一種基于變頻器的模擬電機(jī)負(fù)載特性低電壓測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于變頻器的模擬電機(jī)負(fù)載特性低電壓測(cè)試系統(tǒng)，包括交流電源、電壓跌落儀、三相變頻器、測(cè)量裝置、磁粉制動(dòng)器、程控電源和操作后臺(tái)。所述系統(tǒng)設(shè)定電壓跌落儀參數(shù)，模擬電網(wǎng)瞬間跌落工況；通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)錄波數(shù)據(jù)，設(shè)定磁粉制動(dòng)器制動(dòng)模擬曲線，控制待測(cè)電機(jī)與磁粉制動(dòng)器之間的轉(zhuǎn)速差。本發(fā)明通過(guò)設(shè)定電壓跌落儀參數(shù)，模擬電網(wǎng)瞬間跌落工況；通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)錄波數(shù)據(jù)，設(shè)定磁粉制動(dòng)器制動(dòng)模擬曲線，控制待測(cè)電機(jī)與磁粉制動(dòng)器之間的轉(zhuǎn)速差；變頻器信息實(shí)時(shí)上傳操作后臺(tái)，通過(guò)后臺(tái)電腦擬合轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速曲線，控制程控電源輸出激磁電流，模擬電機(jī)運(yùn)行工況下的有功、無(wú)功功率輸出，在充分考慮電機(jī)慣性環(huán)節(jié)情況下，真實(shí)模擬電機(jī)的各種工況。
【專利說(shuō)明】一種基于變頻器的模擬電機(jī)負(fù)載特性低電壓測(cè)試系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種基于變頻器的模擬電機(jī)負(fù)載特性低電壓測(cè)試系統(tǒng)，屬電機(jī)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]當(dāng)代社會(huì)，工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，電機(jī)作為牽引動(dòng)力源應(yīng)用越來(lái)越廣泛，變頻器作為電機(jī)調(diào)速的重要工具，變頻器能夠?qū)崟r(shí)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，準(zhǔn)確控制電機(jī)的輸出功率，變頻器牽引電機(jī)工況下供電外部故障或擾動(dòng)引起的暫態(tài)、動(dòng)態(tài)或長(zhǎng)時(shí)間電源進(jìn)線電壓降低到規(guī)定的低電壓穿越區(qū)內(nèi)時(shí)，觀察變頻器的動(dòng)作情況。目前測(cè)試變頻器低電壓穿越常規(guī)方法多數(shù)直接采用變頻器帶電阻負(fù)載，阻性負(fù)載難以模擬各類負(fù)載特性或者變頻器帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)同軸帶動(dòng)抱剎系統(tǒng)，抱剎系統(tǒng)難以準(zhǔn)確控制，且長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后因摩擦后要不斷調(diào)整，同時(shí)變頻器改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，難以通過(guò)發(fā)電機(jī)模擬負(fù)載工況，或者目前流行的通過(guò)電力電子負(fù)載來(lái)模擬電機(jī)的各種工況下的有功、無(wú)功曲線，但是該電力電子負(fù)載明顯的缺點(diǎn)就是難以模擬電機(jī)的慣性環(huán)節(jié)。
[0004]現(xiàn)有的另一種方法是通過(guò)使用磁粉制動(dòng)器模擬負(fù)載測(cè)試臺(tái)來(lái)進(jìn)行參數(shù)調(diào)試。負(fù)載模擬測(cè)試臺(tái)由電機(jī)、變頻器、傳感器、磁粉制動(dòng)器、程控電源和操作臺(tái)等構(gòu)成。操作臺(tái)與傳感器連接用于接收傳感器的感測(cè)信號(hào)，操作臺(tái)與磁粉制動(dòng)器連接通過(guò)程控電源控制制動(dòng)器工作，操作臺(tái)與電壓跌落裝置用于輸出控制命令控制電壓跌落裝置。這種測(cè)試臺(tái)中，操作臺(tái)通過(guò)對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行控制來(lái)調(diào)節(jié)其輸出制動(dòng)力矩的大小，從而模擬不同力矩的負(fù)載，電壓跌落儀僅用于調(diào)節(jié)輸入交流電源的電壓幅值，時(shí)間，頻率等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是，針對(duì)現(xiàn)有測(cè)試變頻器低電壓穿越常規(guī)方法控制電機(jī)運(yùn)行存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種基于變頻器的模擬電機(jī)負(fù)載特性低電壓測(cè)試系統(tǒng)。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種基于變頻器的模擬電機(jī)負(fù)載特性低電壓測(cè)試系統(tǒng)，包括380V交流電源、電壓跌落儀、三相變頻器、測(cè)量裝置、磁粉制動(dòng)器、程控電源和操作后臺(tái)。
[0007]所述380V交流電源連接電壓跌落儀的輸入端；電壓跌落儀的輸出端連接三相變頻器;三相變頻器輸出帶動(dòng)被試電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn);測(cè)量裝置通過(guò)傳感元件采集和測(cè)量被試電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等參數(shù);磁粉制動(dòng)器作為模擬電動(dòng)機(jī)慣性環(huán)節(jié)的模擬負(fù)載，通過(guò)調(diào)節(jié)激磁電流增加或減小改變被試電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩;程控電源受操作后臺(tái)控制為磁粉制動(dòng)器提供電源;測(cè)量裝置將采集到的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和溫度故障信息送至操作后臺(tái)處理;操作后臺(tái)控制電壓跌落儀的電壓幅值、頻率和跌落時(shí)間設(shè)置。
[0008]所述系統(tǒng)設(shè)定電壓跌落儀參數(shù)，模擬電網(wǎng)瞬間跌落工況;通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)錄波數(shù)據(jù)，設(shè)定磁粉制動(dòng)器制動(dòng)模擬曲線，控制待測(cè)電機(jī)與磁粉制動(dòng)器之間的轉(zhuǎn)速差;變頻器信息實(shí)時(shí)上傳操作后臺(tái)。
[0009]設(shè)定電壓跌落儀參數(shù)包括電壓跌落幅值(20%、60%、90%、130%額定電壓)、跌落時(shí)間、頻率正負(fù)2%，通過(guò)后臺(tái)軟件可以循環(huán)設(shè)定。
[0010]所述程控電源為受操作后臺(tái)控制的直流源，該直流源為電力電子裝置，通過(guò)操作后臺(tái)輸出指令控制電流大小。
[0011 ]制定磁粉制動(dòng)器制動(dòng)模擬曲線，根據(jù)測(cè)試變頻器工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不同，需要收集現(xiàn)場(chǎng)該類型變頻器在電機(jī)啟動(dòng)、突增有功、突減有功、短時(shí)過(guò)載、電壓跌落幅值時(shí)間不同情況及停止，電機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、電流的曲線，通過(guò)操作后臺(tái)電腦擬合轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速曲線，控制程控電源輸出激磁電流，模擬電機(jī)運(yùn)行工況下的有功、無(wú)功功率輸出，在充分考慮電機(jī)慣性環(huán)節(jié)情況下，真實(shí)模擬電機(jī)的各種工況。
[0012]合上變頻器輸入開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)電壓跌落儀，變頻器帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，操作后臺(tái)通過(guò)模擬曲線控制程控電源，輸出激磁電流，測(cè)量單元實(shí)際測(cè)試轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩與后臺(tái)曲線能否重合，通過(guò)公式Trrf-T測(cè)〈AT，實(shí)際值與擬合值重合則控制準(zhǔn)確，Trrf-T測(cè)〉ΛΤ，不重合則需增加PI環(huán)節(jié)，減少誤差，校核程控電源電流，以此通過(guò)后臺(tái)操作完成閉環(huán)測(cè)試。
[0013]驗(yàn)證在變頻器在發(fā)生電能質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，會(huì)出現(xiàn)欠壓、過(guò)壓閉鎖、故障重啟等信息，測(cè)試變頻器多電能質(zhì)量情況下的報(bào)警，同時(shí)驗(yàn)證具備低電壓穿越能力變頻器或者改造后具備低電壓穿越能力變頻器的測(cè)試，在變頻器故障報(bào)警后，信息上傳操作后臺(tái)，操作后臺(tái)停止電壓跌落儀工作，測(cè)試停止。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明基于變頻器的模擬電機(jī)負(fù)載特性低電壓測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)設(shè)定電壓跌落儀參數(shù)，模擬電網(wǎng)瞬間跌落工況;通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)錄波數(shù)據(jù)，設(shè)定磁粉制動(dòng)器制動(dòng)模擬曲線，控制待測(cè)電機(jī)與磁粉制動(dòng)器之間的轉(zhuǎn)速差;變頻器信息實(shí)時(shí)上傳操作后臺(tái)；通過(guò)操作后臺(tái)電腦擬合轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速曲線，控制程控電源輸出激磁電流，模擬電機(jī)運(yùn)行工況下的有功、無(wú)功功率輸出，在充分考慮電機(jī)慣性環(huán)節(jié)情況下，真實(shí)模擬電機(jī)的各種工況。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為一種基于變頻器的模擬電機(jī)負(fù)載特性低電壓測(cè)試系統(tǒng)示意圖；
圖2為一種基于變頻器的模擬電機(jī)負(fù)載特性低電壓測(cè)試流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如圖1所示。
[0017]本實(shí)施一種基于變頻器的模擬電機(jī)負(fù)載特性低電壓測(cè)試系統(tǒng)，包括電機(jī)、變頻器、傳感器、磁粉制動(dòng)器、程控電源和操作臺(tái)等，在系統(tǒng)一、二次接線及通信調(diào)試后，電壓跌落儀輸出與變頻器輸入連接，變頻器輸出帶動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)改變變頻器輸出頻率改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，測(cè)量環(huán)節(jié)測(cè)試轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)，磁粉制動(dòng)器作為模擬電機(jī)慣性環(huán)節(jié)的模擬負(fù)載，通過(guò)調(diào)節(jié)激磁電流增加或減小改變轉(zhuǎn)矩。
[0018]首先根據(jù)測(cè)試變頻器場(chǎng)合不同，需要現(xiàn)場(chǎng)收集該變頻器，電機(jī)啟動(dòng)、突增有功、突減有功、短時(shí)過(guò)載、電壓跌落幅值時(shí)間不同情況及停止，電機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、電流的曲線，通過(guò)操作后臺(tái)電腦擬合轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速曲線，控制程控電源輸出激磁電流，模擬電機(jī)運(yùn)行工況下的有功、無(wú)功功率輸出，真實(shí)模擬電機(jī)的各種工況。本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如圖2所示
操作后臺(tái)通過(guò)模擬曲線控制程控電源，輸出激磁電流，測(cè)量單元實(shí)際測(cè)試轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩與后臺(tái)曲線能否重合，通過(guò)公式Trrf-T測(cè)〈AT，實(shí)際值與擬合值重合則控制準(zhǔn)確，Trrf-T測(cè)〉A(chǔ)T，不重合則需增加PI環(huán)節(jié)，減少誤差，校核程控電源電流，以此通過(guò)操作后臺(tái)完成閉環(huán)校核測(cè)試。
[0019]校核結(jié)束后，操作后臺(tái)設(shè)置電壓跌落儀參數(shù)包括電壓跌落幅值(20%、60%、90%、130%額定電壓)、跌落時(shí)間、頻率偏差2%，電壓跌落值及時(shí)間可以循環(huán)多點(diǎn)設(shè)置。變頻器會(huì)出現(xiàn)欠壓、過(guò)壓閉鎖、故障重啟等故障信息，在變頻器故障報(bào)警后，信息上傳操作后臺(tái)，操作后臺(tái)停止電壓跌落儀工作，記錄電壓的波動(dòng)曲線及變頻器的故障信息，同時(shí)測(cè)試停止，否則測(cè)試?yán)^續(xù)，直到完整測(cè)試變頻器在低電壓情況下的功能。
[0020]本實(shí)施例還可驗(yàn)證不具備低電壓穿越能力變頻器通過(guò)改造后具備低電壓穿越能力變頻器的測(cè)試。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于變頻器的模擬電機(jī)負(fù)載特性低電壓測(cè)試系統(tǒng)，包括380V交流電源、電壓跌落儀、三相變頻器、測(cè)量裝置、磁粉制動(dòng)器、程控電源和操作后臺(tái)， 其特征在于，所述380V交流電源連接電壓跌落儀的輸入端；電壓跌落儀的輸出端連接三相變頻器;三相變頻器輸出帶動(dòng)被試電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)；測(cè)量裝置通過(guò)傳感元件采集和測(cè)量被試電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等參數(shù);磁粉制動(dòng)器作為模擬電動(dòng)機(jī)慣性環(huán)節(jié)的模擬負(fù)載，通過(guò)調(diào)節(jié)激磁電流增加或減小改變被試電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩;程控電源受操作后臺(tái)控制為磁粉制動(dòng)器提供電源;測(cè)量裝置將采集到的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和溫度故障信息送至操作后臺(tái)處理;操作后臺(tái)控制電壓跌落儀的電壓幅值、頻率和跌落時(shí)間設(shè)置； 所述系統(tǒng)設(shè)定電壓跌落儀參數(shù)，模擬電網(wǎng)瞬間跌落工況;通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)錄波數(shù)據(jù)，設(shè)定磁粉制動(dòng)器制動(dòng)模擬曲線，控制待測(cè)電機(jī)與磁粉制動(dòng)器之間的轉(zhuǎn)速差;變頻器信息實(shí)時(shí)上傳操作后臺(tái)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于變頻器的模擬電機(jī)負(fù)載特性低電壓測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓跌落儀參數(shù)包括電壓跌落幅值20%、60%、90%、130%的額定電壓、跌落時(shí)間、頻率正負(fù)2%，所述電壓跌落儀參數(shù)通過(guò)后臺(tái)軟件可以循環(huán)設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于變頻器的模擬電機(jī)負(fù)載特性低電壓測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述程控電源為受操作后臺(tái)控制的直流源，該直流源為電力電子裝置，通過(guò)操作后臺(tái)輸出指令控制電流大小。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于變頻器的模擬電機(jī)負(fù)載特性低電壓測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述磁粉制動(dòng)器制動(dòng)模擬曲線，根據(jù)測(cè)試變頻器工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不同，需要收集現(xiàn)場(chǎng)該類型變頻器在電機(jī)啟動(dòng)、突增有功、突減有功、短時(shí)過(guò)載、電壓跌落幅值時(shí)間不同情況及停止，電機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、電流的曲線，通過(guò)后臺(tái)電腦擬合轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速曲線，控制程控電源輸出激磁電流，模擬電機(jī)運(yùn)行工況下的有功、無(wú)功功率輸出，在充分考慮電機(jī)慣性環(huán)節(jié)情況下，真實(shí)模擬電機(jī)的各種工況； 所述系統(tǒng)合上變頻器輸入開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)電壓跌落儀，變頻器帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，操作后臺(tái)通過(guò)模擬曲線控制程控電源，輸出激磁電流，測(cè)量單元實(shí)際測(cè)試轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩與后臺(tái)曲線能否重合，通過(guò)公式Trrf-T測(cè)〈AT，實(shí)際值與擬合值重合則控制準(zhǔn)確，Trrf-T測(cè)〉ΛΤ，不重合則需增加PI環(huán)節(jié)，減少誤差，校核程控電源電流，以此通過(guò)后臺(tái)操作完成閉環(huán)測(cè)試。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于變頻器的模擬電機(jī)負(fù)載特性低電壓測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)驗(yàn)證在變頻器在發(fā)生電能質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，會(huì)出現(xiàn)欠壓、過(guò)壓閉鎖、故障重啟信息，測(cè)試變頻器多電能質(zhì)量情況下的報(bào)警，同時(shí)驗(yàn)證具備低電壓穿越能力變頻器或者改造后具備低電壓穿越能力變頻器的測(cè)試，在變頻器故障報(bào)警后，信息上傳操作后臺(tái)，操作后臺(tái)停止電壓跌落儀工作，測(cè)試停止。
【文檔編號(hào)】G01R31/34GK106093776SQ201610587361
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月25日 公開(kāi)號(hào)201610587361.X, CN 106093776 A, CN 106093776A, CN 201610587361, CN-A-106093776, CN106093776 A, CN106093776A, CN201610587361, CN201610587361.X
【發(fā)明人】徐在德, 王凱, 范瑞祥, 吳利平, 張建忠, 許慶暉, 鄒進(jìn)
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)江西省電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司