteurs avec différents niveaux de tension, tels que 380 V et 660 V, ainsi que des capacités différentes.
Le système de test doit donc offrir une flexibilité et une capacité évolutives suffisantes, permettant d’ajuster sa configuration et sa stratégie de contrôle en fonction de chaque objet de test.
Lors d’un test moteur dos à dos, le côté entraînement et le côté charge doivent fonctionner en coordination sous différentes vitesses et conditions de charge.
Le moteur de charge peut déjà tourner avant d’être introduit dans le processus d’essai. Le système d’entraînement doit donc identifier sa vitesse actuelle et établir la puissance de sortie de manière fluide, tout en fournissant un couple de charge contrôlable selon les exigences de test.
Cela nécessite à la fois une synchronisation stable et des capacités de chargement flexibles.
Les essais moteurs impliquent le contrôle de la transmission, le contrôle de charge, les changements d’état de fonctionnement et la surveillance en temps réel.
Le système de propulsion doit donc communiquer avec le système de contrôle de supervision existant du client. Cela permet aux opérateurs de gérer les deux côtés du banc d’essai depuis une interface centralisée, de configurer les paramètres de fonctionnement et de surveiller l’état de l’équipement tout au long du test.
Pour répondre à ces exigences, FGI a développé une solution de test consécutive de moteur bus DC commune basée sur la série FD800 VFD.
Le système se compose principalement de la section d’alimentation entrante, du redresseur, de la section de filtrage DC, du bus DC commun et des onduleurs. Chaque onduleur peut effectuer soit une fonction de disque, soit une fonction de chargement selon la configuration de test.
Les onduleurs peuvent également fonctionner indépendamment ou en parallèle selon la capacité d’essai requise.
Lors d’un test consécutif typique, le moteur testé fonctionne d’abord à la vitesse et à l’état de fonctionnement requis. Le FD800 côté charge utilise sa fonction de suivi de vitesse pour identifier l’état de rotation actuel du moteur et établir en douceur la sortie avant d’entrer dans le processus de chargement.
En plus du chargement classique dos à dos, le système a également réalisé la vérification fonctionnelle du chargement superposé à fréquence, fournissant une méthode supplémentaire pour simuler des conditions de test spécifiques.
Pour l’intégration système, le FD800 communique avec l’ordinateur de supervision du client via RS485 et le protocole Modbus. Les commandes de fonctionnement, les paramètres et les informations d’état peuvent être échangés entre le VFD et le système de contrôle de niveau supérieur.
La plateforme d’essai a mené avec succès des essais impliquant des moteurs synchrones, des moteurs asynchrones et des moteurs 380 V/660 V.
Le FD800 peut être configuré avec différentes stratégies de contrôle selon le type de moteur et les exigences de test. Pour différentes puissances, les onduleurs peuvent fonctionner indépendamment ou en parallèle pour augmenter la capacité disponible.
En utilisant une seule plateforme de transmission flexible pour tester des moteurs de différents types, tensions et niveaux de puissance, la solution peut améliorer la polyvalence et l’utilisation du banc d’essai du moteur.
Le système adopte une architecture de bus DC commune, permettant au côté entraînement et au côté charge de partager le même bus DC.
Lors d’un fonctionnement dos à dos, l’énergie régénérative générée par le côté charge peut être transférée via le bus DC commun et utilisée par le côté transmission. Cela permet l’échange d’énergie entre les sections de transmission et de charge et peut améliorer l’utilisation globale de l’énergie du système.
Le moteur côté charge applique un contre-couple au moteur testé pour simuler différentes conditions de fonctionnement et de charge.
En plus du chargement classique dos à dos, le projet a également vérifié la fonction de chargement en fréquence superposée. Cela confère à la plateforme d’essai une plus grande flexibilité pour choisir les méthodes de chargement selon les différents objectifs d’essai et élargit la gamme des conditions de test pouvant être couvertes.
Le moteur de charge tourne généralement déjà avant d’entrer dans le processus de chargement.
Le FD800 utilise sa fonction de suivi de vitesse pour identifier la vitesse de fonctionnement actuelle du moteur et établir la sortie de manière fluide en fonction de l’état détecté. Cela permet au côté charge d’entrer en fonctionnement de manière contrôlée et aide à réduire les impacts potentiels du courant et du couple lors de l’engagement.
Le FD800 communique avec l’ordinateur de supervision du client via RS485 et Modbus.
Les opérateurs peuvent utiliser l’interface de contrôle de niveau supérieur pour gérer les côtés entraînement et charge, configurer les paramètres de fonctionnement et surveiller l’état des équipements. Cela permet au VFD de fonctionner comme une partie intégrée du flux de travail global des tests moteurs du client, plutôt que comme un dispositif d’entraînement isolé.
Après la mise en service et les essais sur site, le FD800 a réussi à soutenir les tests consécutifs de moteurs de différents types, niveaux de tension et puissances.
Le projet a vérifié des fonctions clés, notamment :
Chargement classique dos à dos
Charge superposée à la fréquence
Suivi de vitesse
Fonctionnement indépendant de l’onduleur
Fonctionnement par onduleur parallèle
RS485 + communication Modbus
Contrôle centralisé et surveillance de l’état
Du point de vue de la configuration du système, les unités onduleuses peuvent fonctionner indépendamment ou en parallèle selon la capacité de test requise.
Du point de vue de l’architecture énergétique, le bus DC commun permet l’échange d’énergie entre les côtés de transmission et de charge.
D’un point de vue contrôle, la communication RS485 + Modbus permet d’intégrer le FD800 au système de contrôle de contrôle du client pour une exploitation et une surveillance centralisées.
Dans l’ensemble, la solution répond aux exigences de la plateforme de test en matière de compatibilité multi-moteurs, de couverture de capacité flexible et de conditions de test diversifiées.
L’application du VFD FGI FD800 série dans ce banc d’essai dos à moteur combine une architecture commune de bus DC avec une configuration flexible d’onduleur, plusieurs méthodes de chargement, suivi de vitesse et communication RS485 + Modbus.
Le système a permis avec succès de tester des moteurs synchrones et asynchrones, ainsi que des moteurs 380 V et 660 V, tout en vérifiant les fonctions de charge consécutive conventionnelles et de charge superposée à fréquence.
Le projet démontre les capacités de la série FD800 en adaptation multi-moteurs, configuration flexible de la capacité d’alimentation, tests back-to-back sur bus DC commun et intégration système de test.
Pour les constructeurs de moteurs, les laboratoires de R&D et les installations de test de performance moteur, ce type d’architecture flexible basée sur les VFD constitue une solution pratique pour construire des plateformes d’essai capables de gérer une plus large gamme de spécifications et de conditions de fonctionnement des moteurs.
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