[发明专利]一种能量互馈式双直线感应电机操动机构试验装置

说明书

技术领域：

本发明属于电机操动机构技术领域，特别涉及一种能量互馈式双直线感应电机操动机构试验装置。

背景技术：

断路器用直线感应电机操动机构主要是通过电机次级运动驱动连杆机构来带动灭弧室的绝缘拉杆运动，实现断路器的分合闸操作。由于断路器正常工作电压在几十千伏甚至更高的电压环境下，常规验证其操动机构性能是否满足断路器要求的实验只能在空载条件下进行。而断路器负载时分合闸曲线与空载条件下的分合闸曲线有些差距，常规的试验装置不能很好的验证直线感应电机操动机构设计的合理性和有效性。另外，装置没有能量反馈功能，造成能量的浪费。

发明内容：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种能量互馈式双直线感应电机操动机构试验装置，一方面第一直线感应电机(LIM-1)作为操动机构带动第二直线感应电机(LIM-2)动作，模拟断路器分合闸操作；另一方面第二直线感应电机(LIM-2)作为发电机将发出的电回馈到电网，达到能量循环利用的目的。

该装置包括第一直线感应电机(LIM-1)、第二直线感应电机(LIM-2)、控制单元、逆变单元和通信单元；

控制单元包括DSP控制板、IGBT驱动板、电压传感器、电流传感器和速度传感器；

逆变单元包括四象限变流器(REC)、第一逆变器(INV-1)、第二逆变器(INV-2)、第一电容(C1)和第二电容(C2)；

通信单元包括上位机和驱动芯片；

该装置的连接：第一直线感应电机(LIM-1)和第二直线感应电机(LIM-2)通过联接轴联接在一起，组成双直线感应电机，第一直线感应电机(LIM-1)和第二直线感应电机(LIM-2)共用一个次级反应板，构成了试验装置的核心，速度传感器安装在联接轴上，速度传感器的输出端接到DSP控制板的输入引脚；电网电压接到四象限变流器(REC)的输入端，将三相交流电整流成直流电，四象限变流器(REC)的输出端经第一电容(C1)接入第一逆变器(INV-1)输入端，第一逆变器(INV-1)将直流电转换成交流电接入第一直线感应电机(LIM-1)的初级线圈绕组，第二直线感应电机(LIM-2)发出的交流电输入第二逆变器(INV-2)整流成直流电经第二电容(C2)回馈到直流侧，供给第一逆变器(INV-1)和第一直线感应电机(LIM-1)使用或回馈到电网；电压传感器和电流传感器的输入端均连接到四象限变流器(REC)、第一逆变器(INV-1)和第二逆变器(INV-2)的信号输出侧，输出端均连接到DSP芯片的输入引脚；IGBT驱动板的输入端均与DSP芯片PWM信号输出引脚相连，输出端连接到四象限变流器(REC)、第一逆变器(INV-1)和第二逆变器(INV-2)的控制信号输入端；DSP芯片的通信接口通过专用的驱动芯片连接到上位机。

所述的第一直线感应电机(LIM-1)和第二直线感应电机(LIM-2)均为单边直线感应电机。

该试验装置的工作过程如下：四象限变流器(REC)将电网三相交流电整流成直流电，DSP控制板控制第一逆变器(INV-1)将符合要求三相交流电供给在电动状态的第一直线感应电机(LIM-1)使用，第一直线感应电机(LIM-1)动作带动联轴的第二直线感应电机(LIM-2)一起运行；DSP控制板对第二逆变器(INV-2)进行适当控制，使第二直线感应电机(LIM-2)的初级定子频率低于速度频率在发电状态运行，发出的三相交流电经第二逆变器(INV-2)整流成直流，回馈到直流侧又供给第一直线感应电机(LIM-1)动作或回馈到电网，使得能量得到充分利用。通过调整第二直线感应电机(LIM-2)的转差频率，改变发电机推力的大小，从而达到模拟断路器负载变化时分合闸特性的目的。DSP控制板将电压传感器、电流传感器和速度传感器采集的电机电压、电机电流和电机速度信号进行处理，将处理后的数据发送到上位机上，将试验装置信息显示出来，同时上位机对信息进行分析，并将试验装置下一步动作信息传给DSP控制板。