[实用新型]一种采用有源前端的大功率变频器负载试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于变频器领域，尤其是一种采用有源前端的大功率变频器负载试验装置。

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。近年来，随着大功率电力电子器件的不断涌现，变频器单机容量增长十分迅速，各类兆瓦级变频器已经广泛应用于大型工业生产设备。

为了保证大功率变频器设备的可靠性，在其设计、研制和生产过程中需对其部件或整体进行试验测试，当变频器容量较大时，对大容量变频器的测试十分困难。常见的变频器负载测试方法包括：单台滑差电机堵转法、异步电机滑差对拖法、交流机组对拖法和交直流机组对拖法等，采用这些方法需要提供功率与之匹配的电动机和相应的控制器构成负载机组，其安装、调试十分不便，而且对试验场地及电源容量的要求也很高。虽然上述方法均可实现待测变频器的电能回馈，但由于中间环节较多、连接复杂，因此机械部件的能量损耗也较大，再加上消耗在电机及其控制器上的电能，需要从电网取用较大功率。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种试验方法简单、试验结果准确且仅需从电网取用较少能量的采用有源前端的大功率变频器负载试验装置。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种采用有源前端的大功率变频器负载试验装置，包括变频器、电抗器和直流电源，该电抗器连接在变频器的整流单元和逆变单元之间，该直流电源连接在变频器中间直流侧，使得整流单元、中间直流侧、逆变单元及电抗器构成功率回路。

而且，所述的变频器采用有源前端作为整流单元，其结构为两电平或多电平交-直-交结构，该变频器所使用的功率开关器件为IGBT或IGCT。

而且，所述的电抗器容量小于变频器容量的20％。

而且，所述的直流电源取自电网，其作用是为试验中的有功损耗提供能量，容量小于变频器容量的5％。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本试验装置在整流单元和逆变单元之间接有电抗器作为负载，使得功率通过整流单元、中间直流侧、逆变单元及负载电抗构成回路，整个试验过程除在功率器件和线路上的损耗外，没有其他有功消耗，仅需从电网取用较少的能量即可使得变频器流过较大功率，从而实现在小容量电网进行大功率变频器负载试验的功能。

2、本试验装置通过调节负载电抗两端的电压差来调节负载电流，在保证电流连续的前提下，可选择的负载电抗容量较小，其容量、体积也都较小，解决了常规的试验方法为了让逆变单元输出大功率需要提供与之配套的电动机及机械负载，还要考虑电动机安装、同轴连接等问题。

3、本试验装置除待试验的变频器外，只需一个小容量电抗器和一个外接小容量直流电源，因此，本试验装置所用辅助器材少、连接简单、容易实现。

附图说明

图1是本实用新型的电气接线原理图；

图2是本实用新型在测试过程的电压、电流相量图；

图3是逆变单元输出电压调制波及输出电流在一个周期内的波形示意图；

图4是一个周期内电流在逆变单元一个桥臂上的流通路径示意图；

图5是以IGCT三电平中压变频器为例的试验装置功率接线图；

图6是逆变单元侧的电压、电流及有功功率仿真结果示意图；

图7是整流单元的电压、电流及有功功率仿真结果示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：