一种新型的高压变频器老化测试平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高频变压器，尤其是一种新型的高压变频器老化测试平台。
【背景技术】
[0002]随着电力电子技术的发展，高压变频器已广泛应用于电力、冶金、石化、自来水、煤炭等领域，节省了大量的电能，创造了相当可观的经济效益和社会效益。而当前高压变频器正朝着大功率、多元化的方向发展，如何满足不同电压等级、不同频率及不同容量的高压变频器出厂的满功率测试是摆在我们眼前的难题，有必要开发新的测试平台。
[0003]目前国内通用型的高压变频器老化测试平台主要是特定电压等级及特定频率的变频器带与之适应的电动机，而国内外高压变频器电压等级主要有3kV、4.16kV、6kV、10kV，频率有50Hz或60Hz，测试平台为了适应不同型号的高压变频器的测试，往往通过升压变压器或者降压变压器给不同型号的高压变频器提供对应电压等级的主电源，这种方式下主电源的频率无法调节，无法完全满足不同型号高压变频器的测试要求。另外国内高压变频器测试平台的负载电动机一般均为50Hz，而某些出口项目中的高压变频器运行工况为4.16kV、60Hz可调，测试平台的负载电动机无法完全与之匹配。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种新型的高压变频器老化测试平台。
[0005 ]本发明采用的技术方案是:
一种新型的高压变频器老化测试平台，包括自电网进线接入且依次串联的输入开关QF1、高压变频电源、输出滤波电抗器L1、输入开关QF2、用于装配被测高压变频器的测试台位、并网电抗器L2，以及并网开关QF3与控制系统，该并网开关QF3两端分别与输出滤波电抗器LI的输出端、并网电抗器L2的输出端连接;所述控制系统用于控制输入开关QF1、输入开关QF2与并网开关QF3的开关状态切换，以及控制被测高压变频器输出电压的幅值、频率及相位跟踪高压变频电源输出电压的幅值、频率及相位。
[0006]进一步，所述控制系统包括依次连接的触摸屏和/或DCS、PLC、主控板以及光通讯子板，PLC与主控板之间采用RS232串行通信，触摸屏和/或DCS用于输入运行频率给PLC并由PLC反馈给主控板，PLC还用于控制输入开关QF1、输入开关QF2与并网开关QF3的开关状态切换，主控板用于通过光通讯子板控制被测高压变频器输出电压的幅值、频率及相位跟踪高压变频电源输出电压的幅值、频率及相位，所述光通讯子板采用光纤与被测高压变频器的所有单元控制板通讯。
[0007]进一步，所述主控板包括依次连接的FPGA、DSP以及脉冲管理单元;FPGA与PLC连接并用于高压变频电源输出电压采样、被测高压变频器输出电压与电流的采样、锁相及锁相成功判断;DSP用于根据FPGA传过来的频率和相位数据，实时调节被测高压变频器的输出频率，达到调相的目的，以及在被测高压变频器输出电压与高压变频电源电压同频同相的基础下，调节DSP输出的幅值，使得高压变频器的输出电压尽可能的接近高压变频电源的电压幅值;脉冲管理单元负责生成三相PWM驱动信号并传输给光通讯子板，进而作用于被测高压变频器。
[0008]进一步，所述FPGA的锁相包括以下步骤:采样双环解耦输出被测高压变频器输出电压的正序q轴分量，正序q轴分量经过PI控制之后与给定角频率进行比较，再经过积分环节Ι/s得到锁相角度。
[0009]本发明的有益效果:
1)本高压变频器老化测试平台可通用于不同型号的高压变频器，测试平台可提供特定的主电源，谐波含量在3%以内，主电源的电压等级及频率可实现无级可调；
2)本高压变频器老化测试平台能量损耗较少，可实现能量循环利用，外部电网只需要给系统补充变频器及电抗器的损耗即可；
3)本测试平台中的高压变频器可运行在50Hz或者60Hz进行并网回馈，并网后均可自行设置老化电流；
4)本高压变频器测试平台使用灵活方便、通用性强、成本低、占用体积小。
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在【附图说明】前提下，获得的其他设计方案和附图:
图1是本发明高压变频器老化测试平台的控制原理图；
图2是本发明高压变频器老化测试平台的控制系统结构示意图；
图3是本发明所采用的锁相环原理图。
【具体实施方式】
[0011]参照图1-图2所示，为本发明的一种新型的高压变频器老化测试平台，包括自电网进线接入且依次串联的输入开关QF1、高压变频电源、输出滤波电抗器L1、输入开关QF2、用于装配被测高压变频器的测试台位、并网电抗器L2，以及并网开关QF3与控制系统，该并网开关QF3两端分别与输出滤波电抗器LI的输出端、并网电抗器L2的输出端连接;所述控制系统用于控制输入开关QFl、输入开关QF2与并网开关QF3的开关状态切换，以及控制被测高压变频器输出电压的幅值、频率及相位跟踪高压变频电源输出电压的幅值、频率及相位。
[0012]具体原理为:电网电压通过输入开关QFl送到高压变频电源，此高压变频电源输出电压等级和频率可实现从O—10kV、0—60Hz无级可调，高压变频电源输出波形经过滤波电抗器LI滤波之后输出三相纯正的正弦波，它可直接作为交流供电电源，此主电源经过高压变频器输入开关QF2后送入被测的高压变频器，此高压变频器的型号可任意选择，被测高压变频器输出电压的幅值、频率及相位需跟踪高压变频电源输出电压的幅值、频率及相位，保持完全同步之后经过并网电抗器L2及并网开关QF3并网，实现能量循环利用，高压变频电源只需给系统补充高压变频器和电抗器自身损耗即可。
[0013]所述控制系统包括依次连接的触摸屏和/或DCS、PLC、主控板以及光通讯子板，PLC与主控板之间采用RS232串行通信，触摸屏和/或DCS用于输入运行频率给PLC并由PLC反馈给主控板，PLC还用于控制输入开关QF1、输入开关QF2与并网开关QF3的开关状态切换，主控板用于通过光通讯子板控制被测高压变频器输出电压的幅值、频率及相位跟踪高压变频电源输出电压的幅值、频率及相位，所述光通讯子板采用光纤与被测高压变频器的所有单元控制板通讯。
[0014]其中，所述主控板包括依次连接的FPGA、DSP以及脉冲管理单元;FPGA与PLC连接并用于高压变频电源输出电压采样、被测高压变频器输出电压与电流的采样、锁相及锁相成功判断;DSP用于根据FPGA传过来的频率和相位数据，实时调节被测高压变频器的输出频率，达到调相的目的，以及在被测高压变频器输出电压与高压变频电源电压同频同相的基础下，调节DSP输出的幅值，使得高压变频器的输出电压尽可能的接近高压变频电源的电压幅值;脉冲管理单元负责生成三相PWM驱动信号并传输给光通讯子板，进而作用于被测高压变频器，同时获得各单元的状态，单元若有故障做出相应的处理(旁通)，并把工作模式和故障情况上报给PLC。
[0015]如图3所示，FPGA的锁相包括以下步骤:采样双环解耦输出被测高压变频器输出电压的正序q轴分量，正序q轴分量经过PI控制之后与给定角频率进行比较，再经过积分环节Ι/s得到锁相角度。
[0016]以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种新型的高压变频器老化测试平台，其特征在于:包括自电网进线接入且依次串联的输入开关QF1、高压变频电源、输出滤波电抗器L1、输入开关QF2、用于装配被测高压变频器的测试台位、并网电抗器L2，以及并网开关QF3与控制系统，该并网开关QF3两端分别与输出滤波电抗器LI的输出端、并网电抗器L2的输出端连接;所述控制系统用于控制输入开关QFl、输入开关QF2与并网开关QF3的开关状态切换，以及控制被测尚压变频器输出电压的幅值、频率及相位跟踪高压变频电源输出电压的幅值、频率及相位。2.根据权利要求1所述的一种新型的高压变频器老化测试平台，其特征在于:所述控制系统包括依次连接的触摸屏和/或DCS、PLC、主控板以及光通讯子板，PLC与主控板之间采用RS232串行通信，触摸屏和/或DCS用于输入运行频率给PLC并由PLC反馈给主控板，PLC还用于控制输入开关QF1、输入开关QF2与并网开关QF3的开关状态切换，主控板用于通过光通讯子板控制被测高压变频器输出电压的幅值、频率及相位跟踪高压变频电源输出电压的幅值、频率及相位，所述光通讯子板采用光纤与被测高压变频器的所有单元控制板通讯。3.根据权利要求2所述的一种新型的高压变频器老化测试平台，其特征在于:所述主控板包括依次连接的FPGA、DSP以及脉冲管理单元;FPGA与PLC连接并用于高压变频电源输出电压采样、被测高压变频器输出电压与电流的采样、锁相及锁相成功判断；DSP用于根据FPGA传过来的频率和相位数据，实时调节被测高压变频器的输出频率，达到调相的目的，以及在被测高压变频器输出电压与高压变频电源电压同频同相的基础下，调节DSP输出的幅值，使得高压变频器的输出电压尽可能的接近高压变频电源的电压幅值;脉冲管理单元负责生成三相PWM驱动信号并传输给光通讯子板，进而作用于被测高压变频器。4.根据权利要求3所述的一种新型的高压变频器老化测试平台，其特征在于:所述FPGA的锁相包括以下步骤:采样双环解耦输出被测高压变频器输出电压的正序q轴分量，正序q轴分量经过PI控制之后与给定角频率进行比较，再经过积分环节1/s得到锁相角度。
【专利摘要】本发明公开了一种新型的高压变频器老化测试平台，包括自电网进线接入且依次串联的输入开关QF1、高压变频电源、输出滤波电抗器L1、输入开关QF2、用于装配被测高压变频器的测试台位、并网电抗器L2，以及并网开关QF3与控制系统，该并网开关QF3两端分别与输出滤波电抗器L1的输出端、并网电抗器L2的输出端连接；所述控制系统用于控制输入开关QF1、输入开关QF2与并网开关QF3的开关状态切换，以及控制被测高压变频器输出电压的幅值、频率及相位跟踪高压变频电源输出。本高压变频器老化测试平台可通用于不同型号的高压变频器，测试平台可提供特定的主电源，谐波含量在3%以内，主电源的电压等级及频率可实现无级可调。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN105652128
【申请号】
【发明人】刘敏涛, 蔡琨, 黄顺杭, 陈守信, 黎林, 周立专
【申请人】广东明阳龙源电力电子有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月14日