矿用隔爆兼本质安全型高压变频综合测试系统技术方案

一种矿用隔爆兼本质安全型高压变频综合测试系统，所述的测试系统包括供电单元、三路并联的变频电路、控制系统以及监测系统。本测试系统解决了大功率变频器的测试难题，为各矿用变频器厂家提供加载测试手段。本测试系统采用大功率的1140V/2000KW四象限变频器，回馈功率比率约为75%，大大节省了电能的利用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Mine flameproof and intrinsically safe high voltage frequency conversion integrated testing system

The utility model relates to a mine flameproof and intrinsically safe high voltage frequency conversion comprehensive testing system, which comprises a power supply unit, a frequency conversion circuit, a control system and a monitoring system with three parallel paths. The test system solves the problem of the high power frequency converter, and provides the load testing means for all the frequency converter manufacturers. The test system uses high power 1140V/2000KW four quadrant converter, feedback power ratio of about 75%, greatly saving the use of electricity.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种变频器综合测试系统，能对2000KW以下的变频器能进行加载试验，被试的变频器电压等级包括1140V或3300V的矿用隔爆兼本质安全型高压变频综合测试系统。
技术介绍
目前，上海防爆站在1140V电压等级最高测试加载功率在500KW，而在矿上需求更大功率的变频器。需要有更大功率的测试系统。而且大功率有往3300V电压等级的发展，因此要做能测试1140V或3300V的大功率综合测试加载系统。
技术实现思路
本技术的目的在于研发一种能够满足电压1140V或3300V、功率2000kW及以下变频器的供电、加载以及保护等电气性能综合性测试。本技术的技术方案为:一种矿用隔爆兼本质安全型高压变频综合测试系统，所述的测试系统包括供电单元、三路并联的变频电路、控制系统以及监测系统；供电单元供电给三路并联的变频电路；一路变频电路包括串接的十二脉冲变压器、试验变频器和电机；二路变频电路包括串接的试验变频器和电机；三路变频电路包括串接的加载变频器和电机，三路变频电路的电机用于提供负载，电机之间通过联轴器连在一起；控制系统设置有两组，一组控制系统控制三路变频器的整流侧，一组控制系统控制变频器的逆变侧，控制系统包括控制板、并联单元以及接口单元，控制板控制并联单元，并联单元控制三个接口单元，三个接口单元控制整流侧或逆变侧；监测系统包括检测变频器和电机的温度传感器、位于联轴器两侧的转速转矩传感器、对变频器进行实时整体测温的热成像仪以及电能质量分析仪。优选的是:所述的供电单元为IOkV三相电能经供电变压器变为系统总进线电源三相1140V，其后分为3路三相1140V，供给三路并联的变频电路。优选的是:所述的一路变频电路为3300V试验变频器和2000KW/3300V的拖动电机；二路变频电路为1140V试验变频器和500KW/1140V的拖动电机；三路变频电路为1140V加载变频器和2000KW/1140V的电机，2000KW/1140V的电机用于提供负载。优选的是:所述的加载变频器和试验变频器设置有外循环水冷系统。优选的是:所述的电机设置有内循环水冷系统。优选的是:所述的接口单元采用光纤连接。本技术的有益效果为:本测试系统解决了大功率变频器的测试难题，为各矿用变频器厂家提供加载测试手段。本测试系统采用大功率的1140V/2000KW四象限变频器，回馈功率比率约为75%，大大节省了电能的利用。咐图说明图1为本技术综合测试系统的原理图图2为本技术四象限变频单机系统原理图图3为控制系统原理框图具体实施方式以下结合附图说明本技术的具体实施方式:一种矿用隔爆兼本质安全型高压变频综合测试系统，所述的测试系统包括供电单元、三路并联的变频电路、控制系统以及监测系统；供电单元供电给三路并联的变频电路；一路变频电路包括串接的十二脉冲变压器、试验变频器和电机；二路变频电路包括串接的试验变频器和电机；三路变频电路包括串接的加载变频器和电机，三路变频电路的电机用于提供负载，电机之间通过联轴器连在一起；控制系统设置有两组，一组控制系统控制三路变频器的整流侧，一组控制系统控制变频器的逆变侧，控制系统包括控制板、并联单元以及接口单元，控制板控制并联单元，并联单元控制三个接口单元，三个接口单元控制整流侧或逆变侧；监测系统包括检测变频器和电机的温度传感器、位于联轴器两侧的转速转矩传感器、对变频器进行实时整体测温的热成像仪以及电能质量分析仪。所述的供电单元为IOkV三相电能经供电变压器变为系统总进线电源三相1140V，其后分为3路三相1140V，供给三路并联的变频电路。所述的一路变频电路为3300V试验变频器和2000KW/3300V的拖动电机；二路变频电路为1140V试验变频器和500KW/1140V的拖动电机；三路变频电路为1140V加载变频器和2000KW/1140V的电机，2000KW/1140V的电机用于提供负载。所述的加载变频器和试验变频器设置有外循环水冷系统。 所述的电机设置有内循环水冷系统。所述的接口单元采用光纤连接。本系统的核心设备就是2000KW/1140V的四象限变频器，由于单机2000KW的设备的电流达到了 1200A，目前的器件无法满足。并且1200A大电流因寄生电感所产生的高尖峰电压会非常大，随时有烧坏核心器件的危险。因此考虑使用并联的技术。一个四象限变频器单机系统如图2，本技术采用了三个变频单元并联，确保了功率等级足够。三个变频单元共用两个控制板，即一个控制板控制整流侧，一个控制逆变侧。在每个控制板后增加一个并联单元，用并联单元去控制这三个接口单元，每个接口单元再去控制逆变单元，见图3。为增加抗干扰性和灵活性，接口全部采用光纤连接。并联单元全部采用数字芯片实现，采用同步算法。这样可以保证接口板输出的PWM脉冲同步，并且可以实现均流。输出经电抗器后并联到加载电机。500KW/1140V.2000KW/3300V的电机主要用于提供机械能，为被试系统提供动力；2000KW/1140V的电机用于变频器的负载加载，并做发电运行。三个电机选用变频调速三相异步电动机，由西安泰富西玛电机有限公司生产。操作可以通过柜体或控制台。变频器柜体上有操作键盘。控制台屏幕显示该变频内部开关状态，交流电压，直流母线电压，输出电流，频率，转矩等数值。变频器柜体上还有指示灯指示，还安装有操作键盘，可以实现电机的启动、运行、加速、减速和停机以达到用户方要求的试验工况，还实现对变频器的进一步控制，实现在允许速度、功率范围内，依据给定速度指令恒速运行；在允许转矩、功率范围内，依据给定转矩指令恒转矩运行。变频器具备自检功能，上电后通过自检判断各单元状态正常与否；自检完成后自动在控制台屏上显示变频器内部状态，供操作参考状态确认；系统运行中定时进行自检，确保系统运行正常。变频器遇有故障，执行相应的警示和保护。控制台控制包括:控制台的微机与变频器控制单元通过“CAN”总线连接，保证试验过程可靠的数据传送，诸如变频器输入电压，母线电压，输出电流，关键地方温度，电机温度；微机外接双通道虚拟扭矩仪，实时检测减速器两侧的输入扭矩与输出扭矩值，并能及时反应上下限报警；当系统发生通讯中断等异常情况时能恰当处理，对重要信息在操作界面明显部位显示。监测系统具有过程监控能力。可自动记录和保存故障信息。监控台由四台微机，不同形式总线的通信附件电缆组成，通过控制微机实现对所有运行参数的监视，并实时采集试验数据。微机通过CAN总线与变频器内的控制通信，通过CAN总线或485总线与数据采集模块通信，实时采集数据。上位机负责监控台、开关柜、变频器、辅助系统等的监测。测试系统用于测试负载功率，电压，变频器总输出电压与电流，温度传感器测量变频与电机各部分温度，通过CAN或485总线给上位机。扭矩传感器测试减速器的输入扭矩与输出扭矩，通过双通道虚拟扭矩仪处理后把数据传给监控台。热成像仪能对试验中的变频器进行实时整体测温，以便知道变频器内部各部件的发热变化程度。电能质量分析仪能进行EMC测试，判断变频器对电网的污染程度。软件系统安装于控制台微机，用于实时监控加载试验台的各种运行状态与数据。以上所举实施例仅用为方便举例说明本技术，在本技术所述技术方案范畴，所属技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用隔爆兼本质安全型高压变频综合测试系统，其特征在于：所述的测试系统包括供电单元、三路并联的变频电路、控制系统以及监测系统；供电单元供电给三路并联的变频电路；一路变频电路包括串接的十二脉冲变压器、试验变频器和电机；二路变频电路包括串接的试验变频器和电机；三路变频电路包括串接的加载变频器和电机，三路变频电路的电机用于提供负载，电机之间通过联轴器连在一起；控制系统设置有两组，一组控制系统控制三路变频器的整流侧，一组控制系统控制变频器的逆变侧，控制系统包括控制板、并联单元以及接口单元，控制板控制并联单元，并联单元控制三个接口单元，三个接口单元控制整流侧或逆变侧；监测系统包括检测变频器和电机的温度传感器、位于联轴器两侧的转速转矩传感器、对变频器进行实时整体测温的热成像仪以及电能质量分析仪。

【技术特征摘要】
1.一种矿用隔爆兼本质安全型高压变频综合测试系统，其特征在于:所述的测试系统包括供电单元、三路并联的变频电路、控制系统以及监测系统；供电单元供电给三路并联的变频电路；一路变频电路包括串接的十二脉冲变压器、试验变频器和电机；二路变频电路包括串接的试验变频器和电机；三路变频电路包括串接的加载变频器和电机，三路变频电路的电机用于提供负载，电机之间通过联轴器连在一起；控制系统设置有两组，一组控制系统控制三路变频器的整流侧，一组控制系统控制变频器的逆变侧，控制系统包括控制板、并联单元以及接口单元，控制板控制并联单元，并联单元控制三个接口单元，三个接口单元控制整流侧或逆变侧；监测系统包括检测变频器和电机的温度传感器、位于联轴器两侧的转速转矩传感器、对变频器进行实时整体测温的热成像仪以及电能质量分析仪。2.如权利要求1所述的矿用隔爆兼本质安全型高压变频综合测试系统，其特征在于:所述的供电单元为IOkV三相电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓彦，邓克飞，
申请(专利权)人：青岛天信电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：