一种变流器全功率试验装置及方法制造方法及图纸

技术编号:20586528 阅读:62 留言:0更新日期:2019-03-16 06:24
本发明专利技术公开了一种变流器全功率试验装置,包括试验电路,所述试验电路包括依次连接的被试变流器、电抗器和陪试变流器,所述被试变流器的输入端和陪试变流器的输出端均与电网连接;所述陪试变流器用于输出可调节的输出频率和输出电压以调节被试变流器的输出频率与输出电压进行试验。本发明专利技术还公开了一种基于如上所述的变流器全功率试验装置的试验方法,通过调节陪试变流器的输出频率和输出电压以调节被试变流器的输出频率与输出电压进行试验。本发明专利技术的变流器全功率试验装置及试验方法均具有试验成本低、稳定性好、损耗小以及全频率点试验等优点。

A Full Power Test Device and Method for Converter

The invention discloses a full power test device for converter, including a test circuit, which comprises a sequentially connected test converter, reactor and accompanying converter. The input end of the tested converter and the output end of the accompanying converter are all connected with the power grid; the accompanying converter is used to output an adjustable output frequency and output voltage to adjust the tested converter. The output frequency and voltage are tested. The invention also discloses a test method based on the full power test device of the converter mentioned above, which adjusts the output frequency and voltage of the tested converter by adjusting the output frequency and voltage of the accompanying converter. The converter full power test device and test method of the invention have the advantages of low test cost, good stability, low loss and full frequency point test.

【技术实现步骤摘要】
一种变流器全功率试验装置及方法
本专利技术主要涉及轨道交通
,特指一种变流器全功率试验装置及方法。
技术介绍
全功率试验是大功率变流器产品型式试验的必要项点,也是大功率变流器产品设计参数考核验证与产品质量提升的必要途径。现有变流器装置全功率试验方法主要有电抗器式无功负载方法、电阻式能耗负载方法、电机对拖能馈负载方法。其中电抗器式无功负载无法考核到移相变压器;电阻式能耗负载主要是负载能量以热能的方式消耗,不够经济,且对散热设备成本与场地等要求高;电机对拖能馈负载试验能力全面,是中小功率等级常用的试验方法,但随着变频器功率等级的增加,需要不断增加更大功率等级的电机与能馈变频器,投资成本高,占地面积大,不适应用产业在大功率方向的长远发展;直接回馈输入电网方法有效解决了电网容量不足、试验投资成本高、试验损耗大等问题,但存在变流器直流电压输出能力不足、变流器试验输出频率固定的问题。现就各种功率试验方法具体介绍如下:(1)电抗器式无功负载方法由于该方法装置主要输出无功率电流,所以只能考核变流器输出功率元件,对有输入元件、输入变压器等无法考核,同时由于输入无功,无法对装置进行模拟负载情况下的输出功率因数调节考核。(2)电阻式能耗负载方法该方法能对被试变流器进行全面考核,但功率损耗非常大,所有负载全部以热能消耗,试验成本高,且散热量极大,散热设备与场地等要求高。(3)电机对拖负载方法该方法中被试变频器的负载是通过电机对拖的方式由能馈变频器加载,并且由能馈变频器将负载能量回馈电网。该方法试验能力全面,但随着变频器功率等级的不断增加,要不断增加更大功率等级的电机与能馈变频器,投资成本高,占地面积大。(4)直接回馈输入电网方法专利:CN200910011321.0《一种微功耗的变流器全负载变流试验方法》提出一种试验方法,该方法变流器输出通过电抗器直接接入变频器的输入端电网,控制变频器输出功率直接回馈到输入端电网,前级电网只提供试验损耗,如图4所示,此方案有效解决了电网容量不足、试验投资成本高、试验损耗大等问题。但是存在以下问题:1、由于变流器的本身设计特点、成本等因素,变频器直流侧电压往往不会有太多余量,导致变频器特别是满功率情况下不足以输出比输入电网更高的电压,即使其输出电压能勉强达到输入电压的大小,但由于没有更多的余量无法适应试验时变频器抗电网的冲击等,无法试验过程的稳定性。2、由于电网频率固定,所有试验全程变流器输出频率也只能固定为电网频率,无法实现变频器装置各频率点的全负载试验。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题,本专利技术提供一种结构简单、试验过程稳定、实现全频率点的全负载试验的变流器全功率试验装置及方法。为解决上述技术问题,本专利技术提出的技术方案为:一种变流器全功率试验装置,包括试验电路,所述试验电路包括依次连接的被试变流器、电抗器和陪试变流器,所述被试变流器的输入端和陪试变流器的输出端均与电网连接;所述陪试变流器用于输出可调节的输出频率和输出电压以调节被试变流器的输出频率与输出电压进行试验。作为上述技术方案的进一步改进:所述被试变流器为单相变流器或多相变流器。本专利技术还公开了一种基于如上所述的变流器全功率试验装置的试验方法,通过调节陪试变流器的输出频率和输出电压以调节被试变流器的输出频率与输出电压进行试验。作为上述技术方案的进一步改进:所述陪试变流器的输出基波频率与电网基波频率相同。所述陪试变流器输出电流基波的相位角与电网的相位角相同。调节被试变流器的输出功率,包括有功功率和无功功率,以进行功率和功率因数的试验。与现有技术相比,本专利技术的优点在于:本专利技术的变流器全功率试验装置以及试验方法,被试变流器的输出电压经被试变流器回馈至同一电网,电网只提供试验损耗部分功率,不仅可以达到小电网实现大功率变流器全功率试验的目的,而且解决变流器直流输出能力不足的问题,保证试验过程的稳定性;另外通过陪试变流器输出可调节的输出频率和输出电压以调节被试变流器的输出频率与输出电压进行试验,实现被试变流器各频率点的全负载试验,而且结构简单、成本低。附图说明图1为现有技术中电抗式无功负载试验装置的结构示意图。图2为现有技术中电阻式能耗负载试验装置的结构示意图。图3为现有技术中电机对拖负载试验装置的结构示意图。图4为现有技术中直接回馈电网试验装置的结构示意图。图5为本专利技术的试验装置的结构示意图。图6为本专利技术的试验装置在具体应用时的结构示意图。图7为本专利技术中被试变频器功率调节框图。图8为本专利技术中陪试变频器输出电压及频率调节框图。图中标号表示:1、电网;2、被试变流器;3、电抗器;4、陪试变流器。具体实施方式以下结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。如图5至图8所示,本实施例的变流器全功率试验装置,包括试验电路,试验电路包括依次连接的被试变流器2、电抗器3和陪试变流器4(其中开关等部件在图中不体现),被试变流器2的输入端和陪试变流器4的输出端均与电网1连接;陪试变流器4用于输出可调节的输出频率和输出电压以调节被试变流器2的输出频率与输出电压进行试验。本专利技术的变流器全功率试验装置,被试变流器2的输出电压经被试变流器2回馈至同一电网1,电网1只提供试验损耗部分功率,不仅可以达到小电网1实现大功率变流器全功率试验的目的,而且解决变流器直流输出能力不足的问题,保证试验过程的稳定性;另外通过陪试变流器4输出可调节的输出频率和输出电压以调节被试变流器2的输出频率与输出电压进行试验,实现被试变流器2各频率点的全负载试验,而且结构简单、成本低。本实施例中,被试变流器2可以是高压变频器、也可以其它高、低压变流器,其电压等级、主电路拓扑、元器件型号、功率等级、输入与输出相数(可以是单相变流器,也可以是三相或多相变流器)均不受限。本专利技术还相应公开了一种基于如上所述变流器全功率试验装置的试验方法,通过调节陪试变流器4的输出频率和输出电压以调节被试变流器2的输出频率与输出电压进行试验。被试变流器2考核点对应的输出频率与输出电压可进行任意调整,以完全模拟真实多变的负载情况。本实施例中,陪试变流器4的输出基波频率与电网1基波频率相同;陪试变流器4输出电流基波的相位角与电网1的相位角相同。本实施例中,调节被试变流器2的输出功率,包括有功功率和无功功率,以进行功率和功率因数的试验。下面结合一具体实施例对本专利技术的试验方法做进一步说明:其中被试变流器2为10kV单元级联型高压变频器,陪试变流器4为10kV陪试高压能馈型变频器,具体试验方法步骤如下:(1)试验开始,将被试变频器与陪试变频器均上高压待机;(2)起动陪试变频器输出一定频率f1和一定的电压U1;频率f1可以是被试变频器的额定频率也可以是其它考核点频率;电压U1可以是被试变频器的额定电压也可以是其它考核点电压;(3)起动被试变频器,调节被试变频器的输出功率,包括有功功率和无功功率,以满足被试变频器功率、功率因数的考核要求(即被试变频器的输出、输入功率大小与功率因数是通过被试变频器自身调节来实现的),具体有功功率、无功功率调节控制方法为常规方法,具体的框图如图7所示,其中Va、Vb、Vc为被试变频器输出侧相电压,ia、ib、ic为被试变频器输出侧相电流;P、Q为被试变频器输出本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种变流器全功率试验装置,其特征在于,包括试验电路,所述试验电路包括依次连接的被试变流器(2)、电抗器(3)和陪试变流器(4),所述被试变流器(2)的输入端和陪试变流器(4)的输出端均与电网(1)连接;所述陪试变流器(4)用于输出可调节的输出频率和输出电压以调节被试变流器(2)的输出频率与输出电压进行试验。

【技术特征摘要】
1.一种变流器全功率试验装置,其特征在于,包括试验电路,所述试验电路包括依次连接的被试变流器(2)、电抗器(3)和陪试变流器(4),所述被试变流器(2)的输入端和陪试变流器(4)的输出端均与电网(1)连接;所述陪试变流器(4)用于输出可调节的输出频率和输出电压以调节被试变流器(2)的输出频率与输出电压进行试验。2.根据权利要求1所述的变流器全功率试验装置,其特征在于,所述被试变流器(2)为单相变流器或多相变流器。3.一种基于权利要求1或2所述的变流器全功率试验装置...

【专利技术属性】
技术研发人员:彭勃罗仁俊曹洋成正林秦灿华张志陈孟君李嘉
申请(专利权)人:株洲变流技术国家工程研究中心有限公司
类型:发明
国别省市:湖南,43

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