專利名稱：變頻器老化測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測試變頻器性能的裝置，尤其涉及一種測試變頻器老化性能的裝置。
背景技術(shù)：
變頻器生產(chǎn)廠家在變頻器出廠前，需對變頻器的各個性能加以測試。
老化測試就是模擬實際負(fù)載的電性特點滿負(fù)荷運行，以測試變頻器的性能，達(dá)到老化變頻器，提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
在變頻器老化測試中，需耗費大量的電能源；常規(guī)老化是將老化后的能量以熱能的形式釋放到周圍環(huán)境中，使環(huán)境熱污染嚴(yán)重；由于變頻器是用二極管整流的，功率較大時，使電網(wǎng)的電流諧波增大，會影響附近電氣設(shè)備的安全運行。
如何既達(dá)到老化測試的目的，又達(dá)到節(jié)能是擺在科技技術(shù)人員面前需要解決的一個技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供了一種變頻器老化測試裝置，旨在解決上述問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明包括一個待老化變頻器，一個電源，用于給待老化變頻器供電；還包括所述待老化變頻器通過第一電感器、第二電感器、第五電感器與隔離變壓器分別相連；所述隔離變壓器的A相通過第三電感器與正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)整流器控制單元的第一輸入端連接，B相通過第四電感器與正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元的第二輸入端連接，C相通過第六電感器與正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元的第三輸入端連接；在所述的A相和第三電感器與B相和第四電感器之間還并聯(lián)一個第一電容器，在所述的B相和第四電感器與C相和第六電感器之間還依次并聯(lián)一個第五電容器，在A相和第三電感器與C相和第六電感器之間并聯(lián)一個第二電容器，并將A相、B相、C相的電壓的幅值和相位分別輸入到正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元的第七、第八、第九輸入端；在所述的第三電感器和正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元之間還包括一個第一交流采樣單元，并將A相的電流的幅值和相位輸入到正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元的第四輸入端，在所述的第六電感器和正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元之間還包括一個第二交流采樣單元，并將C相的的電流幅值和相位輸入到正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元的第六輸入端，B相的的電流幅值和相位由A、C相合成產(chǎn)生，輸入到正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元的第五輸入端；所述的正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元第十輸入端還與可調(diào)節(jié)的模擬電流或電壓設(shè)定值連接；所述的正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元輸出端與三相逆變橋的的控制端G1、G2、G3、G4、G5、G6連接；所述的三相逆變橋的正極與直流電壓檢測及保護單元的第一輸入端連接，并通過電容與第二輸入端連接；負(fù)極與直流電流檢測及保護單元的第一輸入端連接，并通過電阻與第二輸入端連接；所述的直流電壓檢測及保護單元和直流電流檢測及保護單元的輸出端與正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元連接；還包括一個模組回饋端短路、斷路、反接保護單元，所述模組回饋端短路、斷路、反接保護單元輸入端與待老化變頻器的第一端連接，輸出端與直流電壓檢測及保護單元和直流電流檢測及保護單元的第二輸出端與待老化變頻器的另一端相連接；在所述模組回饋端短路、斷路、反接保護單元的第一輸入端和三相逆變橋的正極之間還依次包括一個可控開關(guān)和一個正極與三相逆變橋的正極相連的二極管；可控開關(guān)K的控制端與模組回饋端短路、斷路、反接保護單元的輸出端相連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是代替待老化變頻器的負(fù)載運行時，與接電機負(fù)載的電性能是相同的，具有相同的正弦波電流，電壓波形及大小的關(guān)系，對不同系列的變頻器老化簡單方便，實用有效；可以將85％以上的電能回饋到系統(tǒng)再使用，節(jié)約了大量能源；使用本發(fā)明后，耗能極少，對環(huán)境溫度影響很小，減少了對電網(wǎng)的污染；對電源無要求，可以是單相，三相或直流供電，可以老化單相、三相或直流供電的不同功率等級的變頻器，降低了老化設(shè)備的投資，使用方便簡單。


圖1是本發(fā)明的模塊結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1中正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元的模塊結(jié)構(gòu)圖；具體實施方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述由圖1可見一個待老化變頻器1，一個電源2，用于給待老化變頻器1供電；還包括所述待老化變頻器1通過第一電感器H1、第二電感器H2、第五電感器H5與隔離變壓器3分別相連；所述隔離變壓器3的A相通過第三電感器H3與正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)整流器控制單元4的第一輸入端連接，B相通過第四電感器H4與正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元4的第二輸入端連接，C相通過第六電感器H6與正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元4的第三輸入端連接；在所述的A相和第三電感器H3與B相和第四電感器H4之間還并聯(lián)一個第一電容器C1，在所述的B相和第四電感器H4與C相和第六電感器H6之間并聯(lián)一個第五電容器C5，在A相和第三電感器H3與C相和第六電感器H6之間并聯(lián)一個第二電容器C2，并將A相、B相、C相的電壓的幅值和相位分別輸入到正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元4的第七、第八、第九輸入端；在所述的第三電感器H3和正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元4之間還包括一個第一交流采樣單元T1，并將A相的電流的幅值和相位輸入到正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元4的第四輸入端，在所述的第六電感器H6和正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元4之間還包括一個第二交流采樣單元T2，并將C相的的電流幅值和相位輸入到正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元4的第六輸入端，B相的的電流幅值和相位由A、C相合成產(chǎn)生，輸入到正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元4的第五輸入端；所述的正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元4第十輸入端還與可調(diào)節(jié)的模擬電流或電壓設(shè)定值連接；所述的正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元4輸出端與三相逆變橋5的控制端G1、G2、G3、G4、G5、G6連接；所述的三相逆變橋5的正極與直流電壓檢測及保護單元6的第一輸入端連接，并通過電容E1與第二輸入端連接；負(fù)極與直流電流檢測及保護單元7的第一輸入端連接，并通過電阻R1與第二輸入端連接；所述的直流電壓檢測及保護單元6和直流電流檢測及保護單元7的輸出端與正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元4連接；還包括一個模組回饋端短路、斷路、反接保護單元8，所述模組回饋端短路、斷路、反接保護單元8輸入端與待老化變頻器1的第一端連接，輸出端與直流電壓檢測及保護單元6和直流電流檢測及保護單元7的第二輸出端與待老化變頻器1的另一端相連接；在所述模組回饋端短路、斷路、反接保護單元8的輸入端和三相逆變橋5的正極之間還依次包括一個可控開關(guān)K和一個正極與三相逆變橋5的正極相連的二極管D1；可控開關(guān)K的控制端與模組回饋端短路、斷路、反接保護單元8的輸出端相連接。
所述的正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元4第十一輸出端還可以與故障顯示連接；電源輸入補充老化系統(tǒng)工作時損耗的能量，H1、H2、H5、C1、C2、C5及隔離變壓器的作用為對待老化變頻器的輸出進行濾波及隔離，轉(zhuǎn)換為合適幅度的三相正弦波電壓輸送給SPWM整流器控制單元。從隔離變壓器輸出端采樣三相交流電壓的幅值及相位，由T1、T2采樣A、C相交流電流的幅值及相位，B相交流電流的幅值及相位有A、C相合成產(chǎn)生。直流電壓檢測及保護單元是對SPWM整流器輸出的直流電壓進行檢測，產(chǎn)生過壓保護。直流電流檢測及保護單元是對SPWM整流器輸出的直流電流進行檢測，產(chǎn)生過流及IGBT(絕緣柵場效應(yīng)晶體管)直通保護。本發(fā)明具有極完整的交直流電壓、電流調(diào)節(jié)和保護功能，以及故障顯示能力。D1作用是將SPWM整流器輸出的直流電壓(即P’-N’總線上的電壓)與待老化變頻器P-N總線的直流電壓隔離，確保只能使SPWM整流器輸出的直流回饋到待老化變頻器P-N總線上，防止電流倒灌。電流或電壓給定值是根據(jù)待老化變頻器的容量調(diào)節(jié)老化電流大小。當(dāng)模組運行發(fā)生故障時，不僅保護電路快速關(guān)機保護模組，還有故障燈顯示，提示工作人員檢查維護。由于采用了SPWM整流器，能量可以雙向傳輸，保證了變頻器的輸出電壓、輸出電流為正弦波波形，并且具有相同的相位關(guān)系，功率因素接近為1。
由圖2可見所述的正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元4包括由隔離變壓器3輸出的A、B、C相三個等同的線路以及輸出分別為G1，G2組、G3，G4組、G5，G6組；其中由隔離變壓器3輸出的A相包括第七輸入端和第十輸入端分別與第一乘法器41連接；所述第一乘法器41輸出端與第一運放器42的一端連接，第一運放器42的另一輸入端與A相交流電流幅值和相位的采樣信號連接；所述第一運放器42的輸出端分別與第一比較器43的正極連接、第二比較器44的負(fù)極連接；所述第一比較器43的負(fù)極、第二比較器44的正極分別與三角波發(fā)生器49的輸出端連接；所述第一比較器43和第二比較器44的輸出端分別與第一死區(qū)發(fā)生器50和第二死區(qū)發(fā)生器51連接；所述第一死區(qū)發(fā)生器50和第二死區(qū)發(fā)生器51的另一輸入端還與直流電壓檢測及保護單元6和直流電流檢測及保護單元7的輸出端，以及正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元4的第四、第五、第六端的交流電流采樣過流信號連接；所述第一死區(qū)發(fā)生器50和第二死區(qū)發(fā)生器51輸出端分別與A相IGBT隔離及驅(qū)動單元56連接，以產(chǎn)生G1、G2控制信號與三相逆變橋5連接；SPWM整流器控制單元是本發(fā)明的核心單元，其原理見圖2所示A、B、C三相的硬件結(jié)構(gòu)相同，現(xiàn)在以A相為例加以說明，乘法器有兩個輸入端，一端為A相交流電壓相位及幅度的采樣信號，另一端為本發(fā)明輸出電流(或電壓)設(shè)定值，設(shè)定值為可調(diào)節(jié)的模擬電壓信號。乘法器的輸出信號和A相交流電流相位及幅度信號送到運放合成，由運放輸出正弦波基波信號。正弦波基波信號和載波信號分別送到比較器的兩個輸入端，在比較器輸出端產(chǎn)生SPWM控制信號。SPWM控制信號再送到死區(qū)發(fā)生器，產(chǎn)生一個合適的死區(qū)，以防止IGBT的上下橋臂開關(guān)時瞬時直通。死區(qū)發(fā)生器的另一個輸入端接過壓、過流及IGBT直通的采樣信號，當(dāng)發(fā)生過壓、過流及IGBT直通時，死區(qū)發(fā)生器將關(guān)閉輸出信號。死區(qū)發(fā)生器輸出的帶有死區(qū)的SPWM信號經(jīng)過隔離、緩沖后形成驅(qū)動IGBT上下橋臂的G1、G2控制信號。有A、B、C三路相同的電路以相差120度相位角同步運行，則產(chǎn)生驅(qū)動三相逆變橋的6路驅(qū)動信號G1至G6(見圖1所示)，從而把三相逆變橋U、V、W端的三相交流電整流為P’-N’總線上的直流電，回饋到待老化變頻器的P-N直流總線上，供待老化變頻器再使用。
本發(fā)明的設(shè)計有過電壓、過電流及IGBT直通保護功能。在本發(fā)明的能量回饋端設(shè)計有短路，斷路，和反接保護，使本發(fā)明運行極為可靠，可以每天24小時滿負(fù)荷連續(xù)運行。
權(quán)利要求
1.一種變頻器老化測試裝置，包括一個待老化變頻器(1)，一個電源(2)，用于給待老化變頻器(1)供電；其特征在于還包括所述待老化變頻器(1)通過第一電感器(H1)、第二電感器(H2)、第五電感器(H5)與隔離變壓器(3)分別相連；所述隔離變壓器(3)的A相通過第三電感器(H3)與正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元(4)的第一輸入端連接，B相通過第四電感器(H4)與正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元(4)的第二輸入端連接，C相通過第六電感器(H6)與正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元(4)的第三輸入端連接；在所述的A相和第三電感器(H3)與B相和第四電感器(H4)之間還并聯(lián)一個第一電容器(C1)，在所述的B相和第四電感器(H4)與C相和第六電感器(H6)之間并聯(lián)一個第五電容器(C5)，在A相和第三電感器(H3)與C相和第六電感器(H6)之間并聯(lián)一個第二電容器(C2)，并將A相、B相、C相的電壓的幅值和相位分別輸入到正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元(4)的第七、第八、第九輸入端；在所述的第三電感器(H3)和正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元(4)之間還包括一個第一交流采樣單元(T1)，并將A相的電流的幅值和相位輸入到正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元(4)的第四輸入端，在所述的第六電感器(H6)和正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元(4)之間還包括一個第二交流采樣單元(T2)，并將C相的的電流幅值和相位輸入到正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元(4)的第六輸入端，B相的的電流幅值和相位由A、C相合成產(chǎn)生，輸入到正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元(4)的第五輸入端；所述的正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元(4)第十輸入端還與可調(diào)節(jié)的模擬電流或電壓設(shè)定值連接；所述的正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元(4)輸出端與三相逆變橋(5)的控制端G1、G2、G3、G4、G5、G6連接；所述的三相逆變橋(5)的正極與直流電壓檢測及保護單元(6)的第一輸入端連接，并通過電容(E1)與第二輸入端連接；負(fù)極與直流電流檢測及保護單元(7)的第一輸入端連接，并通過電阻(R1)與第二輸入端連接；所述的直流電壓檢測及保護單元(6)和直流電流檢測及保護單元(7)的輸出端與正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元(4)連接；還包括一個模組回饋端短路、斷路、反接保護單元(8)，所述模組回饋端短路、斷路、反接保護單元(8)輸入端與待老化變頻器(1)的第一端連接，輸出端與直流電壓檢測及保護單元(6)和直流電流檢測及保護單元(7)的第二輸出端與待老化變頻器(1)的另一端相連接；在所述模組回饋端短路、斷路、反接保護單元(8)的輸入端和三相逆變橋(5)的正極之間還依次包括一個可控開關(guān)(K)和一個正極與三相逆變橋(5)的正極相連的二極管(D1)；可控開關(guān)(K)的控制端與模組回饋端短路、斷路、反接保護單元(8)的輸出端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器老化測試裝置，其特征在于所述的正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元(4)第十一輸出端還可以與故障顯示連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變頻器老化測試裝置，其特征在于所述的正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元(4)包括由隔離變壓器(3)輸出的A、B、C相三個等同的線路以及輸出分別為G1，G2組、G3，G4組、G5，G6組；其中由隔離變壓器(3)輸出的A相包括第七輸入端和第十輸入端分別與第一乘法器(41)連接；所述第一乘法器(41)輸出端與第一運放器(42)的一端連接，第一運放器(42)的另一輸入端與A相交流電流幅值和相位的采樣信號連接；所述第一運放器(42)的輸出端分別與第一比較器(43)的正極連接、第二比較器(44)的負(fù)極連接；所述第一比較器(43)的負(fù)極、第二比較器(44)的正極分別與三角波發(fā)生器(49)的輸出端連接；所述第一比較器(43)和第二比較器(44)的輸出端分別與第一死區(qū)發(fā)生器(50)和第二死區(qū)發(fā)生器(51)連接；所述第一死區(qū)發(fā)生器(50)和第二死區(qū)發(fā)生器(51)的另一輸入端還與直流電壓檢測及保護單元(6)和直流電流檢測及保護單元(7)的輸出端，以及正弦波脈寬調(diào)制整流器控制單元(4)的第四、第五、第六端的交流電流采樣過流信號連接；所述第一死區(qū)發(fā)生器(50)和第二死區(qū)發(fā)生器(51)輸出端分別與A相IGBT隔離及驅(qū)動單元(56)連接，以產(chǎn)生G1、G2控制信號與三相逆變橋(5)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變頻器老化測試裝置，電源輸入補充老化系統(tǒng)工作時損耗的能量，H1、H2、H5、C1、C2、C5及隔離變壓器的作用為對待老化變頻器的輸出進行濾波及隔離，轉(zhuǎn)換為合適幅度的三相正弦波電壓輸送給SPWM整流器控制單元；該單元把三相逆變橋的三相交流電整流為P’－N’總線上的直流電，回饋到待老化變頻器的P－N直流總線上，供待老化變頻器再使用；可以將85％以上的電能回饋到系統(tǒng)再使用，節(jié)約了大量能源；使用本發(fā)明后，耗能極少，對環(huán)境溫度影響很小，減少了對電網(wǎng)的污染；對電源無要求，可以是單相，三相或直流供電，可以老化單相、三相或直流供電的不同功率等級的變頻器，降低了老化設(shè)備的投資，使用方便簡單。
文檔編號G01R31/00GK1779471SQ200410084229
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月17日
發(fā)明者王會華, 紀(jì)正達(dá), 錢匡, 胡新宇 申請人:上海神源電氣有限公司