[實(shí)用新型]風(fēng)力發(fā)電機(jī)檢測(cè)中的變頻試驗(yàn)電源系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420481389.1
• 申請(qǐng)日: 2014-08-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204008751U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施曉蓉;李謨發(fā)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南工程學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01R1/28
• 分類(lèi)號(hào): G01R1/28
• 代理公司: 湘潭市匯智專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 宋向紅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有能量回饋、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制、先進(jìn)逆變器控制與參數(shù)精準(zhǔn)測(cè)量及數(shù)據(jù)采集的風(fēng)力發(fā)電機(jī)檢測(cè)中的變頻試驗(yàn)電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)前，電機(jī)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)多屬半自動(dòng)性質(zhì)，為了簡(jiǎn)化控制，每當(dāng)變換測(cè)試項(xiàng)目時(shí)都需要人工接線(xiàn)和人工處理數(shù)據(jù)，自動(dòng)化程度不高，工作效率低。不僅如此，由于各種人為因素的存在還使試驗(yàn)數(shù)據(jù)分散性大、試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度低、重復(fù)性差。隨著電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)測(cè)試方案開(kāi)始應(yīng)用比較成熟，單片機(jī)測(cè)試一般由單片機(jī)為核心，能自動(dòng)采集測(cè)試數(shù)據(jù)，自動(dòng)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，采用數(shù)字顯示，測(cè)量精度高，且比傳統(tǒng)方案節(jié)省時(shí)間，節(jié)約人力，大大提高試驗(yàn)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。但是，這種方案對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、試驗(yàn)過(guò)程中的讀數(shù)同步問(wèn)題、電壓波形正弦性畸變率以及試驗(yàn)界面的人性化設(shè)計(jì)仍然不能很好的徹底解決。

目前，國(guó)內(nèi)有研究機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)出了“電機(jī)出廠(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)”、“回饋加載電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)”、“智能型電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)”等多種電機(jī)試驗(yàn)的測(cè)試設(shè)備及系統(tǒng)。但大多是分個(gè)試驗(yàn)的多，多屬半自動(dòng)性質(zhì)。在技術(shù)上除了試驗(yàn)數(shù)據(jù)智能化處理、自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)外，沒(méi)有新的突破。而且在目前的應(yīng)用中，產(chǎn)品變頻器的電壓和頻率是不能獨(dú)立調(diào)節(jié)的，故產(chǎn)品變頻器尚不能完全符合試驗(yàn)電源的要求，部分試驗(yàn)還得用機(jī)組電源完成。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)系列變頻電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的試驗(yàn)系統(tǒng)的特殊要求，提供一種具有能量回饋、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制、先進(jìn)逆變器控制與參數(shù)精準(zhǔn)測(cè)量及數(shù)據(jù)采集的風(fēng)力發(fā)電機(jī)檢測(cè)中的變頻試驗(yàn)電源系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：該風(fēng)力發(fā)電機(jī)檢測(cè)中的變頻試驗(yàn)電源系統(tǒng)，它包括與10KV供電電源連接的輸入控制單元，輸入控制單元的輸出端依次與整流單元、直流母線(xiàn)、第一逆變單元、第一濾波單元連接，第一濾波單元的輸出端通過(guò)輸出控制單元與被試電動(dòng)機(jī)連接；被試電動(dòng)機(jī)的輸出端連接轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，再拖動(dòng)陪試電動(dòng)機(jī)；陪試電動(dòng)機(jī)的輸出端與所述輸出控制單元的輸入端連接后，再依次與第二濾波單元和第二逆變單元連接，第二逆變單元的輸出端再連接到所述整流單元輸出端的直流母線(xiàn)上；所述輸入控制單元、輸出控制單元以及第一逆變單元和第二逆變單元與上位計(jì)算機(jī)連接；所述被試電動(dòng)機(jī)的輸入端和陪試電動(dòng)機(jī)的輸出端分別與電流電壓采樣系統(tǒng)連接。

具體地，所述輸入控制單元包括輸入開(kāi)關(guān)柜、整流變壓器和功補(bǔ)裝置。

具體地，所述整流單元包括三相全橋整流電路、電阻R1、電阻R2和電容器C1，所述三相全橋整流電路一端串聯(lián)電阻R1再分別與電阻R2和電容器C1并聯(lián)。

具體地，所述第一逆變單元和第二逆變單元均包括IGBT模塊、二極管和逆變電容。

具體地，所述第一濾波單元和第二濾波單元均包括濾波變壓器、散熱風(fēng)機(jī)和濾波電容器。

具體地，所述輸出控制單元包括變壓器隔離柜、輸出變壓器、輸出開(kāi)關(guān)柜和測(cè)量接線(xiàn)柜。

本實(shí)用新型的變頻試驗(yàn)由10KV電網(wǎng)供電，10KV電壓經(jīng)輸入控制單元變降壓，降壓后再經(jīng)過(guò)12脈波整流，隨后經(jīng)逆變器變成電壓幅值和頻率都可單獨(dú)調(diào)節(jié)的交流電壓，最后經(jīng)輸出控制單元升壓為試驗(yàn)電源，輸出為試驗(yàn)電機(jī)所需的試驗(yàn)電壓等級(jí)。經(jīng)本實(shí)用新型的變頻系統(tǒng)(包含輸入控制單元、整流單元、第一逆變單元、第一濾波單元、輸出控制單元)變換出符合試驗(yàn)要求的電源，送給被試電動(dòng)機(jī)；被試電動(dòng)機(jī)的輸出連接轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，再拖動(dòng)陪試電動(dòng)機(jī)，陪試電動(dòng)機(jī)所發(fā)出的電能經(jīng)過(guò)逆變器回饋到直流母線(xiàn)上，再供給被試電動(dòng)機(jī)，如此循環(huán)，重復(fù)利用，減小了系統(tǒng)從電網(wǎng)汲取的能量。

本實(shí)用新型的基本工作原理是：把進(jìn)線(xiàn)10KV交流電整流為直流電，再經(jīng)過(guò)逆變單元，變?yōu)檎也ǎ?jīng)過(guò)濾波，變壓器隔離產(chǎn)生純正的正弦波(波形畸變率小于5％)，頻率范圍是10～100Hz。回饋單元為一個(gè)智能控制同步整流，當(dāng)陪試電動(dòng)機(jī)工作在第四象限時(shí)(發(fā)電狀態(tài))，經(jīng)DSP采用特殊算法控制該單元把交流電整流為直流電，回饋到直流母線(xiàn)(因?yàn)槭侵绷骰仞仯瑢?duì)電網(wǎng)無(wú)污染)。使用時(shí)只需要兩臺(tái)相同型號(hào)的異步電機(jī)對(duì)拖即可。

本實(shí)用新型在國(guó)內(nèi)率先推出了電子內(nèi)回饋?zhàn)冾l電源，該電源集被試電機(jī)正弦波電源和陪試電機(jī)電源于一身，是電機(jī)試驗(yàn)電源的一次創(chuàng)新；創(chuàng)新地采用數(shù)字變頻電源組，使拖動(dòng)用變頻器電壓和頻率獨(dú)立可調(diào)，用變頻電源組代替“五機(jī)組”拖動(dòng)控制試驗(yàn)電源系統(tǒng)。本實(shí)用新型電源最大的特點(diǎn)是電功率回饋的方式是在電源內(nèi)部進(jìn)行的，并不回饋電網(wǎng)，也不采用負(fù)載消耗，因此可以節(jié)能70％以上。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是圖1中輸入控制單元的電路圖。