一種高壓變頻器實(shí)現(xiàn)同步電機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)平臺(tái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型主要涉及一種高壓變頻器實(shí)現(xiàn)同步電機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)同步機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)多采用單一的阻性負(fù)載進(jìn)行電機(jī)運(yùn)行性能試驗(yàn)，試驗(yàn)系統(tǒng)體積龐大，大量電能損耗，負(fù)載大小無法線性調(diào)整，搭建如此試驗(yàn)平臺(tái)還將花費(fèi)大量財(cái)力，需要大量人力進(jìn)行測試操作和日常維護(hù)，給電機(jī)廠商帶來諸多困擾。
[0003]隨著高壓變頻電源技術(shù)快速發(fā)展，特別是具有能量反饋能力的四象限變頻器在實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用?；诂F(xiàn)狀，提出了一種高壓變頻器實(shí)現(xiàn)同步電機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)平臺(tái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，變頻器拖動(dòng)調(diào)速電機(jī)，通過聯(lián)軸器帶動(dòng)同步機(jī)發(fā)電，達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后同步投切并入高壓電網(wǎng)，通過調(diào)整變頻器輸出可以實(shí)現(xiàn)同步機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)和發(fā)電狀態(tài)之間自由切換，而且變頻調(diào)速功能可以為待測同步電機(jī)提供連續(xù)理想的負(fù)載。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服傳統(tǒng)技術(shù)不足并提高待測同步電機(jī)試驗(yàn)效率，提出了一種高壓變頻器實(shí)現(xiàn)同步電機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)平臺(tái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該試驗(yàn)平臺(tái)可以進(jìn)行同步發(fā)電機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)的發(fā)電試驗(yàn)和對(duì)拖帶載試驗(yàn)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種高壓變頻器實(shí)現(xiàn)同步電機(jī)運(yùn)行測試平臺(tái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，包括輸入高壓開關(guān)、變頻器、輸出高壓開關(guān)、異步調(diào)速電機(jī)、聯(lián)軸器、待測同步電機(jī)、并網(wǎng)高壓開關(guān)、勵(lì)磁系統(tǒng)、電壓互感器以及電流互感器；
[0007]其中，所述輸入高壓開關(guān)用于隔離高壓電源和變頻器，系統(tǒng)工作時(shí)輸入高壓開關(guān)處于合閘狀態(tài)；
[0008]所述變頻器，經(jīng)過輸出高壓開關(guān)連接至異步調(diào)速電機(jī)，變頻器用于拖動(dòng)異步電機(jī)調(diào)速運(yùn)行，變頻器具有能量反饋能力，當(dāng)待測同步電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，能量從待測同步電機(jī)到異步調(diào)速電機(jī)，最后經(jīng)過變頻器回饋到電網(wǎng)；
[0009]所述異步調(diào)速電機(jī)由變頻器驅(qū)動(dòng)，通過聯(lián)軸器與待測同步電機(jī)聯(lián)動(dòng)；
[0010]所述聯(lián)軸器，一端連接異步調(diào)速電機(jī)，另一端連接待測同步電機(jī)，作用是實(shí)現(xiàn)異步調(diào)速電機(jī)和待測同步電機(jī)的聯(lián)動(dòng)；
[0011 ] 所述待測同步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組經(jīng)過并網(wǎng)高壓開關(guān)連接至高壓電網(wǎng)，當(dāng)待測同步電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，能量方向是從異步調(diào)速電機(jī)到待測同步電機(jī)，最終以待測同步電機(jī)發(fā)電形式回饋到高壓電網(wǎng)；
[0012]所述并網(wǎng)高壓開關(guān)將待測同步電機(jī)并入高壓電網(wǎng)；
[0013]所述勵(lì)磁系統(tǒng)提供同步電機(jī)所需勵(lì)磁電流，由變頻器的控制系統(tǒng)控制；
[0014]所述電壓互感器用于采集變頻器所需各種電壓信號(hào)；
[0015]所述電流互感器用于采集變頻器所需各種電流信號(hào)。
[0016]所述變頻器的控制系統(tǒng)內(nèi)部集成了數(shù)據(jù)采集模塊、電機(jī)控制模塊、勵(lì)磁控制模塊、并網(wǎng)控制模塊；數(shù)據(jù)采集模塊用于外部數(shù)據(jù)的采集和處理，各種模擬量和數(shù)字量輸入輸出控制；電機(jī)控制模塊負(fù)責(zé)異步調(diào)速電機(jī)的運(yùn)行控制，勵(lì)磁控制模塊用于待測同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的控制，并網(wǎng)控制模塊用于計(jì)算待測同步電機(jī)輸出電壓和高壓電網(wǎng)電壓的相位、頻率和幅值，并比較分析，在滿足并網(wǎng)條件后控制并網(wǎng)開關(guān)合閘，將待測同步電機(jī)無擾并入高壓電網(wǎng)。
[0017]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0018]能夠?qū)崿F(xiàn)同步發(fā)電機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)各種運(yùn)行性能試驗(yàn)測試，提供連續(xù)平滑可調(diào)負(fù)載，滿足同步電機(jī)不同負(fù)載運(yùn)行試驗(yàn)的要求；具有能量雙向反饋能力，待測同步電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，能量將從同步電機(jī)側(cè)將電能并入高壓電網(wǎng)，而待測同步電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，能量將通過四象限變頻器把電能回饋到高壓電網(wǎng)，大大節(jié)省了待測同步電機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)中的電能消耗；變頻系統(tǒng)集成勵(lì)磁控制模塊，根據(jù)功率因數(shù)需求變頻器智能控制勵(lì)磁系統(tǒng)輸出，可以滿足待測同步電機(jī)不同測試需求。
【附圖說明】
[0019]圖1為系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖2為變頻控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，一種高壓變頻器實(shí)現(xiàn)同步電機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)平臺(tái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括輸入高壓開關(guān)1、變頻器2、輸出高壓開關(guān)3、異步調(diào)速電機(jī)4、聯(lián)軸器5、待測同步電機(jī)6、并網(wǎng)高壓開關(guān)7、勵(lì)磁系統(tǒng)8、電壓互感器9以及電流互感器10等；
[0022]其中，所述輸入高壓開關(guān)1用于隔離高壓與變頻器，系統(tǒng)工作時(shí)輸入高壓開關(guān)處于合閘狀態(tài)；
[0023]所述變頻器，經(jīng)過輸出高壓開關(guān)3連接至異步調(diào)速電機(jī)4，變頻器2用于拖動(dòng)異步調(diào)速電機(jī)4調(diào)速運(yùn)行，變頻器2還具有能量反饋能力，當(dāng)待測同步電機(jī)6處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，能量從待測同步電機(jī)6到異步調(diào)速電機(jī)4，最后經(jīng)過變頻器2回饋到電網(wǎng)；變頻器控制系統(tǒng)內(nèi)部集成了數(shù)據(jù)采集模塊、電機(jī)控制模塊、勵(lì)磁控制模塊、并網(wǎng)控制模塊等，以完成數(shù)據(jù)采集、電機(jī)調(diào)速控制、待測同步電機(jī)勵(lì)磁控制、同步并網(wǎng)邏輯控制等。
[0024]所述異步調(diào)速電機(jī)4由變頻器2驅(qū)動(dòng)，通過聯(lián)軸器5與待測同步電機(jī)6聯(lián)動(dòng)；
[0025]所述聯(lián)軸器5，也可以是滿足一定變比的齒輪箱，一端連接異步調(diào)速電機(jī)4，另一端連接待測同步電機(jī)6，主要作用是實(shí)現(xiàn)異步調(diào)速電機(jī)4和待測同步電機(jī)6的聯(lián)動(dòng)；
[0026]所述待測同步電機(jī)6，其轉(zhuǎn)子繞組經(jīng)過并網(wǎng)高壓開關(guān)7連接至高壓電網(wǎng)，當(dāng)待測同步電機(jī)6處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，能量方向是從異步調(diào)速電機(jī)4到待測同步電機(jī)6，最終以待測同步電機(jī)6發(fā)電形式回饋到高壓電網(wǎng)，大大節(jié)約電能；
[0027]所述并網(wǎng)高壓開關(guān)7可以將待測同步電機(jī)6并入高壓電網(wǎng)；
[0028]所述勵(lì)磁系統(tǒng)8提供同步電機(jī)所需勵(lì)磁電流，由變頻系統(tǒng)控制；
[0029]所述電壓互感器9用于采集變頻器所需各種電壓信號(hào)；
[0030]所述電流互感器10用于采集變頻器所需各種電流信號(hào)；
[0031]如圖2所示，變頻控制系統(tǒng)內(nèi)部集成了數(shù)據(jù)采集模塊、電機(jī)控制模塊、勵(lì)磁控制模塊、并網(wǎng)控制模塊等；數(shù)據(jù)采集模塊用于外部數(shù)據(jù)的采集和處理，各種模擬量和數(shù)字量輸入輸出控制；電機(jī)控制模塊負(fù)責(zé)異步調(diào)速電機(jī)的運(yùn)行控制，包括電機(jī)控制核心算法；勵(lì)磁控制模塊用于待測同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的控制，可以選擇手動(dòng)控制或恒功率因數(shù)自調(diào)節(jié)控制等；并網(wǎng)控制模塊用于計(jì)算待測同步電機(jī)輸出電壓和高壓電網(wǎng)電壓的相位、頻率和幅值，并比較分析，在滿足并網(wǎng)條件后控制并網(wǎng)開關(guān)合閘，將待測同步電機(jī)無擾并入高壓電網(wǎng)。
[0032]在進(jìn)行待測同步電機(jī)6運(yùn)行試驗(yàn)時(shí)，首先利用變頻器2拖動(dòng)異步調(diào)速電機(jī)4運(yùn)行，待測同步電機(jī)6將聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，變頻系統(tǒng)同步控制勵(lì)磁系統(tǒng)8輸出，此時(shí)待測同步電機(jī)6處于發(fā)電狀態(tài)，并網(wǎng)高壓開關(guān)7處于分閘狀態(tài)；當(dāng)待測同步電機(jī)6達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，適當(dāng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)8輸出，變頻器系統(tǒng)的并網(wǎng)控制模塊在判斷滿足并網(wǎng)條件后控制并網(wǎng)高壓開關(guān)7合閘，待測同步電機(jī)6輸出端并入高壓電網(wǎng)；最后，通過變頻器2調(diào)節(jié)異步調(diào)速電機(jī)4運(yùn)行轉(zhuǎn)速，使得待測同步電機(jī)6處于發(fā)電狀態(tài)或電動(dòng)狀態(tài)，待測同步電機(jī)6處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，能量將從同步電機(jī)側(cè)將電能并入高壓電網(wǎng)，而待測同步電機(jī)6處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，能量將通過四象限變頻器把電能回饋到高壓電網(wǎng)，大大節(jié)省了待測同步電機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)中的電能消耗；在發(fā)電狀態(tài)下，通過對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)輸出控制，能夠調(diào)節(jié)同步電機(jī)功率因數(shù)情況；在電動(dòng)狀態(tài)下，調(diào)整異步調(diào)速電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)平滑可調(diào)負(fù)載，滿足同步電動(dòng)機(jī)不同負(fù)載運(yùn)行試驗(yàn)的要求。
[0033]本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)同步發(fā)電機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)各種運(yùn)行性能試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)平滑可調(diào)負(fù)載試驗(yàn)測試；具有能量雙向反饋能力，待測同步電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，能量將從同步電機(jī)側(cè)將電能并入高壓電網(wǎng)，而待測同步電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，能量將通過四象限變頻器把電能回饋到高壓電網(wǎng)，大大節(jié)省了待測同步電機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)中的電能消耗；變頻系統(tǒng)集成勵(lì)磁控制模塊，根據(jù)功率因數(shù)需求變頻器智能控制勵(lì)磁系統(tǒng)輸出，可以滿足待測同步電機(jī)不同測試需求。
[0034]特別指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，凡針對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)作為本實(shí)用新型的技術(shù)范疇。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高壓變頻器實(shí)現(xiàn)同步電機(jī)運(yùn)行測試平臺(tái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，包括輸入高壓開關(guān)、變頻器、輸出高壓開關(guān)、異步調(diào)速電機(jī)、聯(lián)軸器、待測同步電機(jī)、并網(wǎng)高壓開關(guān)、勵(lì)磁系統(tǒng)、電壓互感器以及電流互感器； 其中，所述輸入高壓開關(guān)用于隔離高壓電源和變頻器，系統(tǒng)工作時(shí)輸入高壓開關(guān)處于合閘狀態(tài)； 所述變頻器，經(jīng)過輸出高壓開關(guān)連接至異步調(diào)速電機(jī)，變頻器用于拖動(dòng)異步電機(jī)調(diào)速運(yùn)行，變頻器具有能量反饋能力，當(dāng)待測同步電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，能量從待測同步電機(jī)到異步調(diào)速電機(jī)，最后經(jīng)過變頻器回饋到電網(wǎng)； 所述異步調(diào)速電機(jī)由變頻器驅(qū)動(dòng)，通過聯(lián)軸器與待測同步電機(jī)聯(lián)動(dòng)； 所述聯(lián)軸器，一端連接異步調(diào)速電機(jī)，另一端連接待測同步電機(jī)，作用是實(shí)現(xiàn)異步調(diào)速電機(jī)和待測同步電機(jī)的聯(lián)動(dòng)； 所述待測同步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組經(jīng)過并網(wǎng)高壓開關(guān)連接至高壓電網(wǎng)，當(dāng)待測同步電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，能量方向是從異步調(diào)速電機(jī)到待測同步電機(jī)，最終以待測同步電機(jī)發(fā)電形式回饋到高壓電網(wǎng)； 所述并網(wǎng)高壓開關(guān)將待測同步電機(jī)并入高壓電網(wǎng)； 所述勵(lì)磁系統(tǒng)提供同步電機(jī)所需勵(lì)磁電流，由變頻器的控制系統(tǒng)控制； 所述電壓互感器用于采集變頻器所需各種電壓信號(hào)； 所述電流互感器用于采集變頻器所需各種電流信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓變頻器實(shí)現(xiàn)同步電機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)平臺(tái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述變頻器的控制系統(tǒng)內(nèi)部集成了數(shù)據(jù)采集模塊、電機(jī)控制模塊、勵(lì)磁控制模塊、并網(wǎng)控制模塊；數(shù)據(jù)采集模塊用于外部數(shù)據(jù)的采集和處理，各種模擬量和數(shù)字量輸入輸出控制；電機(jī)控制模塊負(fù)責(zé)異步調(diào)速電機(jī)的運(yùn)行控制，勵(lì)磁控制模塊用于待測同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的控制，并網(wǎng)控制模塊用于計(jì)算待測同步電機(jī)輸出電壓和高壓電網(wǎng)電壓的相位、頻率和幅值，并比較分析，在滿足并網(wǎng)條件后控制并網(wǎng)開關(guān)合閘，將待測同步電機(jī)無擾并入高壓電網(wǎng)。
【專利摘要】一種高壓變頻器實(shí)現(xiàn)同步電機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)平臺(tái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括輸入高壓開關(guān)、變頻器、輸出高壓開關(guān)、異步調(diào)速電機(jī)、聯(lián)軸器、待測同步電機(jī)、并網(wǎng)高壓開關(guān)、勵(lì)磁系統(tǒng)、電壓互感器以及電流互感器；所述輸入高壓開關(guān)連接變頻器，變頻器經(jīng)過輸出高壓開關(guān)連接至異步調(diào)速電機(jī)，異步調(diào)速電機(jī)通過聯(lián)軸器與待測同步電機(jī)聯(lián)動(dòng)；所述待測同步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組經(jīng)過并網(wǎng)高壓開關(guān)連接至高壓電網(wǎng)。該試驗(yàn)平臺(tái)可以進(jìn)行同步發(fā)電機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)的發(fā)電試驗(yàn)和對(duì)拖帶載試驗(yàn)，滿足同步電機(jī)不同負(fù)載運(yùn)行試驗(yàn)的要求；具有能量雙向反饋能力。
【IPC分類】G01R31/34
【公開號(hào)】CN205080238
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520818007
【發(fā)明人】劉洋, 李太峰, 郝爽, 劉相鶴, 孫錫星, 白洪磊, 張丹, 曹鵬
【申請(qǐng)人】遼寧榮信電氣傳動(dòng)技術(shù)有限責(zé)任公司
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年10月21日