本发明专利技术公开了一种用于叠频试验的叠频抑波装置，包括：支撑电容，其并联在直流母线两端，用于保证直流母线上的电压稳定；升/降压斩波电路，其连接在支撑电容两端，用于当支撑电容上的电压过低或过高时升高或降低支撑电容上的电压；控制器，其输入连接在支撑电容上，以检测支撑电容上的电压，输出连接在升/降压斩波电路的控制端上，当电压超过预设的第一阈值时，发出控制信号使升/降压斩波电路工作在降压斩波状态，当电压低于预设的第二阈值时，发出控制信号使得升/降压斩波电路工作在升压斩波状态。采用本发明专利技术的叠频抑波装置可以很快地稳定直流母线上的波动，从而节约了用户的投资，减少了能源损耗，提高了效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种交流异步电机进行叠频实验时采用 的叠频抑波装置及方法。
技术介绍
叠频试验是进行交流异步电机热试验的一种简单经济的方法。叠频试验的原理就 是使交流异步电机在空载的状态下不断地在加速和减速间转换。试验时设法使交流异步电 机的同步转速时快时慢，电机转子为了跟踪同步转速就需要更大的力矩去克服惯性。因此 大大增加了电机的空载电流，通过调整加减速的快慢和频率就可以使电机的空载电流达到 额定电流的大小，从而考核电机在额定电流时的温升状况完成电机的热试验。由于叠频试 验时，电机没有轴功率输出，所以试验需要的输入功率远小于电机的额定功率，十分适合大 功率交流异步电机的热试验，可以节约大量电能。随着技术的进步，叠频试验现在大多通过变频电源完成。如图1所示，其中显示了 对异步电机进行叠频试验的系统。其中包括专用变频电源，该电源具有整流电路102，并联 于电网101上，用于将电网101上的交流电能转换为直流电能。在整流电路102的输出两 端，即直流电源的正负两极上并联有支撑电容C，其用于稳定直流母线上的波动。由于，在电 机叠频试验时，测试电机104频繁地在电动和发电的状态下转换，直流母线上的波动较普 通的变频电源上的波动大，因此叠频试验中的支撑电容C的容量要比普通的变频电源上电 容的容量大很多。当交流异步电机104工作在电动工况时，向直流母线索取能量造成直流母线电压 下降；当交流异步电机104工作在发电工况时，向直流母线回馈能量造成直流母线电压上 升。叠频功率越大，母线波动就越大，母线波动过大会使得整流元件或逆变元件过压损坏， 并且影响叠频试验的输出精度和稳定。目前，为了降低叠频试验时母线上的波动，常用的方法有以下三种( I)增大直流母线支撑电容C的容量。使得直流母线存储和释放电荷的能力提高， 必然也就降低了直流母线电压波动的大小。但是由于叠频试验时电机在快速的吸收和回馈 能量，需要巨大容量的电容才能保证直流母线电压波动在正常范围，这样做的成本十分巨 大，一般无法承受。(2)电阻耗能法。通过快速电子开关控制电阻在直流母线两端的投入，当直流母线 电压过高时，投入电阻消耗回馈能量降低母线电压，当直流母线下降到一定程度时切除电 阻。该方法可以降低直流母线支撑电容的容量，但是只能限制直流母线的最高值，无法降低 母线的波动，而且电阻需要耗能发热，会增大试验损耗。(3)逆变回馈法。电阻耗能法是把回馈的能量白白消耗掉，我们也可以把它回馈到 电网就产生了逆变回馈法。在直流母线和输入电网直接连接一个逆变器，可以把直流母线 上的能量通过逆变回馈到输入电网上。这样减小了试验损耗提高了系统效率。但是逆变器 结构复杂、成本较高，关键是和电阻耗能法一样只能削峰而无法填谷，因此，也不能有效的减小直流母线波动。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中进行叠频试验时，没有简单的可有效减小直流母线上的波 动的装置的缺点，提出了一种结构简单、无耗能器件的叠频抑波装置，所述叠频抑波装置包 括支撑电容，其并联在直流母线两端，用于保证直流母线上的电压稳定；升/降压斩波电路，其连接在所述支撑电容两端，用于当所述支撑电容上的电压 过低或过高时升高或降低所述支撑电容上的电压；控制器，其输入连接在支撑电容上，以检测所述支撑电容上的电压，输出连接在所 述升/降压斩波电路的控制端上，当所述电压超过预设的第一阈值时，发出控制信号使得 所述升/降压斩波电路工作在降压斩波状态，当所述电压低于预设的第二阈值时，发出控 制信号使得所述升/降压斩波电路工作在升压斩波状态，其中，所述升/降压斩波电路包括第一和第二开关元件以及电感元件，所述第一 开关元件与所述第二开关元件串联在直流母线两端，串联的节点与所述电感元件的一端相 连，所述电感元件的另一端与直流母线的负极之间并联储能电容。根据本专利技术的一个实施例，所述控制器的输出端分别连接到所述第一开关元件与 所述第二开关元件的控制端以根据所检测的电压控制所述第一开关元件与所述第二开关 元件交替处于关断状态或者脉宽调制PWM状态。根据本专利技术的一个实施例，通过控制脉宽调制PWM的占空比来控制对所述储能电 容的充放电时间。根据本专利技术的一个实施例，所述第一开关元件和第二开关元件为绝缘栅双极型晶 体管IGBT元件。根据本专利技术的一个实施例，所述第一开关元件的集电极连接到直流母线的正极， 其发射极连接到所述第二开关元件的集电极，所述第二开关元件的发射极连接到直流母线 的负极，所述电感元件的一端连接在所述第一开关元件和所述第二开关元件的连接处，另 一端连接所述储能电容的一端，所述储能电容的另一端连接直流母线的负极。根据本专利技术的一个实施例，在所述储能电容上并联连接有能耗电路，其控制端与 所述控制器的输出端相连，当所述控制器检测到所述储能电容上的电压过高时启动所述能 耗电路工作。根据本专利技术的一个实施例，所述能耗电路包括串联连接的开关元件和电阻元件。根据本专利技术的一个实施例，所述控制器还检测所述支撑电容上的充放电电流。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种叠频抑波的方法，所述方法包括以下步 骤S401、检测直流母线上的电压值以及流过支撑电容的电流；S402、与预先设定的第一阈值和第二阈值进行比较，如果所述电压值高于所述第 一阈值，则发出控制信号使得电路工作在降压斩波状态，从而使直流母线对并联在其上的 电容进行充电，S403如果所述电压值低于所述第二阈值时，则发出控制信号使得电路工作在升压斩波状态，从而使并联在直流母线上的电容将电能回馈给直流母线；其中，通过周期性地设定控制信号的占空比，可以控制所述电路对所述电容充电 的时间或者将电能回馈给直流母线的时间。本专利技术的应用可以很快地稳定直流母线上的波动，从而节约了用户的投资，减少 了能源损耗，提高了效率。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利 要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明图1显示了对电机进行叠频试验的系统的原理框图2是根据本专利技术的一个实施例所采用的具体的专用变频电源电路图3是根据本专利技术的一个实施例用于叠频试验的叠频抑波装置的电路原理图4是根据本专利技术的一个实施例在叠频试验下进行叠频抑波的方法流程图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用 技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明 的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合， 所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系 统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处 的顺序执行所示出或描述的步骤。在进行本专利技术的叠频试验时，所采用的变频电源如图2所示，其包括由6个二极管 构成的整流电路，6个晶体管构成的逆变电路。此外，为了减小谐波对于电机温升的影响，还 配置了正弦波滤波器。以上变频电源仅是为了清楚地说明本专利技术的原理，事实上，本专利技术在进行叠频试 验时所采用的变频电源并不局限于此。实施例一为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于叠频试验的叠频抑波装置，包括：支撑电容（C1），其并联在直流母线两端，用于保证直流母线上的电压稳定；升/降压斩波电路（201），其连接在所述支撑电容（C1）两端，用于当所述支撑电容（C1）上的电压过低或过高时升高或降低所述支撑电容（C1）上的电压；控制器（202），其输入连接在支撑电容（C1）上，以检测所述支撑电容（C1）上的电压，输出连接在所述升/降压斩波电路（201）的控制端（1，2）上，当所述电压超过预设的第一阈值时，发出控制信号使得所述升/降压斩波电路（201）工作在降压斩波状态，当所述电压低于预设的第二阈值时，发出控制信号使得所述升/降压斩波电路（201）工作在升压斩波状态，其特征在于，所述升/降压斩波电路（201）包括第一和第二开关元件（T1，T2）以及电感元件（L），所述第一开关元件（T1）与所述第二开关元件（T2）串联在直流母线两端，串联的节点与所述电感元件（L）的一端相连，所述电感元件（L）的另一端与直流母线的负极（DC?）之间并联储能电容（C2）。
【技术特征摘要】
1.一种用于叠频试验的叠频抑波装置，包括支撑电容(Cl)，其并联在直流母线两端，用于保证直流母线上的电压稳定；升/降压斩波电路(201)，其连接在所述支撑电容(Cl)两端，用于当所述支撑电容(Cl) 上的电压过低或过高时升高或降低所述支撑电容(Cl)上的电压；控制器(202)，其输入连接在支撑电容(Cl)上，以检测所述支撑电容(Cl)上的电压，输出连接在所述升/降压斩波电路(201)的控制端(1，2)上，当所述电压超过预设的第一阈值时，发出控制信号使得所述升/降压斩波电路(201)工作在降压斩波状态，当所述电压低于预设的第二阈值时，发出控制信号使得所述升/降压斩波电路(201)工作在升压斩波状态，其特征在于，所述升/降压斩波电路(201)包括第一和第二开关元件(Tl，T2)以及电感元件(L)，所述第一开关元件(Tl)与所述第二开关元件(T2)串联在直流母线两端，串联的节点与所述电感元件(L)的一端相连，所述电感元件(L)的另一端与直流母线的负极(DC-) 之间并联储能电容(C2)。2.如权利要求1所述的叠频抑波装置，其特征在于，所述控制器(202)的输出端分别连接到所述第一开关元件(Tl)与所述第二开关元件(T2)的控制端以根据所检测的电压控制所述第一开关元件(Tl)与所述第二开关元件(T2)交替处于关断状态或者脉宽调制PWM状态。3.如权利要求2所述的叠频抑波装置，其特征在于，通过控制脉宽调制PWM的占空比来控制对所述储能电容(C2)的充放电时间。4.如权利要求1-3中任一项所述的叠频抑波装置，其特征在于，所述第一开关元件 (Tl)和第二开关元件(T2)为绝缘栅双极型晶体管IGBT元件。5.如权利要求4...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖仲篪，
申请(专利权)人：湖南银河电气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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