专利名称：可控整流单元的变频电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力测试设备，特别涉及一种可控整流单元的变频电源装 置。
背景技术：
随着异步电机额定容量的提高和型式的多样化，鉴于试验条件所限，电机温升试验越来越多的采用叠频试验法进行。在叠频试验电源的选择上，受益于变频技术的愈发成熟，目前多采用变频试验电源。由叠频试验的基本原理可知，在进行试验时，电源需要向被试电机提供等同于u = U1Sinf; Wit+ 0 D+l^sinOj+ 0 2)形式的波形,使得被试电机循环工作于电动和发电状态，从而达到温升试验的目的。目前变频电源多采用的结构型式如图I所示，由电网提供的交流电经整流、储能及逆变单元，最终输出所需要的试验电源。在整个电源构成中，整流单元采用二极管不可控整流，核心算法都集中在逆变部分。这种试验电源系统可以很好的完成异步电机的叠频温升试验，但是由于电机工作在电动-发电状态，随着负载电流的增加，直流母线电压有一个逐渐上升的过程，电机端电压相应逐步升闻。
发明内容本实用新型的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供一种可控整流单元的变频电源装置。本实用新型的被试电机在进行叠频试验时，工作在电动-发电状态，所以在发电时产生的能量将对储能电容充电，使得储能电容的端电压升高，虽然在设计母线电容时按照峰值电压计算，允许此现象的存在，但如果直流母线电压能够得到适当的降低，那么将大大减小母线平均电压值，减小储能电容的容量。本实用新型的主控单元不再仅限于对逆变单元的控制，而是采用整流单元及逆变单元的协调控制。整流单元采用可控硅整流器，主控单元在控制逆变单元的过程中，同时也将控制整流器的输出电压，使得叠频试验过程中变频电源输出保持稳定，并且直流母线电压可以合理的降低，以免给储能电容造成负荷压力。本实用新型包括主控单元、逆变单元、整流单元和储能电容，其特征在于整流单元为可控硅整流器，整流单元的输出端直流母线连接有储能电容，整流单元经逆变单元与被试电机连接，主控单元的检测端与变频电源输出侧连接，主控单元的输出端分别与整流单元控制极、逆变单元控制极连接。本实用新型的主控单元为一控制可控硅整流单元输出电压及变频电源输出电压的控制板。本实用新型的可控硅整流器的容量为10 lOOOOkW。储能电容容量为ImF 1F。逆变单元为三相逆变器，容量为50 lOOOOkW。本实用新型处于叠频试验的情况下，输出电压调节至380V、690V等不同的电压等级，施加副频电源后，被试电机端电压会升高，主控单元的输出端与整流单元控制极连接，经主控单元对整流单元的调节，保持输出电源稳定，同时降低直流母线电压峰值，保护储能电容免受冲击，提升试验能力。本实用新型的优点是在电机叠频试验时，副频电源的施加导致被试电机端电压升高，主控单元在检测到电机端电压超过额定电压的信号时，会自动调整整流单元输出电压，使得变频电源输出电压降低，达到额定电压值，并保持稳定，同时直流母线电压峰值下降，保护储能电容免受冲击，能提升电源的试验能力，降低成本。
图I变频电源的原理框图； 图2本实用新型的结构原理框图；图3两种变频电源直流母线上的电压波形图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例本实用新型为使变频试验电源装置用于被试电机的叠频试验中更完善，在保证其试验能力的前提下，提高电源装置的稳定性，并使电源成本的进一步降低。本实用新型的特征在于主控单元I不再仅限于逆变单元3的控制，而是采用整流、逆变单元2、3的协调控制，并且采集变频电源输出侧电压作为反馈信号，用来控制可控硅整流器。整流单元2采用可控硅整流器，可控硅整流器的容量为10 lOOOOkW。逆变单元3为三相逆变器，容量为50 lOOOOkW。主控单元I在控制逆变单元3的过程中，同时也将控制整流器的输出电压，使得变频电源输出在试验过程中保持稳定，同时直流母线电压可以合理的降低，以免给储能电容5造成负荷压力。由于反馈信号采集的是输出侧电压，所以可以有很好的稳压效果。主控单元I为控制可控硅整流单元输出电压及变频电源输出电压的控制板。在叠频试验时，主控单元I控制逆变器施加U。= U1Sin ( J+0 J的电源给被试电机4，使得被试电机4正常起动并达到稳定运行状态，然后调节主控单元I，将施加在被试电机4上的电源调整为U = U1Sin (oj+ 9 D+Upir^o^t+ 0 2)，即对被试电机4同时施加主、副频电源，被试电机4进入叠频试验状态。在被试电机4进入叠频试验后，被试电机4的运行状态发生改变，出现在电动、发电两种工作状态下循环反复切换，这样，对于母线上的储能电容5来说，就运行在一个往复的充、放电状态，相当于一个储能器。储能电容5在充电过程中，两端电压迅速上升，储能电容5容量的大小直接决定了其能够达到的电压幅值，也就是电源的试验能力。如果此时将整流单元2输出电压降低，那么电容的充电裕量就会增力口，不仅保护了电容免受尖峰电压的冲击，又增加了电源的试验容量。储能电容5容量为ImF IF0从实施过程可以看出，本实用新型充分考虑了逆变单元3和整流单元2的协调控制，主控单元I在控制逆变3输出的同时，监测变频电源输出电压的变化，在变频电源输出侧电压升高时，主控单元I会调整整流单元2输出电压，使得变频电源输出控制可控硅整流单元输出电压及变频电源输出电压的稳定，可以实现多级调压，并且具有稳压作用。比如利用此电路结构，将输出电压调节至380V、690V等不同的电压等级，并保持输出稳定。同时直流母线电压峰值整体向下平移，很好的保护了电容免受冲击，也从侧面提升了电源的试验能力，而成本上也没有明显的增加，参见图3，图中A为不可控整流方案，B为可控整流方案。在叠频试验时，输出电压调节至380V、690V等不同的电压等级，施加副频电源后，电机端电压会升高，此时经主控单元I对整流单元2的调节，使输出电源稳定，同时降低直流母线电压 峰值，保护储能电容5免受冲击，提升试验能力。
权利要求1.一种可控整流单元的变频电源装置，包括主控单元、逆变单元、整流单元和储能电容，其特征在于整流单元为可控硅整流器，整流单元的输出端直流母线连接有储能电容，整流单元经逆变单元与被试电机连接，主控单元的检测端与变频电源输出侧连接，主控单元的输出端分别与整流单元控制极、逆变单元控制极连接。
2.根据权利要求I所述的可控整流单元的变频电源装置，其特征在于所述主控单元为一控制可控硅整流单元输出电压及变频电源输出电压的控制板。
3.根据权利要求I所述的可控整流单元的变频电源装置，其特征在于所述可控硅整流器的容量为10 lOOOOkW。
4.根据权利要求I所述的可控整流单元的变频电源装置，其特征在于所述储能电容容量为ImF IF0
5.根据权利要求I所述的可控整流单元的变频电源装置，其特征在于所述逆变单元为三相逆变器，容量为50 lOOOOkW。
专利摘要一种可控整流单元的变频电源装置，包括主控单元、逆变单元、整流单元和储能电容，其特征在于整流单元为可控硅整流器，整流单元的输出端直流母线连接有储能电容，整流单元经逆变单元与被试电机连接，主控单元的检测端与变频电源输出侧连接，主控单元的输出端分别与整流单元控制极、逆变单元控制极连接。本实用新型的优点是在电机叠频试验时，副频电源的施加导致被试电机端电压升高，主控单元在检测到电机端电压超过额定电压的信号时，会自动调整整流单元输出电压，使得变频电源输出电压降低，达到额定电压值，并保持稳定，同时直流母线电压峰值下降，保护储能电容免受冲击，能提升电源的试验能力，降低成本。
文档编号H02M5/458GK202364130SQ20112032569
公开日2012年8月1日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者冯东升, 吴汉熙, 王涛, 陈叶荣 申请人:上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司, 上海电科电机科技有限公司