一種新型的高壓變頻器老化測試平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及高頻變壓器，尤其是一種新型的高壓變頻器老化測試平臺。
【背景技術】
[0002]隨著電力電子技術的發展，高壓變頻器已廣泛應用于電力、冶金、石化、自來水、煤炭等領域，節省了大量的電能，創造了相當可觀的經濟效益和社會效益。而當前高壓變頻器正朝著大功率、多元化的方向發展，如何滿足不同電壓等級、不同頻率及不同容量的高壓變頻器出廠的滿功率測試是擺在我們眼前的難題，有必要開發新的測試平臺。
[0003]目前國內通用型的高壓變頻器老化測試平臺主要是特定電壓等級及特定頻率的變頻器帶與之適應的電動機，而國內外高壓變頻器電壓等級主要有3kV、4.16kV、6kV、10kV，頻率有50Hz或60Hz，測試平臺為了適應不同型號的高壓變頻器的測試，往往通過升壓變壓器或者降壓變壓器給不同型號的高壓變頻器提供對應電壓等級的主電源，這種方式下主電源的頻率無法調節，無法完全滿足不同型號高壓變頻器的測試要求。另外國內高壓變頻器測試平臺的負載電動機一般均為50Hz，而某些出口項目中的高壓變頻器運行工況為4.16kV、60Hz可調，測試平臺的負載電動機無法完全與之匹配。
【發明內容】
[0004]為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種新型的高壓變頻器老化測試平臺。
[0005 ]本發明采用的技術方案是:
一種新型的高壓變頻器老化測試平臺，包括自電網進線接入且依次串聯的輸入開關QF1、高壓變頻電源、輸出濾波電抗器L1、輸入開關QF2、用于裝配被測高壓變頻器的測試臺位、并網電抗器L2，以及并網開關QF3與控制系統，該并網開關QF3兩端分別與輸出濾波電抗器LI的輸出端、并網電抗器L2的輸出端連接;所述控制系統用于控制輸入開關QF1、輸入開關QF2與并網開關QF3的開關狀態切換，以及控制被測高壓變頻器輸出電壓的幅值、頻率及相位跟蹤高壓變頻電源輸出電壓的幅值、頻率及相位。
[0006]進一步，所述控制系統包括依次連接的觸摸屏和/或DCS、PLC、主控板以及光通訊子板，PLC與主控板之間采用RS232串行通信，觸摸屏和/或DCS用于輸入運行頻率給PLC并由PLC反饋給主控板，PLC還用于控制輸入開關QF1、輸入開關QF2與并網開關QF3的開關狀態切換，主控板用于通過光通訊子板控制被測高壓變頻器輸出電壓的幅值、頻率及相位跟蹤高壓變頻電源輸出電壓的幅值、頻率及相位，所述光通訊子板采用光纖與被測高壓變頻器的所有單元控制板通訊。
[0007]進一步，所述主控板包括依次連接的FPGA、DSP以及脈沖管理單元;FPGA與PLC連接并用于高壓變頻電源輸出電壓采樣、被測高壓變頻器輸出電壓與電流的采樣、鎖相及鎖相成功判斷;DSP用于根據FPGA傳過來的頻率和相位數據，實時調節被測高壓變頻器的輸出頻率，達到調相的目的，以及在被測高壓變頻器輸出電壓與高壓變頻電源電壓同頻同相的基礎下，調節DSP輸出的幅值，使得高壓變頻器的輸出電壓盡可能的接近高壓變頻電源的電壓幅值;脈沖管理單元負責生成三相PWM驅動信號并傳輸給光通訊子板，進而作用于被測高壓變頻器。
[0008]進一步，所述FPGA的鎖相包括以下步驟:采樣雙環解耦輸出被測高壓變頻器輸出電壓的正序q軸分量，正序q軸分量經過PI控制之后與給定角頻率進行比較，再經過積分環節Ι/s得到鎖相角度。
[0009]本發明的有益效果:
1)本高壓變頻器老化測試平臺可通用于不同型號的高壓變頻器，測試平臺可提供特定的主電源，諧波含量在3%以內，主電源的電壓等級及頻率可實現無級可調；
2)本高壓變頻器老化測試平臺能量損耗較少，可實現能量循環利用，外部電網只需要給系統補充變頻器及電抗器的損耗即可；
3)本測試平臺中的高壓變頻器可運行在50Hz或者60Hz進行并網回饋，并網后均可自行設置老化電流；
4)本高壓變頻器測試平臺使用靈活方便、通用性強、成本低、占用體積小。
【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本發明的一部分實施例，而不是全部實施例，本領域的技術人員在【附圖說明】前提下，獲得的其他設計方案和附圖:
圖1是本發明高壓變頻器老化測試平臺的控制原理圖；
圖2是本發明高壓變頻器老化測試平臺的控制系統結構示意圖；
圖3是本發明所采用的鎖相環原理圖。
【具體實施方式】
[0011]參照圖1-圖2所示，為本發明的一種新型的高壓變頻器老化測試平臺，包括自電網進線接入且依次串聯的輸入開關QF1、高壓變頻電源、輸出濾波電抗器L1、輸入開關QF2、用于裝配被測高壓變頻器的測試臺位、并網電抗器L2，以及并網開關QF3與控制系統，該并網開關QF3兩端分別與輸出濾波電抗器LI的輸出端、并網電抗器L2的輸出端連接;所述控制系統用于控制輸入開關QFl、輸入開關QF2與并網開關QF3的開關狀態切換，以及控制被測高壓變頻器輸出電壓的幅值、頻率及相位跟蹤高壓變頻電源輸出電壓的幅值、頻率及相位。
[0012]具體原理為:電網電壓通過輸入開關QFl送到高壓變頻電源，此高壓變頻電源輸出電壓等級和頻率可實現從O—10kV、0—60Hz無級可調，高壓變頻電源輸出波形經過濾波電抗器LI濾波之后輸出三相純正的正弦波，它可直接作為交流供電電源，此主電源經過高壓變頻器輸入開關QF2后送入被測的高壓變頻器，此高壓變頻器的型號可任意選擇，被測高壓變頻器輸出電壓的幅值、頻率及相位需跟蹤高壓變頻電源輸出電壓的幅值、頻率及相位，保持完全同步之后經過并網電抗器L2及并網開關QF3并網，實現能量循環利用，高壓變頻電源只需給系統補充高壓變頻器和電抗器自身損耗即可。
[0013]所述控制系統包括依次連接的觸摸屏和/或DCS、PLC、主控板以及光通訊子板，PLC與主控板之間采用RS232串行通信，觸摸屏和/或DCS用于輸入運行頻率給PLC并由PLC反饋給主控板，PLC還用于控制輸入開關QF1、輸入開關QF2與并網開關QF3的開關狀態切換，主控板用于通過光通訊子板控制被測高壓變頻器輸出電壓的幅值、頻率及相位跟蹤高壓變頻電源輸出電壓的幅值、頻率及相位，所述光通訊子板采用光纖與被測高壓變頻器的所有單元控制板通訊。
[0014]其中，所述主控板包括依次連接的FPGA、DSP以及脈沖管理單元;FPGA與PLC連接并用于高壓變頻電源輸出電壓采樣、被測高壓變頻器輸出電壓與電流的采樣、鎖相及鎖相成功判斷;DSP用于根據FPGA傳過來的頻率和相位數據，實時調節被測高壓變頻器的輸出頻率，達到調相的目的，以及在被測高壓變頻器輸出電壓與高壓變頻電源電壓同頻同相的基礎下，調節DSP輸出的幅值，使得高壓變頻器的輸出電壓盡可能的接近高壓變頻電源的電壓幅值;脈沖管理單元負責生成三相PWM驅動信號并傳輸給光通訊子板，進而作用于被測高壓變頻器，同時獲得各單元的狀態，單元若有故障做出相應的處理(旁通)，并把工作模式和故障情況上報給PLC。
[0015]如圖3所示，FPGA的鎖相包括以下步驟:采樣雙環解耦輸出被測高壓變頻器輸出電壓的正序q軸分量，正序q軸分量經過PI控制之后與給定角頻率進行比較，再經過積分環節Ι/s得到鎖相角度。
[0016]以上所述僅為本發明的優先實施方式，本發明并不限定于上述實施方式，只要以基本相同手段實現本發明目的的技術方案都屬于本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種新型的高壓變頻器老化測試平臺，其特征在于:包括自電網進線接入且依次串聯的輸入開關QF1、高壓變頻電源、輸出濾波電抗器L1、輸入開關QF2、用于裝配被測高壓變頻器的測試臺位、并網電抗器L2，以及并網開關QF3與控制系統，該并網開關QF3兩端分別與輸出濾波電抗器LI的輸出端、并網電抗器L2的輸出端連接;所述控制系統用于控制輸入開關QFl、輸入開關QF2與并網開關QF3的開關狀態切換，以及控制被測尚壓變頻器輸出電壓的幅值、頻率及相位跟蹤高壓變頻電源輸出電壓的幅值、頻率及相位。2.根據權利要求1所述的一種新型的高壓變頻器老化測試平臺，其特征在于:所述控制系統包括依次連接的觸摸屏和/或DCS、PLC、主控板以及光通訊子板，PLC與主控板之間采用RS232串行通信，觸摸屏和/或DCS用于輸入運行頻率給PLC并由PLC反饋給主控板，PLC還用于控制輸入開關QF1、輸入開關QF2與并網開關QF3的開關狀態切換，主控板用于通過光通訊子板控制被測高壓變頻器輸出電壓的幅值、頻率及相位跟蹤高壓變頻電源輸出電壓的幅值、頻率及相位，所述光通訊子板采用光纖與被測高壓變頻器的所有單元控制板通訊。3.根據權利要求2所述的一種新型的高壓變頻器老化測試平臺，其特征在于:所述主控板包括依次連接的FPGA、DSP以及脈沖管理單元;FPGA與PLC連接并用于高壓變頻電源輸出電壓采樣、被測高壓變頻器輸出電壓與電流的采樣、鎖相及鎖相成功判斷；DSP用于根據FPGA傳過來的頻率和相位數據，實時調節被測高壓變頻器的輸出頻率，達到調相的目的，以及在被測高壓變頻器輸出電壓與高壓變頻電源電壓同頻同相的基礎下，調節DSP輸出的幅值，使得高壓變頻器的輸出電壓盡可能的接近高壓變頻電源的電壓幅值;脈沖管理單元負責生成三相PWM驅動信號并傳輸給光通訊子板，進而作用于被測高壓變頻器。4.根據權利要求3所述的一種新型的高壓變頻器老化測試平臺，其特征在于:所述FPGA的鎖相包括以下步驟:采樣雙環解耦輸出被測高壓變頻器輸出電壓的正序q軸分量，正序q軸分量經過PI控制之后與給定角頻率進行比較，再經過積分環節1/s得到鎖相角度。
【專利摘要】本發明公開了一種新型的高壓變頻器老化測試平臺，包括自電網進線接入且依次串聯的輸入開關QF1、高壓變頻電源、輸出濾波電抗器L1、輸入開關QF2、用于裝配被測高壓變頻器的測試臺位、并網電抗器L2，以及并網開關QF3與控制系統，該并網開關QF3兩端分別與輸出濾波電抗器L1的輸出端、并網電抗器L2的輸出端連接；所述控制系統用于控制輸入開關QF1、輸入開關QF2與并網開關QF3的開關狀態切換，以及控制被測高壓變頻器輸出電壓的幅值、頻率及相位跟蹤高壓變頻電源輸出。本高壓變頻器老化測試平臺可通用于不同型號的高壓變頻器，測試平臺可提供特定的主電源，諧波含量在3%以內，主電源的電壓等級及頻率可實現無級可調。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號】CN105652128
【申請號】
【發明人】劉敏濤, 蔡琨, 黃順杭, 陳守信, 黎林, 周立專
【申請人】廣東明陽龍源電力電子有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月14日