專利名稱：可控整流單元的變頻電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力測試設(shè)備，特別涉及一種可控整流單元的變頻電源裝置。
背景技術(shù)：
隨著異步電機(jī)額定容量的提高和型式的多樣化，鑒于試驗條件所限，電機(jī)溫升試驗越來越多的采用疊頻試驗法進(jìn)行。在疊頻試驗電源的選擇上，受益于變頻技術(shù)的愈發(fā)成熟，目前多采用變頻試驗電源。由疊頻試驗的基本原理可知，在進(jìn)行試驗時，電源需要向被試電機(jī)提供等同于u = U1Sinf; Wit+ 0 D+l^sinOj+ 0 2)形式的波形,使得被試電機(jī)循環(huán)工作于電動和發(fā)電狀態(tài)，從而達(dá)到溫升試驗的目的。目前變頻電源多采用的結(jié)構(gòu)型式如圖I所示，由電網(wǎng)提供的交流電經(jīng)整流、儲能及逆變單元，最終輸出所需要的試驗電源。在整個電源構(gòu)成中，整流單元采用二極管不可控整流，核心算法都集中在逆變部分。 這種試驗電源系統(tǒng)可以很好的完成異步電機(jī)的疊頻溫升試驗，但是由于電機(jī)工作在電動-發(fā)電狀態(tài)，隨著負(fù)載電流的增加，直流母線電壓有一個逐漸上升的過程，電機(jī)端電壓相應(yīng)逐步升聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對已有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種可控整流單元的變頻電源裝置。本發(fā)明的被試電機(jī)在進(jìn)行疊頻試驗時，工作在電動-發(fā)電狀態(tài)，所以在發(fā)電時產(chǎn)生的能量將對儲能電容充電，使得儲能電容的端電壓升高，雖然在設(shè)計母線電容時按照峰值電壓計算，允許此現(xiàn)象的存在，但如果直流母線電壓能夠得到適當(dāng)?shù)慕档停敲磳⒋蟠鬁p小母線平均電壓值，減小儲能電容的容量。本發(fā)明的主控單元不再僅限于對逆變單元的控制，而是采用整流單元及逆變單元的協(xié)調(diào)控制。整流單元采用可控硅整流器，主控單元在控制逆變單元的過程中，同時也將控制整流器的輸出電壓，使得疊頻試驗過程中變頻電源輸出保持穩(wěn)定，并且直流母線電壓可以合理的降低，以免給儲能電容造成負(fù)荷壓力。本發(fā)明包括主控單元、逆變單元、整流單元和儲能電容，其特征在于整流單元為可控硅整流器，整流單元的輸出端連接有儲能電容，整流單元經(jīng)逆變單元與被試電機(jī)連接，主控單元的檢測端與變頻電源輸出側(cè)連接，主控單元的輸出端分別與整流單元控制極、逆變單元控制極連接。本發(fā)明的主控單元為一控制可控硅整流單元輸出電壓及變頻電源輸出電壓的控制板。本發(fā)明的可控硅整流器的容量為10 lOOOOkW。儲能電容容量為ImF 1F。逆變單元為三相逆變器，容量為50 lOOOOkW。本發(fā)明處于疊頻試驗的情況下，輸出電壓調(diào)節(jié)至380V、690V等不同的電壓等級，施加副頻電源后，被試電機(jī)端電壓會升高，主控單元的輸出端與整流單元控制極連接，經(jīng)主控單元對整流單元的調(diào)節(jié)，保持輸出電源穩(wěn)定，同時降低直流母線電壓峰值，保護(hù)儲能電容免受沖擊，提升試驗?zāi)芰Α?br> 本發(fā)明的優(yōu)點是在電機(jī)疊頻試驗時，副頻電源的施加導(dǎo)致被試電機(jī)端電壓升高，主控單元在檢測到電機(jī)端電壓超過額定電壓的信號時，會自動調(diào)整整流單元輸出電壓，使得變頻電源輸出電壓降低，達(dá)到額定電壓值，并保持穩(wěn)定，同時直流母線電壓峰值下降，保護(hù)儲能電容免受沖擊，能提升電源的試驗?zāi)芰?，降低成本?br>

圖I變頻電源的原理框圖；圖2本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理框圖；圖3兩種變頻電源直流母線上的電壓波形圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明
具體實施例方式本發(fā)明為使變頻試驗電源裝置用于被試電機(jī)的疊頻試驗中更完善，在保證其試驗?zāi)芰Φ那疤嵯?，提高電源裝置的穩(wěn)定性，并使電源成本的進(jìn)一步降低。本發(fā)明的特征在于主控單元不再僅限于逆變單元的控制，而是采用整流、逆變單元的協(xié)調(diào)控制，并且采集變頻電源輸出側(cè)電壓作為反饋信號，用來控制可控硅整流器。整流單元采用可控硅整流器，可控硅整流器的容量為10 lOOOOkW。逆變單元為三相逆變器，容量為50 lOOOOkW。主控單元在控制逆變單元的過程中，同時也將控制整流器的輸出電壓，使得變頻電源輸出在試驗過程中保持穩(wěn)定，同時直流母線電壓可以合理的降低，以免給儲能電容造成負(fù)荷壓力。由于反饋信號采集的是輸出側(cè)電壓，所以可以有很好的穩(wěn)壓效果。主控單元為控制可控硅整流單元輸出電壓及變頻電源輸出電壓的控制板。在疊頻試驗時，主控單元控制逆變器施加Utl = U1Sin ( 4+0 D的電源給被試電機(jī)，使得被試電機(jī)正常起動并達(dá)到穩(wěn)定運行狀態(tài)，然后調(diào)節(jié)主控單元，將施加在被試電機(jī)上的電源調(diào)整為U = U1Sin(G) it+ 0 ^U2SiW O 2t+ 0 2)，即對被試電機(jī)同時施加主、副頻電源，被試電機(jī)進(jìn)入疊頻試驗狀態(tài)。在被試電機(jī)進(jìn)入疊頻試驗后，被試電機(jī)的運行狀態(tài)發(fā)生改變，出現(xiàn)在電動、發(fā)電兩種工作狀態(tài)下循環(huán)反復(fù)切換，這樣，對于母線上的儲能電容來說，就運行在一個往復(fù)的充、放電狀態(tài)，相當(dāng)于一個儲能器。儲能電容在充電過程中，兩端電壓迅速上升，儲能電容容量的大小直接決定了其能夠達(dá)到的電壓幅值，也就是電源的試驗?zāi)芰?。如果此時將整流單元輸出電壓降低，那么電容的充電裕量就會增加，不僅保護(hù)了電容免受尖峰電壓的沖擊，又增加了電源的試驗容量。儲能電容容量為ImF 1F。從實施過程可以看出，本發(fā)明充分考慮了逆變單元和整流單元的協(xié)調(diào)控制，主控單元在控制逆變輸出的同時，監(jiān)測變頻電源輸出電壓的變化，在變頻電源輸出側(cè)電壓升高時，主控單元會調(diào)整整流單元輸出電壓，使得變頻電源輸出控制可控硅整流單元輸出電壓及變頻電源輸出電壓的穩(wěn)定，可以實現(xiàn)多級調(diào)壓，并且具有穩(wěn)壓作用。比如利用此電路結(jié)構(gòu)，將輸出電壓調(diào)節(jié)至380V、690V等不同的電壓等級，并保持輸出穩(wěn)定。同時直流母線電壓峰值整體向下平移，很好的保護(hù)了電容免受沖擊，也從側(cè)面提升了電源的試驗?zāi)芰?，而成本上也沒有明顯的增加，參見圖3。在疊頻試驗時，輸出電壓調(diào)節(jié)至380V、690V等不同的電壓等級，施加副頻電源后，電機(jī)端電壓會升高，此時經(jīng)主控單元對整流單元的調(diào)節(jié)，使輸出電源穩(wěn)定，同時降低直流母線電壓峰值，保護(hù)儲能電容免受沖擊，提升試驗?zāi)芰??！?br> 權(quán)利要求
1.一種可控整流單元的變頻電源裝置，包括主控單元、逆變單元、整流單元和儲能電容，其特征在于整流單元為可控硅整流器，整流單元的輸出端直流母線連接有儲能電容，整流單元經(jīng)逆變單元與被試電機(jī)連接，主控單元的檢測端與變頻電源輸出側(cè)連接，主控單元的輸出端分別與整流單元控制極、逆變單元控制極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可控整流單元的變頻電源裝置，其特征在于所述主控單元為一控制可控硅整流單元輸出電壓及變頻電源輸出電壓的控制板。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可控整流單元的變頻電源裝置，其特征在于所述可控硅整流器的容量為10 lOOOOkW。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可控整流單元的變頻電源裝置，其特征在于所述儲能電容容量為ImF IF0
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可控整流單元的變頻電源裝置，其特征在于所述逆變單元為三相逆變器，容量為50 lOOOOkW。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可控整流單元的變頻電源裝置，其特征在于所述變頻電源裝置疊頻試驗時，施加副頻電源后，主控單元的輸出端與整流單元控制極連接，經(jīng)主控單元對整流單元的調(diào)節(jié)，保持輸出電源穩(wěn)定，同時降低直流母線電壓峰值。
全文摘要
一種可控整流單元的變頻電源裝置，包括主控單元、逆變單元、整流單元和儲能電容，其特征在于整流單元為可控硅整流器，整流單元的輸出端連接有儲能電容，整流單元經(jīng)逆變單元與被試電機(jī)連接，主控單元分別與整流單元控制極、逆變單元控制極連接。本發(fā)明的優(yōu)點是在電機(jī)疊頻試驗時，副頻電源的施加導(dǎo)致被試電機(jī)端電壓升高，主控單元在檢測到電機(jī)端電壓超過額定電壓的信號時，會自動調(diào)整整流單元輸出電壓，使得變頻電源輸出電壓降低，達(dá)到額定電壓值，并保持穩(wěn)定，同時直流母線電壓峰值下降，保護(hù)儲能電容免受沖擊，能提升電源的試驗?zāi)芰?，降低成本?br> 文檔編號H02M5/458GK102969907SQ201110257078
公開日2013年3月13日 申請日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者馮東升, 吳漢熙, 王濤, 陳葉榮 申請人:上海電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程技術(shù)研究中心有限公司, 上海電科電機(jī)科技有限公司