[实用新型]一种共直流母线变频调速试验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及变频调速交流异步电动机试验检测技术领域，具体指一种共直流母线变频调速试验系统。

背景技术

早期的调速电机以直流调速较为普遍，直流调速当然离不开直流电机。直流机的结构形式复杂，制造工艺较为繁琐，成本相对较高。其次，直流电机由于有换向装置，运行时还存在换向火花、电刷磨损等问题，后期日常维护比较困难，目前已经被交流调速所取代。随着电力电子技术和控制技术的飞速发展，使得交流调速性能可以与直流调速性能相媲美、相竞争。尤其，交流电机的结构简单、运行可靠，交流电源易于解决，使得交流调速电机在各领域的应用越来越广泛。

变频调速交流异步电动机目前从市场应用情况来看，电机的调速范围越来越宽，电压等级低、中、高压都有。它的性能主要包括空载特性、负载特性、效率、温升、振动、噪声、附加损耗等测试。传统试验机组用来完成测试尚存在一些不足之处：

1 传统试验机组都受固有转速所限，试验电源调频范围相对较小，难以满足较宽范围的调频调速要求。

2 变频电机一般采用交流变频器供电，电源谐波因数较大，使用试验机组试验时由于电源谐波很小，测出的电机效率、温升、噪声、附加损耗等性能指标一般优于实际使用环境，存在测试结果不能如实反映实际工况等弊端。

3 传统试验机组受电网工频电源限制，对于非工频变频调速电机负载特性、效率、温升以及功率因数测试，只能采用恒压频比等效折算法测试，试验结果误差较大。

4 CN201520586704.1公开了一种能量回馈型异步电机测试平台，其特征是所述陪试电机M2为绕线式双馈三相异步电机，能量回馈是采用陪试电机M2与被测电机M1两定子绕组并联的一种测试方式。系统存在一些不足之处：其一，测试系统受配试电机M2电压等级所限，测试电机与配试电机一般需选用同种电压等级及极数的电机。极数不同或电压差别较大时，无论额定电压、调速范围还是回馈容量都会受到限制。其二，配试电机的要求具有特殊性，不能采用常规电机。因此，试验系统具有一定的局限性，不能适应各种类型及规格的电机测试。

实用新型内容

本实用新型提出一种共直流母线变频调速试验系统，以解决各种类型及规格的变频调速交流异步电动机的型式试验及出厂试验。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种共直流母线变频调速试验系统，包括工频交流电源，整流变压器的输入端连接工频交流电源，而其输出端连接有源前端整流模块；该有源前端整流模块整流输出端构成公共直流母线产生直流母线电压；直流母线上同时连接有第一、第二逆变单元；所述第一逆变单元输出端连接被试变频调速交流异步电动机，第二逆变单元输出端连接拖动电动机；而被试变频调速交流异步电动机与拖动电动机的输出轴通过联轴器连接。

进一步的：

所述有源前端整流模块为全控式可关断器件IGCT，控制策略采用频率与电压解耦控制模式。

所述试变频调速交流异步电动机为高压电机时，其和所述第一逆变单元之间增加一级升压变压器。

所述拖动电动机为高压电机时，其和所述第二逆变单元之间增加一级升压变压器。

所述整流变压器的输入端连接外供的所述工频交流电源，而其输出端连接有源前端整流模块；该有源前端整流模块整流输出端构成公共直流母线产生直流母线电压；直流母线上同时连接有第一、第二逆变单元；所述第一逆变单元连接耦合变压器副边输入端，该耦合变压器副边输出端连接被试变频调速交流异步电动机，所述第二逆变单元连接所述耦合变压器原边输入端。

本实用新型可以在试验室内依据相关国家标准，完成各种类型及规格的变频调速交流异步电动机的型式及出厂试验。具体效益如下：

1.本实用新型的有源前端整流模块（AFE）为全控式可关断器件IGCT，控制直流母线电压保持在某一恒定的给定值。整流元件门极触发脉冲采用正弦脉宽调制模式（SPWM），有源前端配有LCL滤波及储能环节，使交流输入电流更接近于正弦波，对电网造成的谐波污染可以做到很小。

2.有源前端整流模块（AFE）既可作整流方式工作，也可作逆变方式工作，可以实现能量再生制动，节能效果很好、使用方便，无需特殊能耗制动环节。

3.负载试验时，能量在测试变频调速异步电动机、拖动电动机与两个逆变单元及直流母线之间形成闭环回馈，试验有利于降低能耗。