[發明專利]一種電機試驗變頻電源系統

有效

• 申請號: 201310201382.X
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103259418A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 黃歡;彭力;羅仁俊;范偉;鄧霆;鐘強;歐海平;王博;陳志新;梁金成;王世平;黃志國;肖泉華;雷立;熊強
• 申請（專利權）人: 株洲變流技術國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: H02M5/42
• 分類號: H02M5/42;H02M5/10;H02M5/458;H02M1/32
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

技術領域

本發明涉及一種電源系統，尤其是涉及一種應用于能量回饋型電機試驗的變頻電源系統。

背景技術

電動機廣泛應用在電廠、油田、石化、礦山、冶金、化工、建材等行業。近年來，隨著我國國民經濟的快速發展，對電機的市場需求日益旺盛，對電機質量的要求也越來越高。電機試驗是檢驗電機質量的重要手段之一，其準確性和可靠性與電機試驗電源的好壞密切相關。在電機行業中，以往主要采用發電機組作為電機試驗設備進行電機試驗，這種方法受設備容量的制約，在大容量低頻情況下無法滿足電機試驗要求。隨著電力電子技術的發展，變頻電源在電機試驗中逐步得到應用。采用變頻電源的電機試驗裝置解決了傳統機組方案在低頻時功率小的難點，與傳統機組電源相比具有節能、噪聲小、功率大等優點。

在現有技術中，主要有以下三篇文獻與本發明相關：

如附圖1所示，現有技術1為盛君、張敏于2007年5月發表在《變流技術與電力牽引》2007年第五期上的論文《變頻試驗電源在電機試驗中的應用》。現有技術1采用“輸入變壓器+相控整流器+逆變器+升壓變壓器”的變頻電源方案。三相電網輸入電壓，經過輸入變壓器輸出三相交流可調電壓送入晶閘管整流器，晶閘管整流器輸出的直流電壓經過濾波后通過升壓變壓器輸出變壓變頻的電壓供給電機。但是，現有技術1由于相控整流橋采用的元器件晶閘管屬于半控器件，在進行能量回饋時，輸出電壓諧波豐富，對電網污染嚴重。而在多電壓等級輸出時，全靠輸出變壓器實現，對輸出變壓器要求高，制造難度大成本高。

如附圖2所示，現有技術2為康樂、姬凱等人于2010年3月25日發表在《通信電源技術》2010年第2期第27卷上的論文《能量回饋式電機試驗平臺的系統研究》。現有技術3為姬凱、康樂等人于2009年12月發表在《變頻器世界》2009年第12期上的論文《變頻器在通用大容量電機試驗系統的應用》。現有技術2和現有技術3采用共直流母線的能量循環方案，電機驅動和能量回饋的逆變單元采用公直流母線的方式，有效利用公共直流母線來進行電能量的循環。整流部分提供穩定的直流母線電壓，電網只需提供系統損耗的能量，這種節能控制方式比較簡單，較容易實現。但是，現有技術2和3采用共直流母線的能量循環方案，其輸出諧波含量大，需要增加專門的輸出濾波裝置，且不能實現多電壓等級的額定容量輸出。

發明內容

本發明的目的是提供一種電機試驗變頻電源系統，該系統可以大大提高電源系統的驅動能力，能雙機并聯驅動或獨立單獨驅動，從而滿足不同電壓等級不同容量電機的相關試驗要求，并可以實現電機的四象限傳動。

為了實現上述發明目的，本發明具體提供了一種電機試驗變頻電源系統的技術實現方案，一種電機試驗變頻電源系統，包括：兩臺四象限級聯型變頻器、電機和接觸器。所述兩臺四象限級聯型變頻器分別拖動一臺所述電機工作或同時拖動兩臺剛性共軸聯接的電機進行對拖試驗。當所述的兩臺四象限級聯型變頻器獨立運行時，所述接觸器斷開，分別完成不同電壓等級的電機試驗；當所述的兩臺四象限級聯型變頻器獨立運行，所述接觸器斷開，所述的兩臺電機剛性共軸聯接時，完成不同電壓等級的電機對拖試驗；當所述兩臺四象限級聯型變頻器并聯運行時，所述接觸器閉合，完成更高容量等級的電機試驗。

優選的，當所述接觸器斷開，兩臺四象限級聯型變頻器獨立運行時，完成最大2500KVA容量，不同電壓等級電機包括空載特性試驗、疊頻溫升試驗在內的相關試驗；當所述接觸器斷開，兩臺電機剛性共軸聯接時，進行最大2500kVA容量，不同電壓等級電機包括對拖溫升試驗、負載特性測試在內的相關試驗；當兩臺四象限級聯型變頻器并聯運行時，所述接觸器閉合，完成最大5000KVA容量，不同電壓等級電機包括空載特性試驗、疊頻溫升試驗在內的相關試驗。

優選的，所述四象限級聯型變頻器進一步包括移相變壓器、高壓充電電路、變頻模塊和接觸器組合，所述高壓充電電路與移相變壓器相連，所述變頻模塊與移相變壓器相連，所述接觸器組合與變頻模塊相連。所述變頻模塊的每相進一步包括2ⁿ個基礎變流鏈，n≥1，所述基礎變流鏈包括功率單元和均流電抗器。三相電壓經過所述高壓充電電路進入移相變壓器，經過所述移相變壓器降壓后為所述變頻模塊的功率單元供電。所述功率單元經過整流、濾波及逆變后輸出單相交流電壓，通過改變接觸器組合中各接觸器的開關狀態改變每個基礎變流鏈的串、并聯方式，實現不同電壓等級額定容量的輸出。