[实用新型]有源前端电压型交-直-交变频器的额定容量试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于变频器领域，尤其是一种有源前端电压型交-直-交变频器的额定容量试验装置。

背景技术

变频调速技术已经成为工业领域节能降耗、改善工艺流程、提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种重要手段，随着新型大功率电力电子器件的发展，各类大功率变频器已经广泛应用于大型工业生产设备。目前高性能大功率变频器采用有源前端交-直-交拓扑为主流结构。

额定容量试验是变频器最重要的试验内容之一，对于中小功率变频器，传统的额定容量试验方法主要有两种：一种是被试变频器输出带无源阻抗负载，另一种是被试变频器输出带变频器-电动机机组的有源负载。

被试变频器输出带变频器-电动机机组的有源负载时，用两台功率与被试变频器相当的电机，同轴或通过齿轮箱相连组成机组，用一套陪试变流器控制其中一台电机，被试变频器控制另一台电机。试验中通过控制陪试变流器及被试变频器，使一台电机运行于电动、另一台运行于发电状态，从而使得机组中两台电机之间形成所需的额定试验转矩，构成背靠背式的功率流动，机组的损耗及陪试变流器的损耗较之被试变频器输出带无源阻抗负载中的无源阻抗损耗大大减小。试验时陪试变流器一般以转矩闭环工作，被试变频器以速度闭环、或频率闭环、或开环工作，陪试变流器控制转矩方向，被试变频器控制速度方向，通过速度极性与转矩极性的组合实现四象限可逆运行试验。这种试验方法的优点是可进行可逆试验，可进行稳态、动态性能试验，试验过程功率损耗较小等；缺点是机组设备及陪试变流器系统复杂，设备投资大，试验室占地大，机械设备维护困难，不适合大功率或超大功率被试变频器的额定容量试验。

对于大功率或超大功率变频器，因受试验设备容量(如变频器-电动机机组)、场地、电源容量等的限制，很难进行稳定的额定容量试验，额定温升和损耗试验及测试通常只能按单元进行，然后对变频器的整体额定容量进行估算，或者在变频器运行现场进行实际测试，但现场测试一般很难有连续稳定的额定运行工况。已报导的测试装置大多针对功率器件或功率单元，很少有针对大功率变频器整机额定容量的试验方法。因此，研究交-直-交变频器的有效节能的额定容量测试方法和试验装置十分必要。

发明内容

本实用新型的目的在于在于克服现有技术的不足，提出一种针对有源前端电压型交-直-交变频器的额定容量试验装置，包括可逆运行、不同负载功率因数下额定容量的稳态运行试验等，对整套变频器额定出力、功率器件温升进行准确测试。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种有源前端电压型交-直-交变频器的额定容量试验装置，包括变频器、变压器装置和电力电网，变频器的有源前端整流器AFER和逆变器INV分别通过变压器装置接入电力电网，通过调节AFER和INV相关给定灵活调节变频器功率和输出功率因数的大小，进行不同功率因数下额定容量的可逆运行试验，对整套变频器额定容量及功率器件温升进行测试。

而且，所述的有源前端电压型交-直-交变频器主要由有源前端整流器AFER、逆变器INV及直流滤波电容组成。

而且，所述的变压器装置为变压器T1和变压器T2，变频器的有源前端整流器AFER和逆变器INV分别通过变压器T1和变压器T2接入电力电网；或者所述的变压器装置为一台两裂解变压器T，变频器的有源前端整流器AFER和逆变器INV分别通过两裂解变压器T接入电力电网；或者所述的变压器装置为变压器T1和电抗器TD，变频器的有源前端整流器AFER和逆变器INV分别通过变压器T1和电抗器TD接入电力电网。

而且，所述的有源前端整流器AFER和逆变器INV均采用有功功率和无功功率独立矢量控制。

而且，所述的相关给定包括AFER的无功电流给定、逆变器INV的有功电流给定和无功电流给定。

而且，所述的有源前端整流器AFER与逆变器INV是两个拓扑相同的电路结构，直流侧通过滤波电容背靠背相连构成有源前端电压型交-直-交变频器。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本试验装置线路简单，设备少。除被试变频器外，只需两台变压器(或一台两裂解变压器、或一台变压器和一台电抗器)及电路开关等。相对于变频器-电动机机组的有源负载试验装置，无需解决变频器-电动机机组安装、配套设备以及机械维护的问题。

2、本试验装置相对于变频器-电动机机组的有源负载试验装置，本实用新型的试验方法无电机损耗及机组机械损耗、机组冷却损耗等，所消耗的功率小，效率高。