[發明專利]可逆直流傳動試驗臺的新型節能控制系統無效

申請號：	200710056171.6	申請日：	2007-10-15
公開（公告）號：	CN101162183A	公開（公告）日：	2008-04-16
發明（設計）人：	冀群心;田彥濤;韋子枝;張愛春;隋海倬	申請（專利權）人：	吉林大學
主分類號：	G01M13/00	分類號：	G01M13/00;G01M15/00;H02P7/18;H02P9/00
代理公司：	長春吉大專利代理有限責任公司	代理人：	邵銘康;朱世林
地址：	130012吉***	國省代碼：	吉林;22
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摘要：
搜索關鍵詞：	可逆直流傳動試驗臺新型節能控制系統
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于機械電子產品，具體涉及各類機械產品性能及特性試驗的試驗臺。

背景技術

關于直流傳動試驗臺的節能問題，當前比較好的解決方案主要有兩種：

方案一主要用有源逆變原理，將試驗臺負載發電機產生的電能回饋到電網來實現節能，有一定的節能效果。但是該方案會造成電網功率因數低，電網污染嚴重，回饋效率低，而且當負載發電機轉速降低到一定程度時，依靠有源逆變就無法加載負載，即回饋電能到電網了。方案二主要是設計試驗臺中發電機的額定電壓高于電動機電壓的方法，直接將發電機產生的電能回饋給電動機，從而減少電動機從電網吸收的能量，達到節能的目的，節能效果很好，節能效率高。但是，該方案要求負載發電機根據試驗要求進行設計制造或降低電動機的運行電壓。所以該方案不便實現或造成浪費，而且該方案僅應用于不可逆的直流傳動的試驗臺。

發明內容

本發明的目的在于提供一種節能效果好，電能回饋效率高，對交流電網的污染小，線路損耗低，結構簡單，運行穩定，控制方便的可逆直流傳動試驗臺的新型節能控制系統。

針對方案一中的問題，根據有源逆變器的開關作用，提出用直流升壓節能方案。將負載發電機產生的電功率大部分直接回饋給動力電動機，減少了電能向交流電網的回饋，降低試驗臺對電網的污染，提高了節能效果和回饋效率，而且從根本上解決了試驗臺轉速從零到額定轉速之間變化的全工況都能直接回饋電能給電動機的問題。

本發明包括三相橋式全控整流電路V及其觸發器、電抗器L、二極管VD和電動機勵磁控制電路，它具有以三相全控整流電路V、電抗器L及二極管VD為核心的直流升壓和有源逆變兩個回饋電能的回路；用二極管VD和導線將電動機和負載發電機電樞連接成一個單方向回饋電能回路；二極管VD陽極與給電樞M2供電的三相橋式全控整流電路V2共陽極端連接，二極管VD陰極與給電樞M1供電的三相橋式全控整流電路V1共陰極端連接，給電樞M1供電的三相橋式全控整流電路(V1)共陽極端與給電樞M2供電的三相橋式全控整流電路V2共陰極端用導線連接，使電抗器L1、電樞M1、電樞M2、電抗器L2和二極管VD構成一個單方向直流升壓回路。

通過調節有源逆變器逆變角β和負載發電機勵磁電壓大小，實現負載發電機向電網回饋電功率和直接向電動機回饋電功率。

電抗器L1和電抗器L2電感的大小，按電動機電樞電流連續原則進行設計。

本發明的主要功能與節能機理如下：

1、三相橋式全控整流電路V1的作用：當電樞M1為電動機時，三相橋式全控整流電路V1作為可控整流電源裝置給電樞M1提供能量；當電樞M1為負載電機時，三相橋式全控整流電路V1作為有源逆變裝置，將電能向電網回饋。

三相橋式全控整流電路V2與三相橋式全控整流電路V1的功能相同。

2、電樞M1和電樞M2都是直流電動機，分別是試驗臺的動力機和負載機。電樞M1和電樞M2的額定電壓相同，額定轉速和額定容量不一定相同，這可根據產品試驗要求決定。

3、電樞M2、電抗器L2、二極管VD、電抗器L1和電樞M1電樞組成一條主回路，即負載電機產生的電能直接回饋給電動機電能的回路。

4、電樞M2(或電樞M1)、電抗器L2(或電抗器L1)和三相橋式全控整流電路V2(或三相橋式全控整流電路V1)組成一條控制能量回饋的回路，即控制負載發電機產生的電能按一定比例直接回饋給電動機和回饋給電網的回路。

5、電流環起限流保護作用，速度環起穩速作用。

本發明的積極效果在于：

1.用直流升壓原理和有源逆變原理共同組成的可逆直流傳動試驗臺的新型節能控制系統，與僅用有源逆變原理的節能系統相比，節能效果更好，節能一般都在60％以上。

2.本發明是直接將負載發電機產生的電能大部分回饋給電動機，減少了電網向電動機輸送電功率(一般減少40％以上)，不僅直接節能，而且減少了電網線路的損耗和對電網的污染。