高压变频器在轻型动力之压气机试验台上的应用

　　一、 引言

　　轻型动力泛指推力小于1000kgf或功率小于1MWe的轻型燃气轮机，通常用于航空飞行器推进、移动电源或分布式供能中，在国防建设和国家能源战略中具有重要意义。轻型动力的研发是一个设计、制造、试验、修改、再制造、再试验……循环往复渐近完美的过程。其中，试验环节在轻型动力研制过程中起着关键性的作用，以航空发动机为例，在正式定型之前，须经历从地面到空中的大大小小诸多试验。

　　轻型动力的试验大致分为部件试验和整机试车，压气机、燃料室、涡轮等主要部件的试验在轻型动力研制中占有相当重要的位置。其中，压气机工作条件复杂(空气参数变化范围宽、功率变化大)、技术要求苛刻，是发动机试验中耗费最大、测试技术复杂的部件，其试验任务涉及较多：①测取压气机特性参数(空气流量、增压比、效率等)，②确定稳定工作边界，③流动损失试验研究，④检查压气机调节系统的可靠性。

　　本文所研制的压气机试验平台(装备)正是进行上述压气机试验的物质基础。

　　二、压气机试验台概述

　　(一) 压气机试验台的组成

　　压气机试验台由进排气系统、拖动系统(动力装置)、增速器、试验器、滑油系统、测试系统和安全监测系统等组成(图1)。

　　进排气系统：包括流量管、进口节流装置、稳压箱、排气涡壳和排气阀、快速退喘阀、消声塔等。调整进口节流装置可改变压气机进口压力和压气机耗功功率等，调整排气阀可改变压气机空气流量;

　　拖动系统(动力装置)：为试验台提供动力，并能实现精准的转速控制。例如，本试验台的拖动系统由合康亿盛公司研制;

　　增速器、试验器：为适应功率、转速不同的压气机试验，在拖动系统与试验器之间选配了增速器。例如，本试验台设计成“一拖二”的模式，即一套动力装置通过两套增速器拖动两套不同的试验器;

　　滑油系统：包括油箱、油滤、供回油泵、散热器、电加温和自控装置，用于试验机轴承与增速器的润滑;

　　测试系统：测取压气机的运行参数，包括压力、温度、流量、转速、振动等;

　　安全监测系统：监测试验压气机和其它装置在运行中发生的异常，判断故障并采取适当措施。

　　(二) 压气机试验台的性能指标

　　试验台拖动系统的最大功率800kW，可以进行低速压气机和高速压气机试验，两试验器的具体性　　

　　能参数见表1。

　　本试验台主要针对轻型动力的压气机，从表1可以看出拖动系统的功率并不大，但转速控制精度较高(万分之二)。另外，试验台动态性能要求在压气机转矩突变10%时，拖动系统须在1秒内恢复到原设定转速，而且过渡状态的转速波动不大于±0.2%。因此，上述苛刻的技术要求使得拖动系统成为压气机试验台研制的难点之一。