[發明專利]一種交流電機驅動系統再生制動能力測試裝置和方法

有效

• 申請號: 202010541320.3
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111551854B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 邢然;李道平;史紅梅;劉海波;劉麗媛;鄭國昆;吳齊才;王華生
• 申請（專利權）人: 北京航天發射技術研究所
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 北京天方智力知識產權代理事務所(普通合伙) 11719
• 代理人: 路遠

本發明提供了一種交流電機驅動系統再生制動能力測試裝置和方法，解決現有再生制動能力測試缺乏有效全面測試手段的技術問題。包括：測試設備，用于形成再生制動狀態仿真環境，模擬交流電機驅動系統工況；控制設備，用于形成采集數據傳輸鏈路、控制數據傳輸鏈路和測試控制過程，在所述測試控制過程中根據采集數據形成所述測試控制過程中所述交流電機驅動系統和所述測試設備的控制數據；測量設備，用于建立采集拓撲結構形成所述交流電機驅動系統工況時各類型物理特征的數據采集。形成再生制動能力的通用測試結構。實現針對性的再生制動狀態再現或實現，實現采集點和采集類型的良好擴展性。使得再生制動能力測試過程數據質量和測試效率得以保證。

技術領域

本發明涉及交流電測試技術領域，具體涉及一種交流電機驅動系統再生制動能力測試裝置和方法。

背景技術

現有技術中，變頻器的工作原理是將發電機組提供的三相交流電首先變為直流電，然后再將直流電變換為所需頻率的交流電，驅動交流變頻電機工作。在電機工作過程中，在電機減速或受外界因素影響時(比如順風、下坡、軌道顛簸等)，電機實際運行速度會大于變頻器輸出控制速度，這個偏差速度會使電機處于再生制動狀態，再生制動的電能經續流二極管全波整流后反饋到直流回路。由于直流回路的電能無法通過整流橋回饋電網，僅能依靠制動電阻和變頻器自身吸收，在驅動系統制動能力不足時，制動能量無法及時釋放，會出現短時間的電荷堆積，形成泵升電壓，使直流母線電壓升高。當直流母線電壓超過規定值(一般為800V)時，為了保護制動電阻與變頻器本身安全，變頻器會自動切斷輸出，終止電機工作，同時發出報警信息。

在設計基于三相異步交流電機的驅動控制系統時，設計者往往只關注驅動系統的驅動能力，而忽視驅動系統的再生制動能力。設計者一般根據使用場合計算電機及變頻器額定功率，然后選用此額定功率變頻器推薦匹配的制動電阻，并按照變頻器推薦的參數設置制動電阻使用率。在正常工況下，這種設計方法并無問題，但是若驅動系統會長時間工作在再生制動狀態下或工作過程不允許停機，就必須對驅動系統的再生制動能力進行全面校驗以保證系統安全性。

發明內容

鑒于上述問題，本發明實施例提供一種交流電機驅動系統再生制動能力測試裝置和方法，解決現有再生制動能力測試缺乏有效全面測試手段的技術問題。

本發明實施例的交流電機驅動系統再生制動能力測試裝置，包括：

測試設備，用于形成再生制動狀態仿真環境，模擬交流電機驅動系統工況；

控制設備，用于形成采集數據傳輸鏈路、控制數據傳輸鏈路和測試控制過程，在所述測試控制過程中根據采集數據形成所述測試控制過程中所述交流電機驅動系統和所述測試設備的控制數據；

測量設備，用于建立采集拓撲結構形成所述交流電機驅動系統工況時各類型物理特征的數據采集。

本發明一實施例中，所述測試設備包括：

扭矩電機控制器，用于根據控制數據形成驅動功率信號驅動扭矩電機受控轉動；

扭矩電機，用于受控形成輸出軸的確定轉速和確定扭矩。

防護斷路器，用于根據所述扭矩電機電壓承受閾值進行電路通斷。

本發明一實施例中，所述控制設備包括：

測試計算機，用于按需建立測試控制過程，接收所述測試控制過程中的反饋數據，形成所述測試控制過程中變頻器和扭矩電機的控制數據；

上位總線適配器，用于在所述變頻器與所述測試計算機間建立交互數據通道，通過所述交互數據通道所述測試計算機獲取所述變頻器輸出狀態數據，通過所述交互數據通道所述測試計算機向所述變頻器輸出控制數據；

下位總線適配器，用于建立連接所述測試計算機的并行數據通道，通過所述并行數據通道實時接收采集數據和傳輸控制數據。