一種新型高壓mmc電力電子負(fù)載裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于1kV及以下高壓電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的出廠試驗(yàn)、功能測(cè)試的能量回饋型電力電子負(fù)載。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓交流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，已廣泛地應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)和生活的各領(lǐng)域。為保證可靠性，這些產(chǎn)品在出廠時(shí)一般都要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的各種測(cè)試，如老化測(cè)試、輸出特性測(cè)試等，以檢驗(yàn)其技術(shù)指標(biāo)和電氣性能。在測(cè)試中要求帶各種不同特性的負(fù)載，包括阻性、感性和容性。傳統(tǒng)的做法是利用電阻器、電感器和電容器這三類(lèi)無(wú)源元件組合成特定功率和功率因數(shù)大小的負(fù)載，這種測(cè)試方式存在以下諸多缺點(diǎn):
[0003](I)負(fù)載大小的設(shè)定較復(fù)雜且不連續(xù)、不準(zhǔn)確；
[0004](2)使用耗能電阻作為負(fù)載，測(cè)試中的電能100%被消耗掉；
[0005](3)電阻易老化，發(fā)熱量大，存在火災(zāi)隱患；
[0006](4)電源測(cè)試擴(kuò)容困難，老化產(chǎn)能受限；
[0007](5)控制操作復(fù)雜，需要經(jīng)常巡視；
[0008](6)沒(méi)有測(cè)試記錄，無(wú)法通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)控；
[0009](7)占地面積大，需要專(zhuān)門(mén)的通風(fēng)設(shè)備。
[0010](8)不能夠設(shè)定電壓幅值和頻率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本實(shí)用新型提供一種新型高壓MMC電力電子負(fù)載裝置，其目的是利用MMC電力電子負(fù)載裝置，解決高壓發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)各種功能測(cè)試和故障現(xiàn)象重現(xiàn)，并且將能量回饋到電網(wǎng)中去，達(dá)到綠色節(jié)能的效果，大大提高了高壓發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)各種功能測(cè)試和故障現(xiàn)象重現(xiàn)的效率，減小開(kāi)發(fā)測(cè)試成本。
[0012]本實(shí)用新型采用如下方案實(shí)現(xiàn):
[0013]新型高壓MMC電力電子負(fù)載裝置以具有公共直流母線的兩級(jí)電壓型PWM整流器(VSR-Vo ItageSourceRectifier)為核心構(gòu)成。后級(jí)PffM整流器經(jīng)電感接被試高壓發(fā)電金或者電動(dòng)機(jī)，構(gòu)成負(fù)載特性模擬部分。前級(jí)PWM整流器經(jīng)電感、隔離開(kāi)關(guān)接電網(wǎng)，構(gòu)成能量回饋部分。
[0014]通過(guò)直接控制交流側(cè)電感電流，前后電壓型P麗整流器(VSR)可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，能量可以雙向流動(dòng)。負(fù)載特性模擬部分工作在DC/AC的狀態(tài)，采用單一的電流瞬時(shí)值控制方式，通過(guò)控制電感電流的幅值，波形以及它和輸入電壓之間的相位，可以改變電子負(fù)載輸入端口等效阻抗，實(shí)現(xiàn)模擬不同大小、不同性質(zhì)的負(fù)載。能量回饋部分工作在AC/DC狀態(tài)，采用電壓電流雙閉環(huán)來(lái)控制輸出網(wǎng)側(cè)電流的大小、波形及直流側(cè)母線電壓，工作在并網(wǎng)逆變狀態(tài)，以單位功率因數(shù)將被測(cè)試電源發(fā)出的電能回饋電網(wǎng)。
[0015]本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是:使用新型MMC高壓電力電子負(fù)載對(duì)高壓發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)進(jìn)行功能測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)故障電流定位，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016](I)可以靈活準(zhǔn)確的配置各種阻抗大小的負(fù)載；
[0017](2)使用計(jì)算機(jī)監(jiān)控整個(gè)測(cè)試過(guò)程，自動(dòng)化水平大大提高；
[0018](3)可以將測(cè)試中的電能回饋電網(wǎng)，節(jié)能，回收效率可到80%以上；
[0019](4)不存在大功率耗能電阻，無(wú)高發(fā)熱部件，無(wú)明火，無(wú)火災(zāi)隱患；
[0020](5)裝置體積小，可大大節(jié)約安裝空間。
[0021](6)可以真實(shí)模擬現(xiàn)場(chǎng)各種特殊波形，增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)故障定位效率。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型新型MMC高壓電力電子負(fù)載結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖中:1、變壓器；2、高壓電機(jī)；3、IGBT半橋模塊;4、直流電容模塊；5、電平換流裝置;6、連接電抗;7、并網(wǎng)開(kāi)關(guān);8、充電隔咼開(kāi)關(guān);9、充電電阻
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)步說(shuō)明。
[0025]該裝置包括模塊化多電平換流裝置(5)、連接電抗(6)、充電電阻(9)、充電隔離開(kāi)關(guān)(8)和并網(wǎng)開(kāi)關(guān)(7)。所述若干模塊化多電平換流裝置(5)和連接電抗(6)串聯(lián)組成上半橋，下半橋結(jié)構(gòu)與上半橋，串聯(lián)組成一個(gè)半橋。左邊三個(gè)半橋組成一個(gè)高壓MMC型PWM整流器。右邊三個(gè)半橋組成一個(gè)高壓MMC型PWM整流器。兩個(gè)PWM整流器背靠背并聯(lián)，形成一個(gè)能量回饋的PWM整流逆變器。同時(shí)左邊PWM整流器通過(guò)并網(wǎng)緩沖電路連接電網(wǎng)，右邊PffM整流電路通過(guò)并網(wǎng)緩沖電路連接高壓電機(jī)。緩沖充電電阻(9)和充電隔離開(kāi)關(guān)(8)串聯(lián)，再與并網(wǎng)隔離開(kāi)關(guān)(7)并聯(lián)，一端連接PffM整流器半橋的中點(diǎn)，另外一端連接變壓器或者高壓電機(jī)?；谀K化多電平的糾偏裝置，運(yùn)用MMC(Modular Multilevel Converter)模塊化多電平變流技術(shù)，采用三相半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，上線橋臂上各有兩個(gè)變流子模塊。
[0026]工作時(shí)，高壓MMC電力電子負(fù)載的后級(jí)HVM整流器接入被測(cè)試高壓電機(jī)，后級(jí)負(fù)載特性模擬部分工作在DC-AC狀態(tài)，通過(guò)精確控制輸出電壓電流的幅值、相位、頻率或者波形，從而使其對(duì)被測(cè)試電機(jī)呈現(xiàn)不同的阻抗特性。前級(jí)PWM整流器為工作在AC-DC的并網(wǎng)逆變器，將被測(cè)試電源發(fā)出的能量回饋到電網(wǎng)中，或者對(duì)電機(jī)輸入能量，使得后級(jí)PWM整流器能夠?qū)﹄姍C(jī)產(chǎn)生特殊波形的電流電壓。應(yīng)用這種AC-DC-AC結(jié)構(gòu)的能量回饋型交流電子負(fù)載，測(cè)試過(guò)程中損耗僅僅是兩級(jí)變換器自身的損耗，可以大大減少電能的浪費(fèi)。
[0027]通過(guò)外部操作面板或者上位機(jī)，用戶可設(shè)置MMC電力電子負(fù)載的工作模式:定電流模式，定電壓模式，定頻率模式，以及過(guò)流，過(guò)壓、短路等動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健?br>[0028]本專(zhuān)利的新型MMC電力電子負(fù)載能夠適用于1kV及以下發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)各項(xiàng)功能測(cè)試和故障定位。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型高壓MMC電力電子負(fù)載裝置，其特征在于，該裝置包括模塊化多電平換流裝置(5)、連接電抗(6)、充電電阻(9)、充電隔離開(kāi)關(guān)(8)和并網(wǎng)開(kāi)關(guān)(7)，所述模塊化多電平換流裝置(5)和連接電抗(6)串聯(lián)組成上半橋，下半橋結(jié)構(gòu)與上半橋，串聯(lián)組成一個(gè)半橋，左邊三個(gè)半橋組成一個(gè)高壓MMC型PffM整流器，右邊三個(gè)半橋組成一個(gè)高壓MMC型PWM整流器，兩個(gè)PffM整流器背靠背并聯(lián)，形成一個(gè)能量回饋的PffM整流逆變器，同時(shí)左邊PffM整流器通過(guò)并網(wǎng)緩沖電路連接電網(wǎng)，右邊PWM整流電路通過(guò)并網(wǎng)緩沖電路連接高壓電機(jī)，緩沖充電電阻(9)和充電隔離開(kāi)關(guān)(8)串聯(lián)，再與并網(wǎng)開(kāi)關(guān)(7)并聯(lián)，一端連接PWM整流器半橋的中點(diǎn)，另外一端連接變壓器或者高壓電機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高壓MMC電力電子負(fù)載裝置，其特征在于，所述模塊化多電平換流裝置(5)包括IGBT半橋模塊(3)和大容量直流電容器(4)以及相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路模塊，IGBT半橋模塊(3)和大容量直流電容器(4)通過(guò)銅排并聯(lián)連接，IGBT半橋模塊(3)中點(diǎn)和負(fù)極各抽出一根銅排接線，各模塊化多電平換流裝置(5)之間首尾級(jí)聯(lián)，上半橋上端通過(guò)銅排短接形成PWM整流逆變器的正極，另外一端連接并網(wǎng)電抗器，下半橋下端通過(guò)銅排短接形成PWM整流逆變器的負(fù)極，另外一端連接并網(wǎng)電抗器。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型高壓MMC電力電子負(fù)載裝置，包括并網(wǎng)變壓器，高壓電機(jī)，模塊化多電平換流裝置、連接電抗、充電電阻、充電隔離開(kāi)關(guān)和并網(wǎng)開(kāi)關(guān)。本裝置由6個(gè)MMC半橋并聯(lián)而成，左邊三個(gè)半橋中點(diǎn)各引出一個(gè)進(jìn)線，分別接電源變壓器的輸入側(cè)，右邊三個(gè)半橋中點(diǎn)各引出一個(gè)出線，接三相高壓電機(jī)。本實(shí)用新型解決了高壓大容量同步發(fā)電機(jī)針對(duì)各種負(fù)載的老化測(cè)試問(wèn)題，以及對(duì)高壓異步電機(jī)做各種功能測(cè)試。新型高壓MMC電力電子負(fù)載裝置可以對(duì)發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)輸入各種特定形式的電流，測(cè)試電機(jī)各相功能參數(shù)，同時(shí)將電能回饋到電網(wǎng)中。
【IPC分類(lèi)】G01R1/20
【公開(kāi)號(hào)】CN205246713
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520805689
【發(fā)明人】王寶安, 朱淼, 詹國(guó)敏, 萬(wàn)杰星
【申請(qǐng)人】揚(yáng)州匯潔能電力電子設(shè)備有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年10月15日