一種高壓變頻器實現(xiàn)同步電機運行試驗平臺拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型主要涉及一種高壓變頻器實現(xiàn)同步電機試驗平臺拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)同步機試驗平臺多采用單一的阻性負(fù)載進(jìn)行電機運行性能試驗，試驗系統(tǒng)體積龐大，大量電能損耗，負(fù)載大小無法線性調(diào)整，搭建如此試驗平臺還將花費大量財力，需要大量人力進(jìn)行測試操作和日常維護(hù)，給電機廠商帶來諸多困擾。
[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現(xiàn)同步電機運行試驗平臺拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，變頻器拖動調(diào)速電機，通過聯(lián)軸器帶動同步機發(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現(xiàn)同步機在電動狀態(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提供連續(xù)理想的負(fù)載。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實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試驗效率，提出了一種高壓變頻器實現(xiàn)同步電機運行試驗平臺拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該試驗平臺可以進(jìn)行同步發(fā)電機和同步電動機的發(fā)電試驗和對拖帶載試驗。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]—種高壓變頻器實現(xiàn)同步電機運行測試平臺拓?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、聯(lián)軸器、待測同步電機、并網(wǎng)高壓開關(guān)、勵磁系統(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，變頻器用于拖動異步電機調(diào)速運行，變頻器具有能量反饋能力，當(dāng)待測同步電機處于電動狀態(tài)時，能量從待測同步電機到異步調(diào)速電機，最后經(jīng)過變頻器回饋到電網(wǎng)；
[0009]所述異步調(diào)速電機由變頻器驅(qū)動，通過聯(lián)軸器與待測同步電機聯(lián)動；
[0010]所述聯(lián)軸器，一端連接異步調(diào)速電機，另一端連接待測同步電機，作用是實現(xiàn)異步調(diào)速電機和待測同步電機的聯(lián)動；
[0011 ] 所述待測同步電機轉(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)待測同步電機處于發(fā)電狀態(tài)時，能量方向是從異步調(diào)速電機到待測同步電機，最終以待測同步電機發(fā)電形式回饋到高壓電網(wǎng)；
[0012]所述并網(wǎng)高壓開關(guān)將待測同步電機并入高壓電網(wǎng)；
[0013]所述勵磁系統(tǒng)提供同步電機所需勵磁電流，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；
[0015]所述電流互感器用于采集變頻器所需各種電流信號。
[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、電機控制模塊、勵磁控制模塊、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；電機控制模塊負(fù)責(zé)異步調(diào)速電機的運行控制，勵磁控制模塊用于待測同步電機勵磁系統(tǒng)的控制，并網(wǎng)控制模塊用于計算待測同步電機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，將待測同步電機無擾并入高壓電網(wǎng)。
[0017]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0018]能夠?qū)崿F(xiàn)同步發(fā)電機和同步電動機各種運行性能試驗測試，提供連續(xù)平滑可調(diào)負(fù)載，滿足同步電機不同負(fù)載運行試驗的要求；具有能量雙向反饋能力，待測同步電機處于發(fā)電狀態(tài)時，能量將從同步電機側(cè)將電能并入高壓電網(wǎng)，而待測同步電機處于電動狀態(tài)時，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)省了待測同步電機運行試驗中的電能消耗；變頻系統(tǒng)集成勵磁控制模塊，根據(jù)功率因數(shù)需求變頻器智能控制勵磁系統(tǒng)輸出，可以滿足待測同步電機不同測試需求。
【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。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，一種高壓變頻器實現(xiàn)同步電機運行試驗平臺拓?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4、聯(lián)軸器5、待測同步電機6、并網(wǎng)高壓開關(guān)7、勵磁系統(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4，變頻器2用于拖動異步調(diào)速電機4調(diào)速運行，變頻器2還具有能量反饋能力，當(dāng)待測同步電機6處于電動狀態(tài)時，能量從待測同步電機6到異步調(diào)速電機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、電機控制模塊、勵磁控制模塊、并網(wǎng)控制模塊等，以完成數(shù)據(jù)采集、電機調(diào)速控制、待測同步電機勵磁控制、同步并網(wǎng)邏輯控制等。
[0024]所述異步調(diào)速電機4由變頻器2驅(qū)動，通過聯(lián)軸器5與待測同步電機6聯(lián)動；
[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4，另一端連接待測同步電機6，主要作用是實現(xiàn)異步調(diào)速電機4和待測同步電機6的聯(lián)動；
[0026]所述待測同步電機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6處于發(fā)電狀態(tài)時，能量方向是從異步調(diào)速電機4到待測同步電機6，最終以待測同步電機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6并入高壓電網(wǎng)；
[0028]所述勵磁系統(tǒng)8提供同步電機所需勵磁電流，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；
[0030]所述電流互感器10用于采集變頻器所需各種電流信號；
[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、電機控制模塊、勵磁控制模塊、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；電機控制模塊負(fù)責(zé)異步調(diào)速電機的運行控制，包括電機控制核心算法；勵磁控制模塊用于待測同步電機勵磁系統(tǒng)的控制，可以選擇手動控制或恒功率因數(shù)自調(diào)節(jié)控制等；并網(wǎng)控制模塊用于計算待測同步電機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，將待測同步電機無擾并入高壓電網(wǎng)。
[0032]在進(jìn)行待測同步電機6運行試驗時，首先利用變頻器2拖動異步調(diào)速電機4運行，待測同步電機6將聯(lián)動運行，變頻系統(tǒng)同步控制勵磁系統(tǒng)8輸出，此時待測同步電機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6達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時，適當(dāng)調(diào)節(jié)勵磁系統(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4運行轉(zhuǎn)速，使得待測同步電機6處于發(fā)電狀態(tài)或電動狀態(tài)，待測同步電機6處于發(fā)電狀態(tài)時，能量將從同步電機側(cè)將電能并入高壓電網(wǎng)，而待測同步電機6處于電動狀態(tài)時，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)省了待測同步電機運行試驗中的電能消耗；在發(fā)電狀態(tài)下，通過對勵磁系統(tǒng)輸出控制，能夠調(diào)節(jié)同步電機功率因數(shù)情況；在電動狀態(tài)下，調(diào)整異步調(diào)速電機運行轉(zhuǎn)速可以實現(xiàn)連續(xù)平滑可調(diào)負(fù)載，滿足同步電動機不同負(fù)載運行試驗的要求。
[0033]本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)同步發(fā)電機和同步電動機各種運行性能試驗，實現(xiàn)連續(xù)平滑可調(diào)負(fù)載試驗測試；具有能量雙向反饋能力，待測同步電機處于發(fā)電狀態(tài)時，能量將從同步電機側(cè)將電能并入高壓電網(wǎng)，而待測同步電機處于電動狀態(tài)時，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)省了待測同步電機運行試驗中的電能消耗；變頻系統(tǒng)集成勵磁控制模塊，根據(jù)功率因數(shù)需求變頻器智能控制勵磁系統(tǒng)輸出，可以滿足待測同步電機不同測試需求。
[0034]特別指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，凡針對本實用新型專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)作為本實用新型的技術(shù)范疇。
【主權(quán)項】
1.一種高壓變頻器實現(xiàn)同步電機運行測試平臺拓?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、聯(lián)軸器、待測同步電機、并網(wǎng)高壓開關(guān)、勵磁系統(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，變頻器用于拖動異步電機調(diào)速運行，變頻器具有能量反饋能力，當(dāng)待測同步電機處于電動狀態(tài)時，能量從待測同步電機到異步調(diào)速電機，最后經(jīng)過變頻器回饋到電網(wǎng)； 所述異步調(diào)速電機由變頻器驅(qū)動，通過聯(lián)軸器與待測同步電機聯(lián)動； 所述聯(lián)軸器，一端連接異步調(diào)速電機，另一端連接待測同步電機，作用是實現(xiàn)異步調(diào)速電機和待測同步電機的聯(lián)動； 所述待測同步電機轉(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)待測同步電機處于發(fā)電狀態(tài)時，能量方向是從異步調(diào)速電機到待測同步電機，最終以待測同步電機發(fā)電形式回饋到高壓電網(wǎng)； 所述并網(wǎng)高壓開關(guān)將待測同步電機并入高壓電網(wǎng)； 所述勵磁系統(tǒng)提供同步電機所需勵磁電流，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； 所述電流互感器用于采集變頻器所需各種電流信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓變頻器實現(xiàn)同步電機運行試驗平臺拓?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、電機控制模塊、勵磁控制模塊、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；電機控制模塊負(fù)責(zé)異步調(diào)速電機的運行控制，勵磁控制模塊用于待測同步電機勵磁系統(tǒng)的控制，并網(wǎng)控制模塊用于計算待測同步電機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，將待測同步電機無擾并入高壓電網(wǎng)。
【專利摘要】一種高壓變頻器實現(xiàn)同步電機運行試驗平臺拓?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、聯(lián)軸器、待測同步電機、并網(wǎng)高壓開關(guān)、勵磁系統(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，異步調(diào)速電機通過聯(lián)軸器與待測同步電機聯(lián)動；所述待測同步電機轉(zhuǎn)子繞組經(jīng)過并網(wǎng)高壓開關(guān)連接至高壓電網(wǎng)。該試驗平臺可以進(jìn)行同步發(fā)電機和同步電動機的發(fā)電試驗和對拖帶載試驗，滿足同步電機不同負(fù)載運行試驗的要求；具有能量雙向反饋能力。
【IPC分類】G01R31/34
【公開號】CN205080238
【申請?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
【申請人】遼寧榮信電氣傳動技術(shù)有限責(zé)任公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年10月21日