[发明专利]闭式循环发电系统用高速起发电机发电性能测试系统

说明书

本发明涉及一种闭式循环发电系统用高速起发电机发电性能测试系统，属于闭式循环发电技术/涡轮发电技术领域。本发明设计了一种闭式循环发电系统用高速起发电机发电性能测试系统及测试方法，该测试方案能够完成闭式循环发电系统中，高速起发电机发电性能的全工况覆盖性测试。

技术领域

本发明属于闭式循环发电技术/涡轮发电技术领域，具体涉及一种闭式循环发电系统用高速起发电机发电性能测试系统。

背景技术

闭式循环发电系统是工质重复参与循环发电的特种涡轮发电技术，与外界只有能量交换，没有物质交换，因而能够应用在深空、深海等没有空气的特种环境条件下，是小型涡轮动力发展的新方向。

闭式循环发电系统中，涡轮发动机前端高温工质推动涡轮做功，将热能转化为机械能，然后涡轮带动后端相连的发电机高速旋转，从而将机械能转化为需要的电能。

高速起发电机具有电动和发电双重功能，在发动机起动阶段，起发电机电动状态运行，拖动涡轮转子至工作转速，在发动机进入做功状态后，起发电机自动转入发电状态运行，将涡轮机械能转化为电能输出。

高速电机具有功率密度高、效率高等优点，但是在电机发电性能测试时面临较大困难，传统测试方法为通过电机对拖试验台进行测试，测试方案如图2所示。这种测试方法对电机对拖试验台要求很高，被测电机与对拖电机之间的连接和测量也存在同轴度要求极高等工艺难题，且该种测试方案大多只能测试被测电机线性发电性能，不能覆盖电机全工况范围，更验证不到与起发电机控制器等驱动设备联合工作时的性能，部件测试覆盖性不全。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种闭式循环发电系统用高速起发电机发电性能测试系统及测试方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种闭式循环发电系统用高速起发电机发电性能测试系统，该系统用于完成闭式循环发电系统中，高速起发电机发电性能的全工况覆盖性测试。

优选地，包括高压气源、转子平台、被测起发电机、测量装置、驱动控制系统；

所述高压气源用于提供高能压缩空气，且通过调节气体流量和压力实现能量输入的调节，吹转涡轮转子和压气机至高速状态，使得转子平台产生轴功，带动起发电系统发电；

所述转子平台用于将前端高压气源的能量转化为涡轮转子高速旋转的机械能；

所述测量装置用于测量被测起发电机的输出电压、电流、温度、振动这些信号；

所述被测起发电机是参与发电性能测试的起发电机；

所述驱动控制系统用于驱动被测起发电机，实现被测起发电机的变压变频电能和电网的恒压恒频电能之间的双向变换；

所述被测起发电机、驱动控制系统组成起发电系统。

优选地，所述转子平台包括涡轮转子、压气机，其中压气机分别与涡轮转子、被测起发电机同轴连接，用于在高压气源的带动下产生轴功，带动起发电系统发电。

优选地，所述驱动控制系统包括电机控制器和逆变器，电机控制器与逆变器之间通过直流母线连接，电机控制器用于实现电机变压变频交流电与直流电之间的双向变换，逆变器用于实现直流母线与电网侧恒压恒频交流电之间的双向变换。

优选地，所述起发电系统各部件之间通过电缆互联。

优选地，所述转子平台按照被测起发电机实际使用环境下的发动机转子系统设计。

优选地，所述高压气源为固定设施。

本发明还提供了一种利用所述的系统实现的闭式循环发电系统用高速起发电系统发电性能测试方法，包括以下步骤：