一種新型的高壓變頻器老化測(cè)試平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高頻變壓器，尤其是一種新型的高壓變頻器老化測(cè)試平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，高壓變頻器已廣泛應(yīng)用于電力、冶金、石化、自來(lái)水、煤炭等領(lǐng)域，節(jié)省了大量的電能，創(chuàng)造了相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。而當(dāng)前高壓變頻器正朝著大功率、多元化的方向發(fā)展，如何滿足不同電壓等級(jí)、不同頻率及不同容量的高壓變頻器出廠的滿功率測(cè)試是擺在我們眼前的難題，有必要開發(fā)新的測(cè)試平臺(tái)。
[0003]目前國(guó)內(nèi)通用型的高壓變頻器老化測(cè)試平臺(tái)主要是特定電壓等級(jí)及特定頻率的變頻器帶與之適應(yīng)的電動(dòng)機(jī)，而國(guó)內(nèi)外高壓變頻器電壓等級(jí)主要有3kV、4.16kV、6kV、10kV，頻率有50Hz或60Hz，測(cè)試平臺(tái)為了適應(yīng)不同型號(hào)的高壓變頻器的測(cè)試，往往通過(guò)升壓變壓器或者降壓變壓器給不同型號(hào)的高壓變頻器提供對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)的主電源，這種方式下主電源的頻率無(wú)法調(diào)節(jié)，無(wú)法完全滿足不同型號(hào)高壓變頻器的測(cè)試要求。另外國(guó)內(nèi)高壓變頻器測(cè)試平臺(tái)的負(fù)載電動(dòng)機(jī)一般均為50Hz，而某些出口項(xiàng)目中的高壓變頻器運(yùn)行工況為4.16kV、60Hz可調(diào)，測(cè)試平臺(tái)的負(fù)載電動(dòng)機(jī)無(wú)法完全與之匹配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種新型的高壓變頻器老化測(cè)試平臺(tái)。
[0005 ]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種新型的高壓變頻器老化測(cè)試平臺(tái)，包括自電網(wǎng)進(jìn)線接入且依次串聯(lián)的輸入開關(guān)QF1、高壓變頻電源、輸出濾波電抗器L1、輸入開關(guān)QF2、用于裝配被測(cè)高壓變頻器的測(cè)試臺(tái)位、并網(wǎng)電抗器L2，以及并網(wǎng)開關(guān)QF3與控制系統(tǒng)，該并網(wǎng)開關(guān)QF3兩端分別與輸出濾波電抗器LI的輸出端、并網(wǎng)電抗器L2的輸出端連接;所述控制系統(tǒng)用于控制輸入開關(guān)QF1、輸入開關(guān)QF2與并網(wǎng)開關(guān)QF3的開關(guān)狀態(tài)切換，以及控制被測(cè)高壓變頻器輸出電壓的幅值、頻率及相位跟蹤高壓變頻電源輸出電壓的幅值、頻率及相位。
[0006]進(jìn)一步，所述控制系統(tǒng)包括依次連接的觸摸屏和/或DCS、PLC、主控板以及光通訊子板，PLC與主控板之間采用RS232串行通信，觸摸屏和/或DCS用于輸入運(yùn)行頻率給PLC并由PLC反饋給主控板，PLC還用于控制輸入開關(guān)QF1、輸入開關(guān)QF2與并網(wǎng)開關(guān)QF3的開關(guān)狀態(tài)切換，主控板用于通過(guò)光通訊子板控制被測(cè)高壓變頻器輸出電壓的幅值、頻率及相位跟蹤高壓變頻電源輸出電壓的幅值、頻率及相位，所述光通訊子板采用光纖與被測(cè)高壓變頻器的所有單元控制板通訊。
[0007]進(jìn)一步，所述主控板包括依次連接的FPGA、DSP以及脈沖管理單元;FPGA與PLC連接并用于高壓變頻電源輸出電壓采樣、被測(cè)高壓變頻器輸出電壓與電流的采樣、鎖相及鎖相成功判斷;DSP用于根據(jù)FPGA傳過(guò)來(lái)的頻率和相位數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)被測(cè)高壓變頻器的輸出頻率，達(dá)到調(diào)相的目的，以及在被測(cè)高壓變頻器輸出電壓與高壓變頻電源電壓同頻同相的基礎(chǔ)下，調(diào)節(jié)DSP輸出的幅值，使得高壓變頻器的輸出電壓盡可能的接近高壓變頻電源的電壓幅值;脈沖管理單元負(fù)責(zé)生成三相PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)并傳輸給光通訊子板，進(jìn)而作用于被測(cè)高壓變頻器。
[0008]進(jìn)一步，所述FPGA的鎖相包括以下步驟:采樣雙環(huán)解耦輸出被測(cè)高壓變頻器輸出電壓的正序q軸分量，正序q軸分量經(jīng)過(guò)PI控制之后與給定角頻率進(jìn)行比較，再經(jīng)過(guò)積分環(huán)節(jié)Ι/s得到鎖相角度。
[0009]本發(fā)明的有益效果:
1)本高壓變頻器老化測(cè)試平臺(tái)可通用于不同型號(hào)的高壓變頻器，測(cè)試平臺(tái)可提供特定的主電源，諧波含量在3%以內(nèi)，主電源的電壓等級(jí)及頻率可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)可調(diào)；
2)本高壓變頻器老化測(cè)試平臺(tái)能量損耗較少，可實(shí)現(xiàn)能量循環(huán)利用，外部電網(wǎng)只需要給系統(tǒng)補(bǔ)充變頻器及電抗器的損耗即可；
3)本測(cè)試平臺(tái)中的高壓變頻器可運(yùn)行在50Hz或者60Hz進(jìn)行并網(wǎng)回饋，并網(wǎng)后均可自行設(shè)置老化電流；
4)本高壓變頻器測(cè)試平臺(tái)使用靈活方便、通用性強(qiáng)、成本低、占用體積小。
【附圖說(shuō)明】
[0010]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單說(shuō)明。顯然，所描述的附圖只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在【附圖說(shuō)明】前提下，獲得的其他設(shè)計(jì)方案和附圖:
圖1是本發(fā)明高壓變頻器老化測(cè)試平臺(tái)的控制原理圖；
圖2是本發(fā)明高壓變頻器老化測(cè)試平臺(tái)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明所采用的鎖相環(huán)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]參照?qǐng)D1-圖2所示，為本發(fā)明的一種新型的高壓變頻器老化測(cè)試平臺(tái)，包括自電網(wǎng)進(jìn)線接入且依次串聯(lián)的輸入開關(guān)QF1、高壓變頻電源、輸出濾波電抗器L1、輸入開關(guān)QF2、用于裝配被測(cè)高壓變頻器的測(cè)試臺(tái)位、并網(wǎng)電抗器L2，以及并網(wǎng)開關(guān)QF3與控制系統(tǒng)，該并網(wǎng)開關(guān)QF3兩端分別與輸出濾波電抗器LI的輸出端、并網(wǎng)電抗器L2的輸出端連接;所述控制系統(tǒng)用于控制輸入開關(guān)QFl、輸入開關(guān)QF2與并網(wǎng)開關(guān)QF3的開關(guān)狀態(tài)切換，以及控制被測(cè)高壓變頻器輸出電壓的幅值、頻率及相位跟蹤高壓變頻電源輸出電壓的幅值、頻率及相位。
[0012]具體原理為:電網(wǎng)電壓通過(guò)輸入開關(guān)QFl送到高壓變頻電源，此高壓變頻電源輸出電壓等級(jí)和頻率可實(shí)現(xiàn)從O—10kV、0—60Hz無(wú)級(jí)可調(diào)，高壓變頻電源輸出波形經(jīng)過(guò)濾波電抗器LI濾波之后輸出三相純正的正弦波，它可直接作為交流供電電源，此主電源經(jīng)過(guò)高壓變頻器輸入開關(guān)QF2后送入被測(cè)的高壓變頻器，此高壓變頻器的型號(hào)可任意選擇，被測(cè)高壓變頻器輸出電壓的幅值、頻率及相位需跟蹤高壓變頻電源輸出電壓的幅值、頻率及相位，保持完全同步之后經(jīng)過(guò)并網(wǎng)電抗器L2及并網(wǎng)開關(guān)QF3并網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)能量循環(huán)利用，高壓變頻電源只需給系統(tǒng)補(bǔ)充高壓變頻器和電抗器自身?yè)p耗即可。
[0013]所述控制系統(tǒng)包括依次連接的觸摸屏和/或DCS、PLC、主控板以及光通訊子板，PLC與主控板之間采用RS232串行通信，觸摸屏和/或DCS用于輸入運(yùn)行頻率給PLC并由PLC反饋給主控板，PLC還用于控制輸入開關(guān)QF1、輸入開關(guān)QF2與并網(wǎng)開關(guān)QF3的開關(guān)狀態(tài)切換，主控板用于通過(guò)光通訊子板控制被測(cè)高壓變頻器輸出電壓的幅值、頻率及相位跟蹤高壓變頻電源輸出電壓的幅值、頻率及相位，所述光通訊子板采用光纖與被測(cè)高壓變頻器的所有單元控制板通訊。
[0014]其中，所述主控板包括依次連接的FPGA、DSP以及脈沖管理單元;FPGA與PLC連接并用于高壓變頻電源輸出電壓采樣、被測(cè)高壓變頻器輸出電壓與電流的采樣、鎖相及鎖相成功判斷;DSP用于根據(jù)FPGA傳過(guò)來(lái)的頻率和相位數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)被測(cè)高壓變頻器的輸出頻率，達(dá)到調(diào)相的目的，以及在被測(cè)高壓變頻器輸出電壓與高壓變頻電源電壓同頻同相的基礎(chǔ)下，調(diào)節(jié)DSP輸出的幅值，使得高壓變頻器的輸出電壓盡可能的接近高壓變頻電源的電壓幅值;脈沖管理單元負(fù)責(zé)生成三相PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)并傳輸給光通訊子板，進(jìn)而作用于被測(cè)高壓變頻器，同時(shí)獲得各單元的狀態(tài)，單元若有故障做出相應(yīng)的處理(旁通)，并把工作模式和故障情況上報(bào)給PLC。
[0015]如圖3所示，F(xiàn)PGA的鎖相包括以下步驟:采樣雙環(huán)解耦輸出被測(cè)高壓變頻器輸出電壓的正序q軸分量，正序q軸分量經(jīng)過(guò)PI控制之后與給定角頻率進(jìn)行比較，再經(jīng)過(guò)積分環(huán)節(jié)Ι/s得到鎖相角度。
[0016]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施方式，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，只要以基本相同手段實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型的高壓變頻器老化測(cè)試平臺(tái)，其特征在于:包括自電網(wǎng)進(jìn)線接入且依次串聯(lián)的輸入開關(guān)QF1、高壓變頻電源、輸出濾波電抗器L1、輸入開關(guān)QF2、用于裝配被測(cè)高壓變頻器的測(cè)試臺(tái)位、并網(wǎng)電抗器L2，以及并網(wǎng)開關(guān)QF3與控制系統(tǒng)，該并網(wǎng)開關(guān)QF3兩端分別與輸出濾波電抗器LI的輸出端、并網(wǎng)電抗器L2的輸出端連接;所述控制系統(tǒng)用于控制輸入開關(guān)QFl、輸入開關(guān)QF2與并網(wǎng)開關(guān)QF3的開關(guān)狀態(tài)切換，以及控制被測(cè)尚壓變頻器輸出電壓的幅值、頻率及相位跟蹤高壓變頻電源輸出電壓的幅值、頻率及相位。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的高壓變頻器老化測(cè)試平臺(tái)，其特征在于:所述控制系統(tǒng)包括依次連接的觸摸屏和/或DCS、PLC、主控板以及光通訊子板，PLC與主控板之間采用RS232串行通信，觸摸屏和/或DCS用于輸入運(yùn)行頻率給PLC并由PLC反饋給主控板，PLC還用于控制輸入開關(guān)QF1、輸入開關(guān)QF2與并網(wǎng)開關(guān)QF3的開關(guān)狀態(tài)切換，主控板用于通過(guò)光通訊子板控制被測(cè)高壓變頻器輸出電壓的幅值、頻率及相位跟蹤高壓變頻電源輸出電壓的幅值、頻率及相位，所述光通訊子板采用光纖與被測(cè)高壓變頻器的所有單元控制板通訊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型的高壓變頻器老化測(cè)試平臺(tái)，其特征在于:所述主控板包括依次連接的FPGA、DSP以及脈沖管理單元;FPGA與PLC連接并用于高壓變頻電源輸出電壓采樣、被測(cè)高壓變頻器輸出電壓與電流的采樣、鎖相及鎖相成功判斷；DSP用于根據(jù)FPGA傳過(guò)來(lái)的頻率和相位數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)被測(cè)高壓變頻器的輸出頻率，達(dá)到調(diào)相的目的，以及在被測(cè)高壓變頻器輸出電壓與高壓變頻電源電壓同頻同相的基礎(chǔ)下，調(diào)節(jié)DSP輸出的幅值，使得高壓變頻器的輸出電壓盡可能的接近高壓變頻電源的電壓幅值;脈沖管理單元負(fù)責(zé)生成三相PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)并傳輸給光通訊子板，進(jìn)而作用于被測(cè)高壓變頻器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型的高壓變頻器老化測(cè)試平臺(tái)，其特征在于:所述FPGA的鎖相包括以下步驟:采樣雙環(huán)解耦輸出被測(cè)高壓變頻器輸出電壓的正序q軸分量，正序q軸分量經(jīng)過(guò)PI控制之后與給定角頻率進(jìn)行比較，再經(jīng)過(guò)積分環(huán)節(jié)1/s得到鎖相角度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型的高壓變頻器老化測(cè)試平臺(tái)，包括自電網(wǎng)進(jìn)線接入且依次串聯(lián)的輸入開關(guān)QF1、高壓變頻電源、輸出濾波電抗器L1、輸入開關(guān)QF2、用于裝配被測(cè)高壓變頻器的測(cè)試臺(tái)位、并網(wǎng)電抗器L2，以及并網(wǎng)開關(guān)QF3與控制系統(tǒng)，該并網(wǎng)開關(guān)QF3兩端分別與輸出濾波電抗器L1的輸出端、并網(wǎng)電抗器L2的輸出端連接；所述控制系統(tǒng)用于控制輸入開關(guān)QF1、輸入開關(guān)QF2與并網(wǎng)開關(guān)QF3的開關(guān)狀態(tài)切換，以及控制被測(cè)高壓變頻器輸出電壓的幅值、頻率及相位跟蹤高壓變頻電源輸出。本高壓變頻器老化測(cè)試平臺(tái)可通用于不同型號(hào)的高壓變頻器，測(cè)試平臺(tái)可提供特定的主電源，諧波含量在3%以內(nèi)，主電源的電壓等級(jí)及頻率可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)可調(diào)。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號(hào)】CN105652128
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】劉敏濤, 蔡琨, 黃順杭, 陳守信, 黎林, 周立專
【申請(qǐng)人】廣東明陽(yáng)龍?jiān)措娏﹄娮佑邢薰?br>【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年3月14日