变频调速器电能质量特性测试柜、测试系统及其测试方法技术方案

技术编号:14455663 阅读:123 留言:0更新日期:2017-01-19 04:25
本发明专利技术提供了一种变频调速器电能质量特性测试柜、测试系统及其测试方法,所述系统包括电能质量扰动源,与被测变频调速器的输入端连接;拖动电机,与被测变频调速器的输出端连接;负载电机,其输入端与负载电机变频调速器连接,输出端与拖动电机连接;数字采集装置,用于采集和计算被测变频调速器的电能质量发射及耐受特性指标。与现有技术相比,本发明专利技术提供的一种变频调速器电能质量特性测试柜、测试系统及其测试方法,通过控制电能质量扰动源输出含多种类型电能质量扰动的测试电压,可以测试被测变频调速器的电能质量耐受特性,控制电能质量扰动源输出标准电压,可以测试被测变频调速器在各种运行工况下的各类电能质量发射特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电气设备的自动化测试
,具体涉及一种变频调速器电能质量特性测试柜、测试系统及其测试方法。
技术介绍
变频调速器是利用电力电子器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能,来调节电机转速以达到节能降耗效果的装置,其主要包括控制电路、整流电路、直流中间电路和逆变电路。控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆成交流电。目前,变频调速器接入电网时主要面临两方面的电能质量扰动挑战:1、变频调速器主要采用电力电子设备,其在工作时会向电网注入谐波电流等电能质量扰动,造成电网中各类电气设备产生附加损耗,从而降低使用寿命。2、变频调速器输入侧的电源含有电能质量扰动时,可能造成变频调速器非正常运行甚至停止运行,这将会严重影响电力用户的生产安全性及经济性。例如当输入侧电源发生持续时间小于1min的短时供电中断或电压暂降时,变频调速器由于其直流中间电路的储能能力有限,导致所带电机转速降低甚至停运。综上,变频调速器的电能质量发射及耐受特性将会对电网运行和电力用户用电产生重要影响,但是目前尚无对变频调速器电能质量特性进行有效检测的技术手段,从而降低了变频调速器运行的安全经济性。
技术实现思路
为了满足现有技术的需求,本专利技术提供了一种变频调速器电能质量特性测试柜、测试系统及其测试方法。第一方面,本专利技术中一种变频调速器电能质量特性测试系统的技术方案是:所述系统包括:电能质量扰动源,与被测变频调速器的输入端连接,用于输出测试电压;拖动电机,与被测变频调速器的输出端连接,用于驱动负载转动;负载电机,其输入端与负载电机变频调速器和外部电源顺次连接,输出端通过联轴器与所述拖动电机连接,用于模拟所述负载;数字采集装置,用于采集所述被测变频调速器的输入电压/电流、输出电压/电流和直流电压,以及所述拖动电机的转速和负载电机的转矩;依据采集到的数据计算被测变频调速器的电能质量发射特性指标和电能质量耐受特性指标。第二方面,本专利技术中一种变频调速器电能质量特性测试系统的测试方法的技术方案是:所述系统包括电能质量扰动源、被测变频调速器、负载电机变频调速器、拖动电机、负载电机和数字采集装置;所述电能质量扰动源与被测变频调速器的输入端连接,所述拖动电机与被测变频调速器的输出端连接,所述负载电机,其输入端与所述负载电机变频调速器和外部电源顺次连接,输出端拖动电机连接;所述测试方法包括:确定测试项目,每个所述测试项目包括多个变频调速器状态及电源电压状态;控制所述电能质量扰动源输出与所述电源电压状态对应的测试电压;控制所述被测变频调速器分别在所述的多个变频调速器状态下驱动所述拖动电机带动负载电机转动;通过所述数字采集装置采集并计算所述被测变频调速器在每个测试项目下的电能质量发射特性指标和电能质量耐受特性指标。第三方面,本专利技术中一种变频调速器电能质量特性测试柜的技术方案是:所述测试柜包括设置在柜体内部的负载电机变频调速器、被测变频调速器、电流互感器、转矩转速测量显示表和测量端子排;所述负载电机变频调速器,用于接收外部电源输出的电压,并驱动负载电机转动;所述被测变频调速器,用于接收电能质量扰动源输出的测试电压,并驱动拖动电机带动所述负载电机转动;所述电流互感器,用于采集所述被测变频调速器的输入电流和输出电流;所述转矩转速测量显示表,用于接收并显示所述拖动电机的转速和负载电机的转矩;所述测量端子排,用于布置所述测试柜的测试端子;所述测试端子与数字采集装置连接,数字采集装置依据采集到的数据计算被测变频调速器的电能质量发射特性指标和电能质量耐受特性指标;所述测试端子包括所述被测变频调速器的输入电压测试端子、输入电流测试端子、输出电压测试端子、输出电流测试端子和直流电压测试端子,以及所述拖动电机和负载电机的转速转矩测试端子。与最接近的现有技术相比,本专利技术的有益效果是:1、本专利技术提供的一种变频调速器电能质量特性测试系统,通过控制电能质量扰动源输出含各种类型电能质量扰动的测试电压,可以测试被测变频调速器的电能质量耐受特性,控制电能质量扰动源输出标准电压源,可以测试被测变频调速器在各种运行工况下的各类电能质量发射特性;2、本专利技术提供的一种变频调速器电能质量特性测试系统的测试方法,通过配置测试项目,可以满足不同用户对变频调速器的测试需求,如可以开展变频调速器的标准符合性测试,也可以定制化的开展变频调速器产品性能测试;3、本专利技术提供的一种变频调速器电能质量特性测试系统的测试柜,通过将负载电机变频调速器、被测变频调速器、电流互感器、转矩转速测量显示表、测量端子排和开关排安装在一个柜体内,可以节省各电气设备的占地面积,提高测试柜的可控性和操作灵活性。附图说明图1:本专利技术实施例中一种变频调速器的电能质量特性测试系统拓扑示意图;图2:本专利技术实施例中一种变频调速器的电能质量特性测试柜示意图;图3:本专利技术实施例中电机台架示意图;图4:本专利技术实施例中被测变频调速器的三相输入电压波形和有效值曲线示意图;图5:本专利技术实施例中拖动电机转速和负载电机转矩的波形示意图;图6:本专利技术实施例中被测变频调速器的直流电压波形示意图;图7:本专利技术实施例中电能质量耐受曲线示意图;其中,1:外部电源;2:电能质量扰动源;3:负载电机变频调速器;4:被测变频调速器;5:拖动电机;6:负载电机;7:联轴器;8:切换开关;9:电流互感器;10:变频器直流电压端子;11:转矩转速传感器;12:数字采集装置的数据采集部分;13:数字采集装置的数据处理和分析部分;14:背板;15:转矩转速测量显示表;16:线槽;17:测量端子排;18:电气板;19:开关排;20:直流供电电源;21:柜体;22:电压接线端子的插孔;23:电压接线端子的插针;24:电机台架;25:线槽;26:拖动电机的风扇;27:负载电机的风扇;28:上位机。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明,显然,所描述的实施例是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。下面分别结合附图,对本专利技术实施例提供的一种变频调速器的电能质量特性测试系统进行说明。图1为本专利技术实施例中一种变频调速器的电能质量特性测试系统拓扑示意图,如图所示,本实施例中变频调速器的电能质量特性测试系统可以包括下述结构:电能质量扰动源2,其与被测变频调速器4的输入端连接,用于向被测变频调速器4输出测试电压。本实施例中电能质量扰动源2可以采用各种类型的可编程电源,可编程电源的编程操作系统可以安装在上位机28上,通过编程设计实现电能质量扰动源2输出各种满足实际工况所需的测试电压。拖动电机5,其输入端与被测变频调速器4的输出端连接,输出端与负载连接,用于驱动负载转动。负载电机6,其输入端与负载电机变频调速器3和外部电源1顺次连接,输出端通过联轴器7与拖动电机5连接,用于模拟负载。本实施例中控制负载电机6以与拖动电机5方向相反的方向转动,并通过调节转矩大小实现模拟不同类型的负载。数字采集装置,用于采集被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频调速器的电能质量特性测试系统,其特征在于,所述系统包括:电能质量扰动源,与被测变频调速器的输入端连接,用于输出测试电压;拖动电机,与被测变频调速器的输出端连接,用于驱动负载转动;负载电机,其输入端与负载电机变频调速器和外部电源顺次连接,输出端通过联轴器与所述拖动电机连接,用于模拟所述负载;数字采集装置,用于采集所述被测变频调速器的输入电压/电流、输出电压/电流和直流电压,以及所述拖动电机的转速和负载电机的转矩;依据采集到的数据计算被测变频调速器的电能质量发射特性指标和电能质量耐受特性指标。

【技术特征摘要】
1.一种变频调速器的电能质量特性测试系统,其特征在于,所述系统包括:电能质量扰动源,与被测变频调速器的输入端连接,用于输出测试电压;拖动电机,与被测变频调速器的输出端连接,用于驱动负载转动;负载电机,其输入端与负载电机变频调速器和外部电源顺次连接,输出端通过联轴器与所述拖动电机连接,用于模拟所述负载;数字采集装置,用于采集所述被测变频调速器的输入电压/电流、输出电压/电流和直流电压,以及所述拖动电机的转速和负载电机的转矩;依据采集到的数据计算被测变频调速器的电能质量发射特性指标和电能质量耐受特性指标。2.如权利要求1所述的一种变频调速器的电能质量特性测试系统,其特征在于,所述系统还包括电流互感器和转矩转速传感器;所述电流互感器,分别设置在所述被测变频调速器的输入端和输出端,用于采集被测变频调速器的三相输入电流和三相输出电流;所述转矩转速传感器,设置在所述拖动电机的联轴器与负载电机的联轴器之间,用于采集拖动电机的转速和负载电机的转矩。3.如权利要求2所述的一种变频调速器的电能质量特性测试系统,其特征在于,所述数字采集装置包括多个采样通道;所述的多个采样通道分别与所述被测变频调速器的输入端、输出端和直流端子连接,用于采集被测变频调速器的三相输入电压、三相输出电压和直流电压;以及分别与所述电流互感器和转矩转速传感器连接,用于接收所述三相输入电流、三相输出电流、转速和转矩。4.如权利要求1所述的一种变频调速器的电能质量特性测试系统,其特征在于,所述被测变频调速器的数量为多个;所述的多个被测变频调速器的输入端均与所述电能质量扰动源连接,输出端分别通过一个切换开关与所述拖动电机连接。5.一种变频调速器的电能质量特性测试系统的测试方法,其特征在于,所述系统包括电能质量扰动源、被测变频调速器、负载电机变频调速器、拖动电机、负载电机和数字采集装置;所述电能质量扰动源与被测变频调速器的输入端连接,所述拖动电机与被测变频调速器的输出端连接,所述负载电机,其输入端与所述负载电机变频调速器和外部电源顺次连接,输出端拖动电机连接;所述测试方法包括:确定测试项目,所述测试项目包括电能质量发射特性测试项目和电能质量耐受特性测试项目;每个所述测试项目包括多个变频调速器状态及电源电压状态;控制所述电能质量扰动源输出与所述电源电压状态对应的测试电压;控制所述被测变频调速器分别在所述的多个变频调速器状态下驱动所述拖动电机带动负载电机转动;通过所述数字采集装置采集并计算所述被测变频调速器在每个测试项目下的电能质量发射特性指标和电能质量耐受特性指标。6.如权利要求5所述的一种变频调速器的电能质量特性测试系统的测试方法,其特征在于,所述变频调速器状态包括被测变频调速器的拓扑结构类型、保护策略类型、控制策略类型和负载类型;所述拓扑结构类型包括二极管整流拓扑结构和IGBT整流拓扑结构;所述保护策略类型包括直流侧低电压保护和变频器过电流保护;所述控制策略类型包括开环控制策略和闭环控制策略;所述开环控制策略和闭环控制策略均包括V/F控制策略和矢量控制策略;所述负载类型包括恒转矩负载:通过负载电机变频调速器控制负载电机的转矩保持恒定实现所述恒转矩负载。7.如权利要求5所述的一种变频调速器的电能质量特性测试系统的测试方法,其特征在于,所述控制电能质量扰动源输出与电源电压状态对应的测试电压包括:当所述测试项目为电能质量发射特性测试项目时,控制电能质量扰动源输出标准电压;当所述测试项目为电能质量耐受特性测试项目时,控制电能质量扰动源输出与电能质量扰动源测试用例对应的测试电压;所述电能质量扰动源测试用例包括标准符合性测试用例和产品性能测试用例。8.如权利要求7所述的一种变频调速器的电能质量特性测试系统的测试方法,其特征在于,所述标准符合性测试用例为包含符合标准IEC61000-4-11、标准IEC61000-4-13、标准IEC61000-4-14、标准IEC61000-4-27或标准IEC61000-4-28的扰动量的测试电压。9...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘颖英雷林绪周胜军王同勋
申请(专利权)人:全球能源互联网研究院国家电网公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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