测试装置及测试系统的制作方法

本实用新型涉及测试设备技术领域，尤其涉及一种测试装置及测试系统。

背景技术：

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，我国风能资源丰富，近几年来国家政策也大力扶持风电产业，使得风力发电技术液得到了快速发展。

国内兆瓦级风力发电机组多选用全功率变流器，因此要求变流器输出电流很大。而单模块的变流器结构受到器件容量、开关频率、散热、可靠性等条件的限制，越来越难以满足使用需求。为解决功率变流器并网大电流问题，变流器一般采用多个功率模块单元并联的方式。功率模块单元并联可以平均分担系统功率，同时降低功率模块单元中IGBT功率器件的电流应力，便于IGBT器件的选型；另外，多个功率模块单元并联可以灵活组成各种功率等级的风电变流器系统，用模块化的设计代替系列化，以提高风电变流器功率模块的标准化程度，减少物料种类的维护，从而缩短开发研制和生产周期，降低成本，提高系统的可维护性和互换性。

为了保证变流器安全稳定的运行，变流器在实际应用到风力发电机组之前需要进行测试。目前，针对单模块变流器的测试装置已经发展的比较完善。单模块变流器的测试装置采用单路输入和输出，而多个功率单元并联的变流器有多路输入端口，目前变流器的测试装置已经不能满足测试需求。

因此，亟需一种新的变流器测试装置。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种测试装置及测试系统，旨在提高变流器的测试装置的通用性，满足不同的变流器的测试需求。

本实用新型实施例一方面提供了一种测试装置，用于测试变流器的性能参数，测试装置包括：测试台，采集待测变流器性能参数，待测变流器具有两个以上的输入端；拖动电机，将电能转换为机械能；发电机组，发电机组的输入端连接于拖动电机的输出端，用于将拖动电机输出的机械能转换为电能，发电机组的输出端个数和待测变流器的输入端个数相匹配，以使发电机组的输出端能够连接于待测变流器，驱动待测变流器运行；回能变流器，回能变流器的输入端电连接于测试台的输出端，回能变流器的输出端电连接于拖动电机的输入端，以形成循环测试回路。

根据本实用新型的一个方面，发电机组包括多绕组发电机，多绕组发电机的输入端连接于拖动电机，多绕组发电机的绕组个数与待测变流器的输入端个数相匹配，多绕组发电机的输出端直接连接于待测变流器。

根据本实用新型的一个方面，发电机组包括多绕组发电机和转接箱；多绕组发电机的输入端连接于拖动电机，多绕组发电机的输出端连接于转接箱；转接箱的输出端个数和待测变流器的输入端个数相匹配，转接箱的输出端直接连接于待测变流器。

根据本实用新型的一个方面，转接箱包括M个接线组件，接线组件的个数和多绕组发电机的绕组个数相同，M个接线组件的输入端电连接于多绕组发电机；M个接线组件的输出端直接连接于待测变流器；或者，M个接线组件的输出端并联形成并联输出端，并联输出端的个数和待测变流器的输入端个数相匹配，并联输出端电连接于待测变流器。

根据本实用新型的一个方面，当并联输出端连接于测试台上的待测变流器时，M个接线组件中N个接线组件为一组，并联连接形成M/N个并联输出端，其中，M、N均为正整数，且M能被N整除。

根据本实用新型的一个方面，每一个接线组件的输入端为单相输入端或多相输入端；每一个接线组件的输出端和并联输出端均为单相输出端或多相输出端。

根据本实用新型的一个方面，还包括：拖动变频器，用于控制拖动电机和多绕组电机运转；拖动电机和多绕组发电机同轴连接。

根据本实用新型的一个方面，还包括扭矩传感器，

扭矩传感器的输入端连接于拖动电机，以获取拖动电机的扭矩，扭矩传感器的输出端连接于拖动变频器，以向拖动变频器发送拖动电机的扭矩；

或者/并且，扭矩传感器的输入端连接于多绕组电机，以获取多绕组电机的扭矩，扭矩传感器的输出端连接于拖动变频器，以向拖动变频器发送多绕组电机的扭矩。

根据本实用新型的一个方面，还包括编码器，

编码器连接于拖动电机，以获取拖动电机的转速，编码器的输出端连接于拖动变频器，以向拖动变频器发送拖动电机的转速；

或者/并且，编码器连接于多绕组电机，以获取多绕组电机的转速，编码器的输出端连接于拖动变频器，以向拖动变频器发送多绕组电机的转速。

本实用新型另一方面提供了一种测试系统，用于测试变流器的性能参数，包括：

测试装置，测试装置为本实用新型实施例一方面提供的测试装置；

控制柜，用于控制测试装置和待测变流器运行；

中央控制台，包括数据采集系统及操作面板，数据采集系统用于采集测试装置和待测变流器的运行参数，操作面板用于显示和设定运行参数。

在使用本实用新型实施例的测试装置中，拖动电机、发电机组、回能变流器和测试台构成循环测试回路，该循环测试回路用于测试测试台上待测变流器的性能参数，其中，发电机组的输出端个数和待测变流器的输入端个数相匹配，使得本实用新型的测试装置可以用来测试具有两个以上的输入端的待测变流器，提高测试装置的通用性，满足不同的变流器的测试需求。

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显,其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1是本实用新型实施例的一种测试装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的一种转接箱的结构示意图；

图3是本实用新型另一实施例的一种转接箱的结构示意图；

图4是本实用新型又一实施例的一种转接箱的结构示意图；

图5是本实用新型实施例的一种测试系统的结构示意图。

附图标记说明：

100、测试装置；

110、测试台；111、待测变流器；

120、拖动电机；

130、发电机组；131、多绕组发电机；132、转接箱；132a、接线组件；132b、并联输出端；

140、回能变流器；

150、拖动变频器；

160、扭矩传感器；

170、隔离变压器；

180、中频变压器；

200、控制柜；

300、中央控制台；310、采集系统；320、操作面板。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的实施例的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图5根据本实用新型实施例的试装置及测试系统进行详细描述。

图1为本实用新型实施例提供的一种测试装置100的结构示意图，用于测试变流器的性能参数，测试装置100包括：测试台110，采集待测变流器111性能参数，待测变流器111具有两个以上的输入端；拖动电机120，将电能转换为机械能；发电机组130，发电机组130的输入端连接于拖动电机120的输出端，用于将拖动电机120输出的机械能转换为电能，发电机组130的输出端个数和待测变流器111的输入端个数相匹配，以使发电机组130的输出端能够连接于待测变流器111，驱动待测变流器111运行；回能变流器140，回能变流器140的输入端电连接于测试台110的输出端，回能变流器140的输出端电连接于拖动电机120的输入端，以形成循环测试回路。

在使用本实用新型实施例的测试装置100中，拖动电机120、发电机组130、回能变流器140和测试台110构成循环测试回路，该循环测试回路用于测试测试台110上待测变流器111的性能参数，其中，发电机组130的输出端个数和待测变流器111的输入端个数相匹配，使得本实用新型的测试装置100可以用来测试具有两个以上的输入端的待测变流器111，提高测试装置100的通用性，满足不同的变流器的测试需求。

其中，测试装置100还包括隔离变压器170，隔离变压器170的输入端连接于电网，隔离变压器170的输出端连接于拖动电机120，使得拖动电机120通过隔离变压器170连接于电网，隔离变压器170将电网的电转变为满足拖动电机120使用需求的电，以保证拖动电机120的正常运行。

测试装置100还包括中频变压器180，中频变压器180的输入端连接于测试台110上的待测变流器111，中频变压器180的输出端连接于回能变流器140，中频变压器180对待测变流器111的输出电压进行调节，为回能变流器140供给输入合适的供电电压。回能变流器140将被试变流器的输出电压转换成与电网同频率、同相位和等幅值的电网电压，从而形成稳定的测试循环回路。

发电机组130的输出端个数和待测变流器111的输入端个数相匹配的实施方式有多种，在一些可选的实施例中，发电机组130包括多绕组发电机131，多绕组发电机131的输入端连接于拖动电机120，多绕组发电机131的绕组个数与待测变流器111的输入端个数相匹配，多绕组发电机131的输出端直接连接于待测变流器111。

在这些可选的实施例中，发电机组130包括多绕组发电机131，多绕组发电机131的每一个绕组形成一个输出端，绕组个数和待测变流器111的输入端个数相匹配，从而使得发电机组130的输出端个数和待测变流器111的输入端个数相匹配。

在另一些可选的实施例中，发电机组130包括多绕组发电机131和转接箱132；多绕组发电机131的输入端连接于拖动电机120，多绕组发电机131的输出端连接于转接箱132；转接箱132的输出端个数和待测变流器111的输入端个数相匹配，转接箱132的输出端直接连接于待测变流器111。

在这些可选的实施例中，发电机组130包括多绕组发电机131和转接箱132，多绕组发电机131通过转接箱132和待测变流器111连接，转接箱132的输出端个数和待测变流器111的输入端个数相匹配，因此通过调节转接箱132的输出端个数，或者通过更换转接箱132，即可使得测试装置100能够测试输入端个数不同的待测变流器111，无需更换多绕组发电机131，提高测试装置100的通用性的同时，还能够降低操作难度。

可以理解的是，当测试装置100用于测试输入端个数不同的多个待测变流器111时，转接箱132的输出端个数和待测变流器111的输入端个数相匹配的设置方式有多种，例如，测试装置100配备多个转接箱132，且多个转接箱132之间输出端个数不同，根据待测变流器111的输入端个数选择合适的转接箱132，使得转接箱132的输出端个数和待测变流器111的输入端个数相匹配。

在另一些可选的实施例中，转接箱132包括M个接线组件132a，接线组件132a的个数和多绕组发电机131的绕组个数相同，M个接线组件132a的输入端电连接于多绕组发电机131。当待测变流器111的输入端个数为M个时，M个接线组件132a的输出端直接连接于待测变流器111；或者，M个接线组件132a的输出端并联形成并联输出端132b，并联输出端132b的个数和待测变流器111的输入端个数相匹配，并联输出端132b电连接于待测变流器111。

在这些可选的实施例中，转接箱132包括M个转接组件，转接组件的输入端直接连接于多绕组发电机131，转接组件的输出端可并联形成并联输出端132b，由于并联输出端132b由转接组件的输出端并联形成，因此并联输出端132b的输出电压等于转接组件的输出端电压，不会使得并联输出端132b的电压增大，并联输出端132b的电压适用于待测变流器111，同时并联输出端132b使得转接箱132的输出端个数可调，因此只要调节转接箱132的输出端个数，即可使得测试装置100能够测试不同输入端个数的待测变流器111，操作简单，使用方便。

其中，多绕组发电机131的绕组个数在此不做限定，由于多绕组发电机131的绕组个数决定了接线组件132a的个数，为了提高测试装置100的通用性，多绕组发电机131的绕组个数应该较大，例如多绕组发电机131为6绕组发电机、12绕组发电机等。

M个接线组件132a的输出端并联形成并联输出端132b的实施方式有多种，在一些可选的实施例中，M个接线组件132a中N个接线组件132a为一组，并联连接形成M/N个并联输出端132b，其中，M、N均为正整数，且M能被N整除。其中，M和N可以相等，当M和N相等时，即M个接线组件132a的输出端直接连接于待测变流器111。

其中，这里接线组件132a的输入端可以为单相输入端或多相输入端；接线组件132a的输出端可以为单相输出端或多相输出端。当接线组件132a的输出端为单相输出端时，多个接线组件132a的输出端并联形成的并联输出端132b为单相输出端；当接线组件132a的输出端为多相输出端时，多个接线组件132a的输出端并联形成的并联输出端132b为多相输出端。由于多绕组发电机131一般输出三相电，因此接线组件132a的输入端可以为三相输入端，接线组件132a的输出端可以为三相输出端，并联输出端132b为三相输出端。

下面以12绕组发电机为例，具体说明一下实施方式，当多绕组发电机131的绕组个数为12时，接线箱的接线组件132a个数为12，12个接线组件132a的输入端分别连接于多绕组发电机131的每一个绕组。

如图1所示，待测变流器111具有12个相互并联的功率模块，因此待测变流器111具有12个输入端，图1中示意性的只画出了第一个功率模块和第十二个功率模块对应的连接方式。如图2所示，图2示出了转接箱132中接线组件132a的输出端结构示意图，其中A、B、C为接线组件132a的一组三相输出端，一共有12个接线组件132a，12个三相输出端。当待测变流器111的输入端个数为12个时，12个接线组件132a的输出端分别连接于待测变流器111的输入端。

如图3所示，当待测变流器111的输入端个数为4个时，12个接线组件132a的输出端3个为一组并联，形成4个并联输出端132b，4个并联输出端132b分别与待测变流器111的输入端相连，其中为了能够更加准确示意出其中一个并联输出端132b，图中用虚线将4个并联输出端132b进行了区分，可以理解的是，虚线并不是可见的，不构成对转接箱132结构的限定。

如图4所示，当待测变流器111的输入端个数为2个时，12个接线组件132a的输出端6个为一组并联，形成2个并联输出端132b。同样的，图中用虚线将2个并联输出端132b进行了区分，可以理解的是，虚线并不是可见的，不构成对转接箱132结构的限定。

因此，在本实用新型实施例中，转接箱132的输出端个数可调，适用于不同输入端个数的待测变流器111，提高测试装置100的通用性。

在另一些可选的实施例中，当待测变流器111的输入端个数为6个时，12个接线组件132a的输出端2个为一组并联，形成6个并联输出端132b。

在一些可选的实施例中，测试装置100还包括：拖动变频器150，用于驱动拖动电机120和多绕组电机运转；拖动电机120和多绕组发电机131同轴连接。

其中，拖动电机120和多绕组发电机131同轴连接的方式有多种，例如拖动电机120和多绕组发电机131同轴并使用花键联接，使得拖动电机120和多绕组发电机131之间信号传输稳定。

在这些可选的实施例中，拖动变频器150能够控制拖动电机120和多绕组电机的运转，使得拖动电机120和多绕组发电机131根据实际需求进行运行，其中，拖动电机120和多绕组发电机131同轴连接，使得拖动电机120和多绕组发电机131能够同速运转，因此拖动变频器150只要控制拖动电机120和多绕组发电机131两者中的一者即可，降低控制难度。

在一些可选的实施例中，测试装置100还包括扭矩传感器160，扭矩传感器160的输入端连接于拖动电机120，以获取拖动电机120的扭矩，扭矩传感器160的输出端连接于拖动变频器150，以向拖动变频器150发送拖动电机120的扭矩；或者/并且，扭矩传感器160的输入端连接于多绕组发电机131，以获取多绕组发电机131的扭矩，扭矩传感器160的输出端连接于拖动变频器150，以向拖动变频器150发送多绕组发电机131的扭矩。

在这些可选的实施例中，测试装置100还包括扭矩传感器160，由于拖动电机120和多绕组发电机131同轴连接，拖动变频器150只要控制拖动电机120和多绕组发电机131其中一者即可，因此扭矩传感器160可以设置在拖动电机120和多绕组发电机131中任意一者上，或者扭矩传感器160同时设置于拖动电机120和多绕组发电机131，提高扭矩传感器160获取的数据的可靠性，扭矩传感器160能够获取拖动电机120和/或多绕组发电机131的扭矩，并向拖动变频器150发送该扭矩，使得拖动变频器150可以根据该扭矩控制拖动电机120和多绕组发电机131的运转，保证测试装置100的正常稳定运行。

在一些可选的实施例中，测试装置100还包括编码器，编码器连接于拖动电机120，以获取拖动电机120的转速，编码器的输出端连接于拖动变频器150，以向拖动变频器150发送拖动电机120的转速；或者/并且，编码器连接于多绕组发电机131，以获取多绕组发电机的转速131，编码器的输出端连接于拖动变频器150，以向拖动变频器150发送多绕组发电机131的转速。

在这些可选的实施例中，测试装置100还包括编码器，由于拖动电机120和多绕组发电机131同轴连接，拖动变频器150只要控制拖动电机120和多绕组发电机131其中一者即可，因此编码器可以设置在拖动电机120和多绕组发电机131中任意一者上，或者编码器同时设置于拖动电机120和多绕组发电机131，提高编码器获取的数据的可靠性，编码器能够获取拖动电机120和/或多绕组发电机131的转速，并向拖动变频器150发送该转速，使得拖动变频器150可以根据该转速控制拖动电机120和多绕组发电机131的运转，保证测试装置100的正常稳定运行。

请一并结合图5，本实用新型第二实施例还提供一种测试系统，用于测试变流器的性能参数，测试装置100，测试装置100为上述任一第一实施例的测试装置100；控制柜200，用于控制测试装置100和待测变流器111运行；中央控制台300，包括数据采集系统310及操作面板320，数据采集系统310用于采集测试装置100和待测变流器111的运行参数，操作面板320用于显示测试装置100和待测变流器111的运行参数，并用于录入和设定测试装置100及待测变流器111的运行参数。

本实用新型实施例中，测试装置100能够为待测变流器111提供试验台，且不同个数输入端的变流器都适用，控制柜200能够控制测试装置100的运行状态，使得测试装置100能够按照测试要求进行运行，数据采集系统310能够采集测试装置100的运行参数以及待测变流器111的运行参数，操作面板320能够显示这些运行参数，方便用户及时连接待测变流器111以及测试装置100的运行状态，同时通过操作面板320还能够设定这些运行参数，方便用户根据测试装置100和待测变流器111的运行及时调整测试装置100和待测变流器111的运行状态。

其中，控制柜200控制测试装置100运行是指，控制柜200控制测试装置100各零部件的运行，例如控制柜200控制测试装置100的拖动变频器150、回能变流器140、待测变流器111等零部件的运行。

控制柜200控制测试装置100运行的实施方式有多种，例如，控制柜200包括控制器，控制器通过有线或无线以太网连接于测试装置100的各零部件，并向测试装置100的各零部件通过有线或无线以太网发送控制指令，从而达到控制测试装置100各零部件的目的。

数据采集系统310采集测试装置100和待测变流器111的运行参数包括，数据采集系统310用于实时采集并存储拖动电机120的转速、扭矩、电压、温度、电流、功率、频率、功率因数，以及回能变流器140的母线电压、输入电压、运行温度、输入电流、输入频率、输出电压、输出电流、输出功率、输出频率，以及机侧电压、电流、功率、频率、功率因数，还有网侧电压、电流、功率、频率、功率因数，多绕组发电机131的转速、绕组温度等，并向操作面板320发送这些参数，使得操作面板320能够显示这些运行参数，方便用户及时了解测试装置100的运行状况。同时数据采集系统310还能够录入拖动电机120产生的风速信息，并将这些信息形成曲线在操作面板320进行显示，方便用户根据测试需求模拟所需的风速特性以进行试验。

在一些可选的实施例中，数据采集系统310由扭矩测量装置、转速编码器、电压测量传感器、电流测量传感器、绕组温度等高精度传感器，高速数据采集板卡，通讯模块等组成。通过以太网通讯方式，数据采集系统310将数据传给操作面板320实时显示，并能实现曲线归档和历史查询等功能。

控制柜200还可以通过数据采集系统310实时获取运行参数，便于控制柜200对测试装置100及待测变流器111的运行状态进行监视。

本实用新型可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本实用新型的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。