專(zhuān)利名稱(chēng)：能量單向傳輸整流方式變頻器功率考核系統(tǒng)及其試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變頻器，特別是一種采用能量單向傳輸整流方式變頻器的功率考核系統(tǒng)及其試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率電源的電能控制裝置。把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)變速運(yùn)行控制的設(shè)備，其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成頻率和電壓可調(diào)的交流電。隨著我國(guó)變流技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻器在高壓輸電、工業(yè)變傳動(dòng)、電力牽引等領(lǐng)域的應(yīng)用普及率已經(jīng)越來(lái)越廣；其功率也越來(lái)越大，目前兆瓦級(jí)的變頻器已經(jīng)很常見(jiàn)。變頻器出廠電流功率考核主要是對(duì)變頻器的主電路通一定時(shí)間的大電流(一般是額定電流)，用以驗(yàn)證變頻器(特別是大功率變頻器)在通以大電流工作情況下的電流輸出是否穩(wěn)定以及溫升情況是否穩(wěn)定。為了確保產(chǎn)品出廠后質(zhì)量和性能的穩(wěn)定，制造商一般都需要對(duì)變頻器進(jìn)行一定時(shí)間的電流功率考核測(cè)試；而市場(chǎng)上針對(duì)變頻器出廠電流功率考核測(cè)試系統(tǒng)的搭建方式和考核方法卻不盡相同。究其根源，很大一部分原因是由于變頻器出廠電流功率考核測(cè)試耗電功率大(有的甚至與變頻器的額定功率等大)，如果采用阻感負(fù)載作為大功率考核負(fù)載(有的甚至是滿功率考核)，其發(fā)熱量和電能的浪費(fèi)可想而知；如果采用背靠背電機(jī)對(duì)拖回饋負(fù)載考核系統(tǒng)，其搭建成本也相當(dāng)昂貴。目前通用的背靠背對(duì)拖電機(jī)負(fù)載出廠功率考核系統(tǒng)及方法存在的主要問(wèn)題是測(cè)試系統(tǒng)搭建成本昂貴，檢修和保養(yǎng)復(fù)雜、成本高以及通用性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種采用能量單向傳輸整流方式變頻器的功率考核系統(tǒng)及其試驗(yàn)方法，保證測(cè)試質(zhì)量、提升測(cè)試效率、提高設(shè)備利用率、節(jié)約設(shè)備投入成本，節(jié)能減排、簡(jiǎn)化試驗(yàn)員的操作入門(mén)門(mén)檻，降低安全隱患。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種能量單向傳輸整流方式變頻器功率考核系統(tǒng)，包括交流電源、調(diào)壓器、變壓器、低壓大電流電源輸出接線柜、交流電源輸出接線柜，交流電源、調(diào)壓器串聯(lián)后分兩路一路經(jīng)第一變壓器、低壓大電流電源輸出接線柜接被試變頻器整流系統(tǒng)輸入端，整流系統(tǒng)直流電壓輸出端與分流器連接；另一路經(jīng)第二變壓器、交流電源輸出接線柜接被試變頻器輸入端，被試變頻器由整流系統(tǒng)和逆變系統(tǒng)組合構(gòu)成，被試變頻器輸出端通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)連接電感負(fù)載或阻感負(fù)載，電感負(fù)載由三個(gè)電感星形連接組成，阻感負(fù)載由電阻和電感串聯(lián)組成的支路星形連接組成；被試變頻器的負(fù)載輸出端和電感負(fù)載串聯(lián)組成逆變系統(tǒng)的低壓大電流功率考核系統(tǒng)，被試變頻器的負(fù)載輸出端和阻感負(fù)載串聯(lián)組成輕載聯(lián)調(diào)功率考核系統(tǒng)。
作為優(yōu)選方案，本發(fā)明的分流器和電感負(fù)載為微阻抗大電流負(fù)載，阻感負(fù)載為高阻抗小電流負(fù)載；第一變壓器為低壓大電流變壓器，第二變壓器為高壓交流變壓器。能量單向傳輸整流方式變頻器功率考核系統(tǒng)的試驗(yàn)方法包括整流系統(tǒng)低壓大電流功率考核、逆變系統(tǒng)低壓大電流功率考核和被試變頻器的系統(tǒng)輕載聯(lián)調(diào)功率考核三個(gè)部分(1)整流系統(tǒng)低壓大電流功率考核的步驟為第一步將被試變頻器的相關(guān)主電路和控制線路接好，在變頻器中間直流端接分流器作為考核負(fù)載；第二步通過(guò)控制調(diào)壓器TMl輸出電壓的大小來(lái)調(diào)節(jié)低壓大電流變壓器TM2輸出電壓的大小，給被試變頻器整流系統(tǒng)供電，在試驗(yàn)過(guò)程中使變頻器整流系統(tǒng)的電力電子變流器件處于滿開(kāi)放導(dǎo)通狀態(tài)；第三步通過(guò)控制調(diào)壓器TMl輸出的電壓來(lái)調(diào)節(jié)第一變壓器TM2的輸出電壓，同時(shí)隨著第一變壓器TM2輸出電壓的增大，被試變頻器整流系統(tǒng)負(fù)載分流器的過(guò)電流也隨之增大，一直調(diào)節(jié)到試驗(yàn)考核電流值大小為止，使負(fù)載大電流導(dǎo)通穩(wěn)定；第四步負(fù)載大電流導(dǎo)通穩(wěn)定后，使被試變頻器整流系統(tǒng)維持該工作狀態(tài)一段時(shí)間，將各部件及部件連接口溫升情況穩(wěn)定作為被試變頻器整流系統(tǒng)達(dá)到出廠低壓大電流功率考核要求的判據(jù)；(2)逆變系統(tǒng)低壓大電流功率考核的步驟為第一步將被試變頻器的相關(guān)主電路和控制線路接好，在負(fù)載輸出端接電感負(fù)載作為考核負(fù)載；第二步通過(guò)PWM或PAM方式控制變頻器逆變系統(tǒng)電力電子功率器件的開(kāi)通和關(guān)斷，使變頻器輸出端產(chǎn)生可變頻變壓的交流電進(jìn)行輸出，以調(diào)節(jié)達(dá)到交流輸出端負(fù)載通過(guò)穩(wěn)定的大電流為止，使負(fù)載大電流導(dǎo)通穩(wěn)定；第三步負(fù)載大電流導(dǎo)通穩(wěn)定后，使被試變頻器維持該工作狀態(tài)一段時(shí)間，將各部件及部件連接口溫升情況穩(wěn)定作為被試變頻器逆變系統(tǒng)達(dá)到出廠低壓大電流功率考核要求的判據(jù)；(3)被試變頻器的系統(tǒng)輕載聯(lián)調(diào)功率考核的步驟為第一步將被試變頻器的相關(guān)主電路和控制線路接好，在負(fù)載輸出端接阻感負(fù)載作為考核負(fù)載；第二步通過(guò)PWM或PAM方式控制變頻器電力電子功率器件的開(kāi)通和關(guān)斷，使變頻器輸出端產(chǎn)生可變頻變壓的交流電進(jìn)行輸出，以調(diào)節(jié)達(dá)到交流輸出端負(fù)載維持輸出穩(wěn)定的額定交流電壓為止，使負(fù)載端電壓和電流穩(wěn)定；第三步負(fù)載端電壓和電流穩(wěn)定后，使被試變頻器維持該工作狀態(tài)一段時(shí)間將各部件絕緣性能穩(wěn)定作為被試變頻器達(dá)到出廠輕載聯(lián)調(diào)功率考核要求的判據(jù)。作為優(yōu)選方案，整流系統(tǒng)低壓大電流功率考核中，負(fù)載大電流導(dǎo)通穩(wěn)定后，被試變頻器整流系統(tǒng)維持穩(wěn)定的工作狀態(tài)的時(shí)間推薦為30分鐘；逆變系統(tǒng)低壓大電流功率考核中，負(fù)載大電流導(dǎo)通穩(wěn)定后，被試變頻器維持穩(wěn)定的工作狀態(tài)的時(shí)間推薦為40分鐘；被試變頻器的系統(tǒng)輕載聯(lián)調(diào)功率考核中，負(fù)載端電壓和電流穩(wěn)定后，被試變頻器維持穩(wěn)定的工作狀態(tài)的時(shí)間推薦為15分鐘。
作為優(yōu)選方案，在所述的整流系統(tǒng)低壓大電流功率考核步驟中，調(diào)節(jié)試驗(yàn)考核電流值到整流模塊額定電流的1. 2倍；在所述的逆變系統(tǒng)低壓大電流功率考核步驟中，調(diào)節(jié)交流輸出端負(fù)載通過(guò)額定電流大小1. 1倍的電流；在所述的被試變頻器的系統(tǒng)輕載聯(lián)調(diào)功率考核步驟中，調(diào)節(jié)交流輸出端負(fù)載維持輸出穩(wěn)定的額定交流電壓，同時(shí)，電流大小推薦控制在40A為宜。以下對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明的變頻器出廠功率考核系統(tǒng)及試驗(yàn)方法適合于整流模塊采用能量只能單向傳輸整流方式變頻器(如變流器件采用晶間管或二極管的橋式整流模塊)的出廠例行試驗(yàn)功率考核，本發(fā)明方法的試驗(yàn)原理如下整流系統(tǒng)低壓大電流功率考核以試驗(yàn)過(guò)程中被試變頻器整流系統(tǒng)的電力電子變流器件處于盡可能的滿開(kāi)放導(dǎo)通狀態(tài)，負(fù)載分流器為75mV/4000A，考核電流為4000A為例。整流輸出DC 電壓UDC = IdcX 75mV/4000A被試整流器負(fù)載考核功率P= UdcX Idc = IDCXIDCX75mV/4000A= 4000 X 4000 X 0. 075/4000 = 300W其中IDe表示被試變頻器整流系統(tǒng)(DUT)功率考核輸出電流。因被試變頻器整流系統(tǒng)中的電力電子變流器件、感抗器件、阻抗器件等上面會(huì)產(chǎn)生一定的壓降；同時(shí)，由于負(fù)載直流壓降很小，所以被試大功率整流系統(tǒng)(DUT)上產(chǎn)生壓降的比例會(huì)比較高，故300W的負(fù)載考核功率肯定不是系統(tǒng)的整個(gè)消耗功率(不同的整流主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其壓降差別也會(huì)很大，因此也導(dǎo)致理論計(jì)算很難控制)。本發(fā)明變頻器的出廠功率考核系統(tǒng)選用分流器作為整流系統(tǒng)低壓大電流功率考核負(fù)載，雖然分流器也是一種阻抗器件，但是它的電壓和電流特性又不同于常規(guī)的大功率電阻；本發(fā)明充分利用了分流器穩(wěn)流性能好，壓降低的特點(diǎn)(常規(guī)大功率電阻在電壓很低的情況下很難穩(wěn)住電流)。逆變系統(tǒng)低壓大電流功率考核雖然我們低壓大電流功率考核過(guò)程中的有效電流很大(高達(dá)1800A)，但是由于采用了微阻抗大電流電感作為考核負(fù)載，有效壓降很低(一般只有70V左右)；所以消耗的有效功率相對(duì)就很低。以試驗(yàn)過(guò)程中被試變頻器的負(fù)載導(dǎo)通線電流L = 1800A，負(fù)載有效線壓降隊(duì)= 70V,功率因數(shù)cos Φ = 0. 85為例被試變頻器負(fù)載端有功功率p= V^ Vi χ ( χ cos φ=1.732X 1800X70X0.85=185. 5OKW本發(fā)明變頻器的出廠功率考核系統(tǒng)選用電感(微阻抗大電流負(fù)載)作為低壓大電流考核負(fù)載，充分利用了電感負(fù)載的電壓、電流及頻率特性。輕載聯(lián)調(diào)功率考核雖然我們輕載聯(lián)調(diào)功率考核過(guò)程中的輸出電壓很高(高達(dá) 10KV)，但是由于采用了高阻抗小電流的阻感作為考核負(fù)載，有效電流不大(一般控制在 40Α左右)；所以消耗的有效功率相對(duì)就很低。以試驗(yàn)過(guò)程中被試變頻器的負(fù)載有效線壓降Ul = 3300V，導(dǎo)通線電流負(fù)載^ = 40Α，功率因數(shù)cos Φ = 0. 85為例被試變頻器負(fù)載端有功功率W=^UlxIlx cos φ
= 1. 732X3300X40X0. 85-194.33KW本發(fā)明變頻器的出廠功率考核系統(tǒng)選用阻感(高阻抗小電流負(fù)載)作為輕載聯(lián)調(diào)功率考核負(fù)載，充分利用了電阻和電感組合負(fù)載的電壓、電流及頻率特性。本發(fā)明的考核系統(tǒng)及其試驗(yàn)方法適用于兩電平和多電平(3電平及3電以上)變頻器的出廠功率考核測(cè)試及逆變器的出廠功率考核測(cè)試，本發(fā)明的考核系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高，實(shí)際應(yīng)用穩(wěn)定性高，其試驗(yàn)方法通用性強(qiáng)。


圖1為背靠背電機(jī)對(duì)拖負(fù)載試驗(yàn)考核系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；(a)背靠背電機(jī)對(duì)拖負(fù)載試驗(yàn)考核系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖一；(b)背靠背電機(jī)對(duì)拖負(fù)載試驗(yàn)考核系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖二；圖2為本發(fā)明功率考核系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3為整流系統(tǒng)低壓大電流功率考核系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖4為逆變系統(tǒng)低壓大電流功率考核系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖5為輕載聯(lián)調(diào)功率考核(高壓小電流功率考核)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。其中1 調(diào)壓器；2 低壓大電流變壓器；3 低壓大電流電源輸出接線柜；4 交流電源輸出接線柜；5 整流系統(tǒng)；6 分流器；7 逆變系統(tǒng)；8 電感負(fù)載；9 阻感負(fù)載；10 高壓交流變壓器。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)說(shuō)明。參見(jiàn)圖2，能量單向傳輸整流方式變頻器功率考核系統(tǒng)包括交流電源、調(diào)壓器1、 變壓器2、低壓大電流電源輸出接線柜3、交流電源輸出接線柜4 ；交流電源、調(diào)壓器1串聯(lián)后分兩路一路經(jīng)第一變壓器2、低壓大電流電源輸出接線柜3接整流系統(tǒng)5和分流器6連接構(gòu)成的整流系統(tǒng)；另一路經(jīng)第二變壓器10、交流電源輸出接線柜4接整流模系統(tǒng)5和逆變系統(tǒng)7組合而成的被試變頻器，被試變頻器輸出端通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)可選擇連接電感負(fù)載8或阻感負(fù)載9，電感負(fù)載由三個(gè)電感星形連接組成，阻感負(fù)載由電阻和電感串聯(lián)組成的支路星形連接組成；被試變頻器的負(fù)載輸出端選擇和電感負(fù)載串聯(lián)組成逆變系統(tǒng)的低壓大電流功率考核系統(tǒng)，被試變頻器的負(fù)載輸出端選擇和阻感負(fù)載串聯(lián)組成輕載聯(lián)調(diào)功率考核系統(tǒng)。通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)壓器TMl改變調(diào)壓器次邊輸出電壓的大小，以達(dá)到調(diào)整低壓大電流電源交流電壓(AC)輸出和高壓電源交流電壓(AC)輸出大小的目的，滿足被試品(DUT)的不同供電需求。本發(fā)明的變頻器出廠功率考核系統(tǒng)及試驗(yàn)方法適合于整流模塊采用能量只能單向傳輸整流方式變頻器(如變流器件采用晶間管或二極管的橋式整流模塊)的出廠例行試驗(yàn)功率考核；根據(jù)變頻器的工作特性和出廠功率考核要求，將出廠功率考核分為整流系統(tǒng)低壓大電流功率考核、逆變系統(tǒng)低壓大電流功率考核和被試變頻器的系統(tǒng)輕載聯(lián)調(diào)功率考核(高壓小電流功率考核)三個(gè)部分。
整流系統(tǒng)低壓大電流功率考核以分流器作為變頻器整流系統(tǒng)的直流端負(fù)載，給大功率變頻器輸入端輸入一個(gè)較小的輸入電壓，并使電力電子變流器件處于盡可能的滿開(kāi)放導(dǎo)通狀態(tài)，以確保中間直流端負(fù)載可以大電流通過(guò)；以考核變頻器整流系統(tǒng)電力電子變流器件、感抗器件、部件連接口等的電流特性，以及考核過(guò)程中溫升情況的穩(wěn)定性等。第一步將被試變頻器(DUT)的相關(guān)主電路和控制線路接好，在變頻器中間直流端連接合適的分流器(微阻抗大電流負(fù)載)作為考核負(fù)載(如圖3所示)。第二步通過(guò)控制調(diào)壓器TMl輸出電壓的大小來(lái)調(diào)節(jié)低壓大電流變壓器TM2輸出電壓的大小來(lái)給被試變頻器整流系統(tǒng)供電；同時(shí)，試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)使變頻器整流系統(tǒng)的電力電子變流器件處于盡可能的滿開(kāi)放導(dǎo)通狀態(tài)。第三步通過(guò)控制調(diào)壓器TMl輸出的電壓來(lái)調(diào)節(jié)低壓大電流變壓器TM2的輸出電壓，同時(shí)隨著TM2輸出電壓的增大，被試變頻器整流系統(tǒng)的負(fù)載RD的過(guò)電流也隨之增大，一直調(diào)節(jié)到試驗(yàn)考核電流值大小為止(一般控制在額定電流大小的1. 2倍；當(dāng)然，只要被試整流器性能允許，也可以將電流做的更大一些)。第四步負(fù)載大電流導(dǎo)通穩(wěn)定后，使被試變頻器整流系統(tǒng)維持該工作狀態(tài)一段時(shí)間(推薦為30分鐘左右)。同時(shí)，考核過(guò)程中應(yīng)注意監(jiān)測(cè)被試變頻器整流系統(tǒng)的輸入電壓、 輸出電流參數(shù)穩(wěn)定無(wú)明顯波動(dòng)，各部件及部件連接口溫升情況穩(wěn)定等作為被試大功率整流器達(dá)到出廠低壓大電流功率考核要求的判據(jù)。逆變系統(tǒng)低壓大電流功率考核以純電感(微阻抗大電流負(fù)載)作為變頻器的交流輸出端負(fù)載，從變頻器輸入端輸入額定交流電壓(如圖4所示)；通過(guò)PWM(或PAM)方式控制變頻器電力電子功率器件的開(kāi)通和關(guān)斷(使逆變輸出端產(chǎn)生可變頻變壓的交流電進(jìn)行輸出)，調(diào)節(jié)達(dá)到交流輸出端負(fù)載可以通過(guò)穩(wěn)定的大電流；以考核變頻器電力電子變流器件、感抗器件、部件連接口等的電流特性，以及考核過(guò)程中溫升情況的穩(wěn)定性等。具體試驗(yàn)步驟描述如下第一步將被試變頻器(DUT)的相關(guān)主電路和控制線路接好，在負(fù)載輸出端連接合適的電感(微阻抗大電流負(fù)載)作為考核負(fù)載(具體如圖4所示)。第二步通過(guò)PWM (或PAM)方式控制變頻器逆變系統(tǒng)電力電子功率器件的開(kāi)通和關(guān)斷(使逆變輸出端產(chǎn)生可變頻變壓的交流電進(jìn)行輸出)，以調(diào)節(jié)達(dá)到交流輸出端負(fù)載可以通過(guò)穩(wěn)定的大電流為止(一般控制在額定電流大小的1.1倍；當(dāng)然，只要被試變頻器性能允許，也可以將電流做的更大一些)。第三步負(fù)載大電流導(dǎo)通穩(wěn)定后，使被試變頻器維持該工作狀態(tài)一段時(shí)間(推薦為40分鐘左右)。同時(shí)，考核過(guò)程中應(yīng)注意監(jiān)測(cè)被試變頻器的輸入電壓、輸出電流參數(shù)穩(wěn)定無(wú)明顯波動(dòng)，各部件及部件連接口溫升情況穩(wěn)定等作為被試變頻器達(dá)到出廠低壓大電流功率考核要求的判據(jù)。輕載聯(lián)調(diào)功率考核以阻感負(fù)載(高阻抗小電流負(fù)載)作為變頻器的交流輸出負(fù)載，給變頻器輸入端輸入額定電壓(如圖5所示)，通過(guò)PWM(或PAM)方式控制變頻器電力電子功率器件的開(kāi)通和關(guān)斷(使逆變輸出端產(chǎn)生可變頻變壓的交流電進(jìn)行輸出)，調(diào)節(jié)達(dá)到交流輸出端負(fù)載可以維持輸出穩(wěn)定的額定交流電壓，以考核變頻器電力電子變流器件、 容性器件、感抗器件、阻抗器件等的耐受電壓能力，以及產(chǎn)品內(nèi)部各器件間的電氣絕緣性能寸。
具體試驗(yàn)步驟描述如下第一步將被試變頻器(DUT)的相關(guān)主電路和控制線路接好，在負(fù)載輸出端接合適的阻感負(fù)載(高阻抗小電流負(fù)載)作為考核負(fù)載(具體如圖5所示)。第二步通過(guò)PWM(或PAM)方式控制變頻器電力電子功率器件的開(kāi)通和關(guān)斷，(使變頻器輸出端產(chǎn)生可變頻變壓的交流電進(jìn)行輸出)以調(diào)節(jié)達(dá)到交流輸出端負(fù)載可以維持輸出穩(wěn)定的額定交流電壓為止(一般控制在最高額定輸出電壓值大??；當(dāng)然，只要被試變頻器性能允許，也可以將電壓做的更高一些；同時(shí)，推薦過(guò)電流控制在40A左右為宜)。第三步負(fù)載端電壓和電流穩(wěn)定后，使被試變頻器維持該工作狀態(tài)一段時(shí)間(推薦為15分鐘左右)。同時(shí)，考核過(guò)程中應(yīng)注意監(jiān)測(cè)被試變頻器的輸出電壓、輸出電流參數(shù)穩(wěn)定無(wú)明顯波動(dòng)，各部件絕緣性能穩(wěn)定等作為被試變頻器達(dá)到出廠輕載聯(lián)調(diào)功率考核要求的判據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種能量單向傳輸整流方式變頻器功率考核系統(tǒng)，包括交流電源、調(diào)壓器、變壓器、 低壓大電流電源輸出接線柜、交流電源輸出接線柜；其特征在于，交流電源、調(diào)壓器串聯(lián)后分兩路一路經(jīng)第一變壓器、低壓大電流電源輸出接線柜接被試變頻器整流系統(tǒng)輸入端，整流系統(tǒng)直流電壓輸出端與分流器連接；另一路經(jīng)第二變壓器、交流電源輸出接線柜接被試變頻器輸入端，被試變頻器由整流系統(tǒng)和逆變系統(tǒng)組合構(gòu)成，被試變頻器輸出端通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)連接電感負(fù)載或阻感負(fù)載，電感負(fù)載由三個(gè)電感星形連接組成，阻感負(fù)載由電阻和電感串聯(lián)組成的支路星形連接組成；被試變頻器的負(fù)載輸出端和電感負(fù)載串聯(lián)組成逆變系統(tǒng)的低壓大電流功率考核系統(tǒng)，被試變頻器的負(fù)載輸出端和阻感負(fù)載串聯(lián)組成輕載聯(lián)調(diào)功率考核系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量單向傳輸整流方式變頻器功率考核系統(tǒng)，其特征在于， 所述的分流器和電感負(fù)載為微阻抗大電流負(fù)載，所述的阻感負(fù)載為高阻抗小電流負(fù)載。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量單向傳輸整流方式變頻器功率考核系統(tǒng)，其特征在于， 所述的第一變壓器為低壓大電流變壓器，所述的第二變壓器為高壓交流變壓器。
4.一種能量單向傳輸整流方式變頻器功率考核系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，其特征在于，該方法包括整流系統(tǒng)低壓大電流功率考核、逆變系統(tǒng)低壓大電流功率考核和被試變頻器的系統(tǒng)輕載聯(lián)調(diào)功率考核三個(gè)部分(1)整流系統(tǒng)低壓大電流功率考核的步驟為第一步將被試變頻器的相關(guān)主電路和控制線路接好，在變頻器中間直流端接分流器作為考核負(fù)載；第二步通過(guò)控制調(diào)壓器輸出電壓的大小來(lái)調(diào)節(jié)第一變壓器輸出電壓的大小，給被試變頻器整流系統(tǒng)供電，在試驗(yàn)過(guò)程中使變頻器整流系統(tǒng)的電力電子變流器件處于滿開(kāi)放導(dǎo)通狀態(tài)；第三步通過(guò)控制調(diào)壓器次邊輸出電壓來(lái)調(diào)節(jié)第一變壓器的次邊輸出電壓的大小，同時(shí)隨著第一變壓器輸出電壓的增大，被試變頻器整流系統(tǒng)分流器負(fù)載上的過(guò)電流也隨之增大，一直調(diào)節(jié)到試驗(yàn)考核電流值大小為止，使負(fù)載大電流導(dǎo)通穩(wěn)定；第四步負(fù)載大電流導(dǎo)通穩(wěn)定后，使被試變頻器整流系統(tǒng)維持穩(wěn)定的工作狀態(tài)一段時(shí)間，將各關(guān)鍵部件及部件連接口溫升情況穩(wěn)定作為被試變頻器整流系統(tǒng)達(dá)到出廠低壓大電流功率考核要求的判據(jù)；(2)逆變系統(tǒng)低壓大電流功率考核的步驟為第一步將被試變頻器的相關(guān)主電路和控制線路接好，在負(fù)載輸出端接電感負(fù)載作為考核負(fù)載；第二步通過(guò)PWM或PAM方式控制變頻器逆變系統(tǒng)電力電子功率器件的開(kāi)通和關(guān)斷，使變頻器輸出端產(chǎn)生可變頻變壓的交流電進(jìn)行輸出，以調(diào)節(jié)達(dá)到交流輸出端負(fù)載通過(guò)穩(wěn)定的大電流為止，使負(fù)載大電流導(dǎo)通穩(wěn)定；第三步負(fù)載大電流導(dǎo)通穩(wěn)定后，使被試變頻器維持穩(wěn)定的工作狀態(tài)一段時(shí)間，將各關(guān)鍵部件及部件連接口溫升情況穩(wěn)定作為被試變頻器逆變系統(tǒng)達(dá)到出廠低壓大電流功率考核要求的判據(jù)；(3)被試變頻器的系統(tǒng)輕載聯(lián)調(diào)功率考核的步驟為第一步將被試變頻器的相關(guān)主電路和控制線路接好，在負(fù)載輸出端接阻感負(fù)載作為考核負(fù)載；第二步通過(guò)PWM或PAM方式控制變頻器電力電子功率器件的開(kāi)通和關(guān)斷，使變頻器輸出端產(chǎn)生可變頻變壓的交流電進(jìn)行輸出，以調(diào)節(jié)達(dá)到交流輸出端負(fù)載維持輸出穩(wěn)定的額定交流電壓為止，使負(fù)載端電壓和電流穩(wěn)定；第三步負(fù)載端電壓和電流穩(wěn)定后，使被試變頻器維持穩(wěn)定的工作狀態(tài)一段時(shí)間，將各部件絕緣性能穩(wěn)定作為被試變頻器達(dá)到出廠輕載聯(lián)調(diào)功率考核要求的判據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能量單向傳輸整流方式變頻器功率考核系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，其特征在于，整流系統(tǒng)低壓大電流功率考核步驟中，負(fù)載大電流導(dǎo)通穩(wěn)定后，被試變頻器整流系統(tǒng)維持穩(wěn)定的工作狀態(tài)的時(shí)間為30分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能量單向傳輸整流方式變頻器功率考核系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，其特征在于，逆變系統(tǒng)低壓大電流功率考核步驟中，負(fù)載大電流導(dǎo)通穩(wěn)定后，被試變頻器維持穩(wěn)定的工作狀態(tài)的時(shí)間為40分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能量單向傳輸整流方式變頻器功率考核系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，其特征在于，被試變頻器的系統(tǒng)輕載聯(lián)調(diào)功率考核步驟中，負(fù)載端電壓和電流穩(wěn)定后，被試變頻器維持穩(wěn)定工作狀態(tài)的時(shí)間為15分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能量單向傳輸整流方式變頻器功率考核系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，其特征在于，在所述的整流系統(tǒng)低壓大電流功率考核步驟中，調(diào)節(jié)試驗(yàn)考核電流值到整流模塊額定電流的1. 2倍；在所述的逆變系統(tǒng)低壓大電流功率考核步驟中，調(diào)節(jié)被試變頻器交流電壓輸出，使電感負(fù)載通過(guò)額定電流大小1. 1倍的電流；在所述的被試變頻器的系統(tǒng)輕載聯(lián)調(diào)功率考核步驟中，調(diào)節(jié)被試變頻器交流電壓輸出，使阻感負(fù)載維持輸出穩(wěn)定的額定交流電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種能量單向傳輸整流方式變頻器功率考核系統(tǒng)及其試驗(yàn)方法，系統(tǒng)包括交流電源、調(diào)壓器、變壓器、低壓大電流電源輸出接線柜、交流電源輸出接線柜。交流電源、調(diào)壓器串聯(lián)后分兩路一路經(jīng)第一變壓器、低壓大電流電源輸出接線柜接被試變頻器整流系統(tǒng)輸入端，整流系統(tǒng)輸出端與分流器連接；另一路經(jīng)第二變壓器、交流電源輸出接線柜接被試變頻器輸入端，被試變頻器由整流系統(tǒng)和逆變系統(tǒng)組合構(gòu)成，被試變頻器輸出端通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)可選擇連接電感負(fù)載或阻感負(fù)載。本發(fā)明充分利用了電感負(fù)載的電壓、電流和頻率特性，以及電阻和電感組合負(fù)載的電壓、電流和頻率特性，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高、實(shí)際應(yīng)用穩(wěn)定性高、通用性強(qiáng)，同時(shí)還節(jié)約電能。
文檔編號(hào)G01R31/00GK102331538SQ20111023748
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者余志濤, 彭淼淼, 武松劍, 耶小方, 高峰 申請(qǐng)人:株洲南車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司