本發(fā)明涉及機車測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種機車變流器測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在交通領(lǐng)域高鐵以及動車已經(jīng)成為在速度上僅次于航空的陸地交通工具。和運行速度同樣令人關(guān)心的是高鐵的安全運行，其中，控制高鐵快速安全運行的關(guān)鍵是動車控制器。

在高鐵等列車中，牽引變流器是極其重要的組成部分，其起著轉(zhuǎn)換直流制和交流制間的電能，并對各種牽引電動機起控制和調(diào)節(jié)作用，從而控制機車運行的作用。應(yīng)該說，牽引變流器的正常運行在保障機車安全運行中起著至關(guān)重要的作用。為了保證牽引變流器的正常運行需要配套的檢測系統(tǒng)對牽引變流器進行試驗和檢測。傳統(tǒng)的試驗系統(tǒng)通過控制數(shù)字電源進行試驗，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集試驗數(shù)據(jù)，對測試數(shù)據(jù)的采集再分析計算，生成試驗項目的各種曲線及表格，對操作者要求較高，試驗人員工作強度大，工作效率低。

因此，如何既能滿足對機車牽引變流器的試驗要求，又能提高試驗的工作效率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種機車變流器測試系統(tǒng)，可以既能滿足對機車牽引變流器的試驗要求，又能提高試驗的工作效率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種機車變流器測試系統(tǒng)，包括：與交流母線連接，用于對機車的變流器進行交流試驗的變流器交流測試模塊；與直流母線連接，用于對機車的變流器進行直流試驗的變流器直流測試模塊；所述變流器交流測試模塊以及所述變流器直流測試模塊均和電機模塊連接；與所述電機模塊連接的交流變頻器模塊，所述交流變頻器模塊和所述直流母線連接；控制所述變流器交流測試模塊、變流器直流測試模塊以及所述交流變頻器模塊運行，并對所述電機模塊的運行數(shù)據(jù)進行采集、存儲和分析的電機試驗操作臺模塊，其中，所述電機試驗操作臺模塊包括可并行運行的至少三臺電機試驗操作臺。

優(yōu)選地，所述變流器交流測試模塊包括：與所述交流母線連接的高壓進線柜；與所述高壓進線柜連接的三變單變壓器；與所述三變單變壓器連接的單相調(diào)壓器，所述單相調(diào)壓器的二次側(cè)串聯(lián)電抗器；與所述電抗器連接，用于連接所述變流器一端的第一測量接線柜；用于連接所述變流器的另一端的第二測量接線柜；與所述第二測量接線柜以及所述變流器直流測試模塊連接的第一工況轉(zhuǎn)換柜，所述第一工況轉(zhuǎn)換柜還和所述電機模塊連接；與所述第一工況柜以及所述變流器直流測試模塊連接的電抗負載柜。

優(yōu)選地，所述高壓進線柜為KYN28高壓進線柜，所述三變單變壓器為300kVA 10kV/2700kV三變單變壓器，所述單相調(diào)壓器為300kVA/0-2700kV單相調(diào)壓器。

優(yōu)選地，所述變流器直流測試模塊包括：與所述直流母線連接的低壓配電柜；與所述低壓配電柜連接的第一調(diào)壓器；與所述第一調(diào)壓器連接的十二脈波整流變壓器；與所述十二脈波整流變壓器連接的十二脈波整流器；與所述十二脈波整流器連接，用于連接所述變流器的一端的第三測量接線柜；用于與所述變流器的另一端連接的第四測量接線柜；與所述第四測量接線柜連接的第二工況轉(zhuǎn)換柜，其中，所述第二工況轉(zhuǎn)換柜還用于與所述變流器交流測試模塊以及所述電機模塊連接。

優(yōu)選地，所述第一調(diào)壓器為300kVA 380V/0-380V調(diào)壓器，所述十二脈波整流變壓器為300kVA 380V/2*2700V十二脈波整流變壓器。

優(yōu)選地，所述電機模塊包括：與所述變流器交流測試模塊以及所述變流器直流測試模塊連接的拖動電機；與所述拖動電機連接的1拖2試驗同步齒輪箱；與所述同步齒輪箱連接的扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，所述扭矩轉(zhuǎn)速傳感器與所述電機試驗操作臺模塊連接；與所述扭矩轉(zhuǎn)速傳感器連接的交流測功機，所述交流測功機與所述交流變頻器模塊連接。

優(yōu)選地，所述交流變頻器模塊包括：ACS800變頻電源；與所述ACS800變頻電源連接的測功機控制器，所述測功機控制器與所述交流測功機連接。

優(yōu)選地，所述電機試驗操作臺模塊包括：與所述變流器交流測試模塊、變流器直流測試模塊、交流變頻器模塊以及所述電機模塊連接的低壓電機試驗操作臺；與所述低壓電機試驗操作臺并行運行的高壓電機試驗操作臺和常規(guī)試驗操作臺。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明實施例所提供的一種機車變流器測試系統(tǒng)，包括：與交流母線連接，用于對機車的變流器進行交流試驗的變流器交流測試模塊；與直流母線連接，用于對機車的變流器進行直流試驗的變流器直流測試模塊；變流器交流測試模塊以及變流器直流測試模塊均和電機模塊連接；與電機模塊連接的交流變頻器模塊，交流變頻器模塊和直流母線連接；控制變流器交流測試模塊、變流器直流測試模塊以及交流變頻器模塊運行，并對電機模塊的運行數(shù)據(jù)進行采集、存儲和分析的電機試驗操作臺模塊，其中，電機試驗操作臺模塊包括可并行運行的至少三臺電機試驗操作臺。該系統(tǒng)分為直流回路和交流回路，可以分別通過變流器交流測試模塊和變流器直流測試模塊對高鐵或動車上的變流器進行交流試驗或者直流試驗，通過電機模塊來模擬機車的實際運行，從而由電機試驗操作臺模塊即可獲取準(zhǔn)確的試驗數(shù)據(jù)，電機試驗操作臺模塊包括可并行運行的多臺電機試驗操作臺，避免了一對一控制方式喜愛操作臺故障影響正常試驗的情況，既能滿足對機車牽引變流器的試驗要求，又能提高試驗的工作效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的機車變流器測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明另一種具體實施方式所提供的機車變流器測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的核心是提供一種機車變流器測試系統(tǒng)，可以既能滿足對機車牽引變流器的試驗要求，又能提高試驗的工作效率。

為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。

在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施方式的限制。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的機車變流器測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明的一種具體實施方式提供了一種機車變流器測試系統(tǒng)，包括：與交流母線連接，用于對機車的變流器進行交流試驗的變流器交流測試模塊1；與直流母線連接，用于對機車的變流器進行直流試驗的變流器直流測試模塊2；變流器交流測試模塊1以及變流器直流測試模塊2均和電機模塊3連接；與電機模塊3連接的交流變頻器模塊4，交流變頻器模塊4和直流母線連接；控制變流器交流測試模塊1、變流器直流測試模塊2以及交流變頻器模塊4運行，并對電機模塊3的運行數(shù)據(jù)進行采集、存儲和分析的電機試驗操作臺模塊5，其中，電機試驗操作臺模塊5包括可并行運行的至少三臺電機試驗操作臺。

在本實施方式中，該系統(tǒng)分為直流回路和交流回路，可以分別通過變流器交流測試模塊和變流器直流測試模塊對高鐵或動車上的變流器進行交流試驗或者直流試驗，通過電機模塊來模擬機車的實際運行，從而由電機試驗操作臺模塊即可獲取準(zhǔn)確的試驗數(shù)據(jù)，電機試驗操作臺模塊包括可并行運行的多臺電機試驗操作臺，避免了一對一控制方式喜愛操作臺故障影響正常試驗的情況，既能滿足對機車牽引變流器的試驗要求，又能提高試驗的工作效率。

請參考圖2，圖2為本發(fā)明另一種具體實施方式所提供的機車變流器測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

在本發(fā)明的一種實施方式中，如圖2所示，變流器交流測試模塊1包括：與交流母線連接的高壓進線柜11；與高壓進線柜11連接的三變單變壓器12；與三變單變壓器12連接的單相調(diào)壓器13，單相調(diào)壓器13的二次側(cè)串聯(lián)電抗器14；與電抗器14連接，用于連接待測的變流器一端的第一測量接線柜15；用于連接該待測的變流器的另一端的第二測量接線柜16；與第二測量接線柜16以及變流器直流測試模塊2連接的第一工況轉(zhuǎn)換柜17，第一工況轉(zhuǎn)換柜17還和電機模塊3連接用于進行靜態(tài)試驗和加載動態(tài)試驗的切換；與第一工況柜17以及變流器直流測試模塊2連接的電抗負載柜18。

變流器直流測試模塊2包括：與直流母線連接的低壓配電柜21；與低壓配電柜21連接的第一調(diào)壓器22；與第一調(diào)壓器22連接的十二脈波整流變壓器23；與十二脈波整流變壓器23連接的十二脈波整流器24，在本實施方式中，采用十二脈波整流變壓器和十二脈波整流器可以實現(xiàn)兩條整流回路串并聯(lián)，而若采用普通變壓器則需要連接兩臺變壓器；與十二脈波整流器24連接，用于連接待測的變流器的一端的第三測量接線柜25；用于與待測的變流器的另一端連接的第四測量接線柜26；與第四測量接線柜26連接的第二工況轉(zhuǎn)換柜27，其中，第二工況轉(zhuǎn)換柜27還用于與變流器交流測試模塊1以及電機模塊3連接。

電機模塊3包括：與變流器交流測試模塊1以及變流器直流測試模塊2連接的拖動電機31；與拖動電機31連接的1拖2試驗同步齒輪箱32，其中拖動電機31通過拖動電機工裝和1拖2同步齒輪箱32連接；與同步齒輪箱32連接的扭矩轉(zhuǎn)速傳感器33，扭矩轉(zhuǎn)速傳感器33與電機試驗操作臺模塊5連接；與扭矩轉(zhuǎn)速傳感器33連接的交流測功機34，其中，扭矩轉(zhuǎn)速傳感器33通過聯(lián)軸器和交流測功機連接，交流測功機34與交流變頻器模塊4連接，且電機模塊安裝在一個底座上。其中，1拖2同步齒輪箱用于實現(xiàn)模擬動車工況模式，一臺變流器拖動兩臺電機。電機試驗操作臺中設(shè)有功率分析儀，通過功率分析儀來進行數(shù)據(jù)采集和計算機械功率。交流測功機的作用是為了給被試變流器進行加載。

進一步地，高壓進線柜為KYN28高壓進線柜，三變單變壓器為300kVA 10kV/2700kV三變單變壓器，單相調(diào)壓器為300kVA/0-2700kV單相調(diào)壓器。第一調(diào)壓器為300kVA 380V/0-380V調(diào)壓器，十二脈波整流變壓器為300kVA 380V/2*2700V十二脈波整流變壓器。交流變頻器模塊4包括：ACS800變頻電源41，即ACS800變頻器；與ACS800變頻電源連接的測功機控制器42，測功機控制器42與交流測功機34連接。交流變頻器模塊采用：ACS800變頻電源，即ACS800變頻器(300kW/400V)，其主要用于控制和調(diào)節(jié)三相交流異步電機的速度。

其中，交流回路試驗簡述：高壓進行柜把10kV高壓電從配電房引入到試驗系統(tǒng)(對系統(tǒng)進行保護和供電控制)，單相變壓器把配電柜提供的三相10kV變成單相2700V，調(diào)壓器連接在單相變壓器后端，調(diào)壓器電壓0-2700V連續(xù)可調(diào)，可以根據(jù)被試變流器種類，調(diào)到被試變流器需要的試驗電壓。被試變流器接在單相調(diào)壓器后端，變流器前后端配置電壓、電流測量單元，通過功率分析儀采集測量參數(shù)，分析被試變流器性能。

在本實施方式中，該系統(tǒng)由50Hz/10kV以及50Hz/380V電網(wǎng)進行供電，配電容量≥800kVA。當(dāng)需要進行高壓電機運行試驗時，將待測試的變流器接入第一測量接線柜和第二測量接線柜之間；當(dāng)需要進行低壓電機運行試驗時，將待測試的變流器接入第三測量接線柜和第四測量接線柜之間。

其中，變流器為單相交流變流器，在變流器直流測試模塊中，變流器的輸入側(cè)為十二脈波整流器，該十二脈波整流器包括兩個并聯(lián)的四象限整流器，中間電容區(qū)部分存儲能量，所謂的中間電容區(qū)部分指的是被試變流器直流母線的支撐電容，輸出平滑的直流電壓。變流器的輸出端為一個PWM波逆變器，即被試變流器，將直流母線上的電壓轉(zhuǎn)換為牽引系統(tǒng)所需要的變壓變頻三相電源，以驅(qū)動異步牽引電機，異步牽引電機即本實施方式中的拖動電機。當(dāng)電機在牽引狀態(tài)時ACS800變頻器作為逆變器，被試變流器逆變單元IGBT將直流母線電壓逆變成交流電，以供牽引電動機；當(dāng)電機在制動轉(zhuǎn)態(tài)時被試變流器控制的電機作為發(fā)電機，牽引變流器(即交流回路上的被試變流器)工作在整流轉(zhuǎn)態(tài)，將三相交流電逆變整流成直流電，再由四象限變頻器回饋電網(wǎng)。在試驗中，負載電機發(fā)出的電能通過變頻器四象限回饋電網(wǎng)，而不是通過負載箱以熱能的形式消耗，這樣既節(jié)能又環(huán)保。

交流回路和直流回路均采用變壓器與調(diào)壓機，可以實現(xiàn)系統(tǒng)電壓連續(xù)可調(diào)；直流回路可以滿足0-7200V連續(xù)可調(diào)，交流回路可以滿足0-2700V連續(xù)可調(diào)。在研發(fā)性試驗時，使用直流回路直接給母線供電，能夠單獨對逆變回路進行試驗，測試逆變各項技術(shù)指標(biāo)。直流回路系統(tǒng)十二脈波整流器采用串并方式，十二脈波整流的兩路直流電壓進行串聯(lián)或者并聯(lián)，串聯(lián)電壓翻倍，并聯(lián)負載電流翻倍，提高直流回路供電壓等級，直流電壓到7200V，可以滿足研發(fā)變流器的要求。

在本發(fā)明的一種實施方式中，電機試驗操作臺模塊包括：與變流器交流測試模塊、變流器直流測試模塊、交流變頻器模塊以及電機模塊連接的低壓電機試驗操作臺；與低壓電機試驗操作臺并行運行的高壓電機試驗操作臺和常規(guī)試驗操作臺。各試驗操作臺中的內(nèi)部構(gòu)造可以相同，在本實施方式中，優(yōu)選任一試驗操作臺包括信號調(diào)理模塊51、功率分析儀52、計算機53和可編程序控制器54，其中，信號調(diào)理模塊用于響應(yīng)用戶的操作對功率分析儀進行信號調(diào)理，功率分析儀用于采集測量參數(shù)，以供分析被試變流器性能，計算機用于對各測量參數(shù)進行計算分析，可編程序控制器用于控制反饋信號。進一步地，各試驗操作臺中還可以設(shè)置打印機，以便將計算機分析出的性能參數(shù)進行打印。

在本實施方式中，按照低壓電機、高壓電機運行試驗和常規(guī)試驗分開的原則，分別設(shè)置一套低壓電機試驗操作臺、一套高壓電機試驗操作臺和一套常規(guī)試驗操作臺。在本文中，常規(guī)試驗是交流回路試驗，當(dāng)研發(fā)要求對逆變回路進行試驗時才進行直流回路試驗。

其中，采用基于以太網(wǎng)架構(gòu)和PLC分布式控制技術(shù)構(gòu)建該系統(tǒng)。各試驗操作臺包括計算機、顯示器、功率分析儀等器件，其中，計算機含人機操作接口、控制、數(shù)據(jù)采集、試驗數(shù)據(jù)存儲和后期分析功能等，由PLC完成試驗相關(guān)子系統(tǒng)的邏輯控制與連鎖保護，PLC以以太網(wǎng)通訊方式和計算機相連。

直流回路試驗說明：低壓配電柜從配電房380V取電，給系統(tǒng)供電和對系統(tǒng)進行保護，第一調(diào)壓器連接在低壓配電柜中的降壓變壓器后端，第一調(diào)壓器電壓0-380V連續(xù)可調(diào)，十二脈波整流變壓器接在第一調(diào)壓器后端，十二脈波整流變壓器輸出兩路信號到十二脈波整流器，可以根據(jù)被試變流器種類，整流柜(十二脈波整流器所在的柜體)通過串并聯(lián)和調(diào)節(jié)第一調(diào)壓器電壓需要的試驗電壓。被試變流器接在單相調(diào)壓機后端，變流器前后端配置電壓、電流測量單元(電壓、電流測量單元接在測量接線柜中)，通過功率分析儀采集測量參數(shù)，分析被試變流器逆變部分性能。

任意一個試驗操作臺位均可控制試驗系統(tǒng)的電源設(shè)備、負載設(shè)備以及開關(guān)柜按設(shè)計的工藝路線進行試驗，避免一對一控制方式下操作臺位故障影響正常試驗。采用分布式控制方式大大簡化了試驗系統(tǒng)的控制連接電纜，同時避免了因控制信號受到電磁干擾而影響系統(tǒng)正常工作。試驗控制系統(tǒng)冗余性較好，各操作臺位在被控制設(shè)備沒有使用的沖突的時候可以同時進行試驗。

以上對本發(fā)明所提供一種機車變流器測試系統(tǒng)進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。