[發(fā)明專利]一種變頻器試驗(yàn)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610199659.3
• 申請(qǐng)日: 2016-04-05
• 公開（公告）號(hào): CN105790672A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李波;行鵬;徐鴻;胡宇;尹傳濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七一二研究所
• 主分類號(hào): H02P27/08
• 分類號(hào): H02P27/08;H02J3/38
• 代理公司: 武漢凌達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 劉念濤;宋國榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力拖動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種特別適用于能量回饋，被試變頻器功率等級(jí)多樣性的變頻器試驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著電氣傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展及節(jié)能的需求，變頻器在各類電氣傳動(dòng)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。變頻器在進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)或出廠試驗(yàn)過程中，需進(jìn)行大量的試驗(yàn)，其中包含變頻器空載試驗(yàn)、容量試驗(yàn)及匹配性負(fù)載連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)等。

傳統(tǒng)的容量試驗(yàn)采用阻感負(fù)載試驗(yàn)法，即通過變頻器輸出功率加載至阻感負(fù)載，通過能耗的方式進(jìn)行變頻器的容量試驗(yàn)，該方法由于將電能通過能耗的方式消耗掉，對(duì)電能造成極大的浪費(fèi)，試驗(yàn)運(yùn)行成本高。

隨著變頻器廣泛的應(yīng)用，其需求的形式也逐漸變化多樣，在不同的場(chǎng)合需要不同功率等級(jí)的變頻器。如此以來，對(duì)于大型的變頻器試驗(yàn)平臺(tái)，其被試對(duì)象的功率等級(jí)也呈現(xiàn)多樣化，從數(shù)百kW到數(shù)千kW不等，功能等級(jí)跨度較大。若僅僅設(shè)計(jì)一套最大功率等級(jí)的試驗(yàn)系統(tǒng)，則對(duì)于中小功率等級(jí)變頻器來說，陪試系統(tǒng)的無功分量比例增加，導(dǎo)致被試設(shè)備的功率因數(shù)降低，無法完成試驗(yàn)考核。

因此，現(xiàn)有試驗(yàn)系統(tǒng)無法滿足多類型、多功率等級(jí)變頻器試驗(yàn)的需求，同時(shí)也無法滿足節(jié)能的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多臺(tái)陪試變頻器并聯(lián)、驅(qū)動(dòng)多相陪試電機(jī)電動(dòng)運(yùn)行或回饋運(yùn)行的變頻器試驗(yàn)系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種變頻器試驗(yàn)系統(tǒng)，包括被試變頻器BP1以及由被試變頻器BP1驅(qū)動(dòng)作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的一臺(tái)高壓變頻陪試電機(jī)，還包括與所述高壓變頻陪試電機(jī)同軸連接、由高壓變頻陪試電機(jī)拖動(dòng)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行的一臺(tái)中壓變頻陪試電機(jī)，所述的中壓變頻陪試電機(jī)上依次連接有陪試變頻器以及陪試變壓器陪試變頻器驅(qū)動(dòng)中壓變頻陪試電機(jī)并將被試變頻器BP1輸出的能量回饋至電網(wǎng)。

所述的一種變頻器試驗(yàn)系統(tǒng)，其高壓變頻陪試電機(jī)為三相異步電機(jī)M1，所述的中壓變頻陪試電機(jī)為九相異步電機(jī)M2，所述的陪試變頻器包括相同的中壓變頻器U1、中壓變頻器U2和中壓變頻器U3，所述的陪試變壓器包括相同的陪試變壓器T1、陪試變壓器T2、陪試變壓器T3，所述的中壓變頻器U1、中壓變頻器U2和中壓變頻器U3分別連接九相異步電機(jī)M2的三個(gè)通道，采用協(xié)調(diào)控制技術(shù)并聯(lián)運(yùn)行共同驅(qū)動(dòng)九相異步電機(jī)M2，將被試變頻器BP1輸出的能量回饋至電網(wǎng)。

所述的一種變頻器試驗(yàn)系統(tǒng)，其高壓變頻陪試電機(jī)為三相異步電機(jī)M3，所述的中壓變頻陪試電機(jī)為三相異步電機(jī)M4，所述的陪試變頻器為一臺(tái)中壓變頻器U1，所述的陪試變壓器為一臺(tái)陪試變壓器T1。

所述的一種變頻器試驗(yàn)系統(tǒng)，其陪試變壓器采用干式整流變壓器，將高壓供電電壓變?yōu)橹袎弘妷海瑸榕阍囎冾l器供電。

所述的一種變頻器試驗(yàn)系統(tǒng)，其陪試變頻器采用中壓四象限變頻器，其主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用三電平結(jié)構(gòu)，開關(guān)器件采用IGCT或IGBT，由濾波單元、PWM整流單元及逆變單元組成。

所述的一種變頻器試驗(yàn)系統(tǒng)，其變頻器采用矢量控制技術(shù)，將輸出電流分解為勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩電流的閉環(huán)控制，進(jìn)而控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩。

本發(fā)明的有益效果是：

1）該試驗(yàn)系統(tǒng)為背靠背回饋型試驗(yàn)平臺(tái)，試驗(yàn)損耗小，僅為試驗(yàn)回路中的陪試電機(jī)和變流器的損耗，試驗(yàn)費(fèi)用經(jīng)濟(jì)；而且可以根據(jù)試驗(yàn)需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)節(jié)被試變頻器的負(fù)載功率，考核其動(dòng)態(tài)性能；

2）陪試變頻器采用高頻PWM整流技術(shù)，電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)高、諧波小，對(duì)電網(wǎng)的污染很小；

3）陪試變頻器可多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，也可單臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行，提高了試驗(yàn)系統(tǒng)的組合性和靈活性，降低了系統(tǒng)成本。當(dāng)被試對(duì)象為大功率時(shí)，采用多臺(tái)陪試變頻器并聯(lián)運(yùn)行，提供試驗(yàn)所需的負(fù)載；當(dāng)被試對(duì)象為中小功率時(shí)，采用其中一臺(tái)陪試變頻器獨(dú)立運(yùn)行，提供試驗(yàn)所需的負(fù)載。

附圖說明

圖1是本發(fā)明大功率試驗(yàn)系統(tǒng)原理圖；

圖2是本發(fā)明中小功率試驗(yàn)系統(tǒng)原理圖；

圖3是本發(fā)明陪試變頻器主回路三電平拓?fù)鋱D；

圖4是本發(fā)明陪試變頻器三電平高頻PWM整流控制框圖；

圖5是本發(fā)明陪試變頻器三電平逆變器矢量控制框圖。

各附圖標(biāo)記為：BP1—被試變頻器，M1—三相異步電機(jī)，M2—九相異步電機(jī)，M3—三相異步電機(jī)，M4—三相異步電機(jī)，U1—中壓變頻器，U2—中壓變頻器，U3—中壓變頻器，T1—陪試變壓器，T2—陪試變壓器，T3—陪試變壓器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。