一種新型的高壓變頻器自循環(huán)測試系統(tǒng)及其調(diào)試方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種針對高壓變頻器構建的自循環(huán)測試系統(tǒng)W及對該自循環(huán)測試系 統(tǒng)進行有效調(diào)試的方法，屬于高壓變頻器自循環(huán)測試技術領域。
【背景技術】
[0002] 高壓大功率電動機采用變頻器作為驅動裝置，具有高效率、高功率因數(shù)W及優(yōu)異 的調(diào)速和啟制動性能等諸多優(yōu)點，已被國內(nèi)外公認為是最有發(fā)展前途的驅動裝置，是當今 節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，改善生產(chǎn)工藝流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量W及自動化程度的一種主要手 段。
[0003] 在諸多高壓變頻器產(chǎn)品中，由=相輸入-單相輸出式功率單元構成的高壓變頻 器應用最廣泛，比較常見且應用成熟的有5電平H橋中點嵌位式高壓變頻器巧-level H-bridge化 1:uralPointClampedInve;rte;r)、級聯(lián)型H橋多電平高壓變頻器（Cascaded H-bridgeMultilevelInverter)等。級聯(lián)型H橋多電平高壓變頻器可簡稱為級聯(lián)型高壓 變頻器，其采用若干個低壓PWM變頻功率單元131W串聯(lián)疊加的方式實現(xiàn)高壓輸出，圖1和 圖2分別給出了級聯(lián)型高壓變頻器的拓撲結構示意圖、功率單元的結構示意圖。5電平H橋 中點嵌位式高壓變頻器的結構框架大致與級聯(lián)型高壓變頻器相類似，為本領域已有設備， 故其具體構成不在運里詳述，請參考級聯(lián)型高壓變頻器來理解。
[0004] 對于級聯(lián)型高壓變頻器，如圖1，高壓電源11 (可用高壓電網(wǎng)40替代）的輸出電壓 經(jīng)過移相變壓器12移相后為功率電路13中的3Xn個功率單元131供電。如圖2,各功率 單元131為=相輸入、單相輸出的交-直-交PWM電壓型逆變器結構，其主要包括=相整流 單元132和單相逆變單元133。在實際使用時，將相鄰的功率單元131輸出端串聯(lián)起來并組 成星型聯(lián)結，便可實現(xiàn)高壓輸出，供給高壓電機50運行使用。目前，級聯(lián)型高壓變頻器因其 具有電網(wǎng)污染小，輸入功率因數(shù)高，輸出波形正弦度好等優(yōu)點，已在風機與累類負載中得到 了廣泛應用。 陽0化]在高壓變頻器的生產(chǎn)與研發(fā)過程中，自循環(huán)帶載測試是驗證高壓變頻器帶載能 力、測試移相變壓器溫升、測試功率單元溫升、保證出廠合格的一種有效測試方法。傳統(tǒng)的 自循環(huán)帶載測試系統(tǒng)如圖3所示，其主要包括由待測的高壓變頻器10與電抗器20、斷路器 30串聯(lián)形成的自循環(huán)回路。調(diào)試時，通過改變高壓變頻器10接收高壓電網(wǎng)40的輸入電壓 幅值、相位與自身輸出電壓幅值、相位之間的關系，來調(diào)節(jié)循環(huán)有功功率和功率因數(shù)，在運 其中，高壓電網(wǎng)40僅需提供必要的功率損耗和無功緩沖即可，便可滿足不同功率大小的高 壓變頻器10的自循環(huán)測試要求，因此運種測試系統(tǒng)已被許多生產(chǎn)廠商所采用。
[0006] W級聯(lián)型高壓變頻器為例，針對每個功率單元131而言，如果忽略輸出電壓和電 流的諧波，那么輸出電壓可W簡單表示為v"= ￥。3111(?山，假設負載功率因數(shù)為<^〇8(9，貝。 輸出電流可W表示為V=AiSin(〇),,tH-利超里《。是級聯(lián)型高壓變頻器的輸出頻率，v"、i。分別 是級聯(lián)型高壓變頻器的輸出電壓有效值、輸出電流有效值，所W功率單元131輸出的瞬時 功率為 CN 1051化化6 A 機H口-P 2/7巧
[0008] 從上式可w看出，輸出功率p。為在恒定值之上疊加了正弦波動，波動頻率為輸出 頻率《。的2倍，若反映到輸入側就是=相輸入電流的大小不相等，而具體哪一相最大是根 據(jù)測試系統(tǒng)當時的控制方式隨機出現(xiàn)的，各相的電流值是根據(jù)測試系統(tǒng)內(nèi)電感、高壓母線 電容值等參數(shù)確定的。
[0009] 由此可見，功率單元131的運種=相輸入-單相輸出式的結構存在的問題是，如果 輸出頻率與輸入頻率完全相同，那么運種=相輸入電流不平衡的關系就會一直保持，也就 是說，如果此時某個功率單元131的a相輸入電流偏大，那么此相電流會永遠偏大，不均衡 現(xiàn)象將永遠保持，而在傳統(tǒng)的自循環(huán)帶載測試系統(tǒng)中，待測的級聯(lián)型高壓變頻器的必要控 制條件便是輸入輸出同頻，所W可見運一現(xiàn)象將必然存在。
[0010] 從目前大量實驗結果可W發(fā)現(xiàn)，當待測的高壓變頻器10采用傳統(tǒng)的自循環(huán)帶載 測試系統(tǒng)進行溫升等測試時，待測的高壓變頻器10便會因功率單元產(chǎn)生的=相輸入電流 不均衡現(xiàn)象而導致測試數(shù)據(jù)不準確、不真實，甚至導致某些繞組發(fā)生絕緣退化，最終造成疲 勞過度而燒毀移相變壓器，致使測試無法完成的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于提供一種新型的針對高壓變頻器構建的自循環(huán)測試系統(tǒng)W及 對該自循環(huán)測試系統(tǒng)進行有效調(diào)試、使其可投入正常的測試使用的方法，通過該方法調(diào)試 完的自循環(huán)測試系統(tǒng)通過"差化頻率"、"輸入電壓采樣點移位調(diào)節(jié)同期功能"的方式解決了 傳統(tǒng)的自循環(huán)帶載測試系統(tǒng)所存在的上述不足。
[001引為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了W下技術方案：
[0013] 一種新型的高壓變頻器自循環(huán)測試系統(tǒng)，其特征在于：它包括濾波器、陪測的高壓 變頻器、待測的高壓變頻器、=相電抗器和=相斷路器，濾波器的=相輸入端與高壓電網(wǎng)相 連，濾波器的=相輸出端經(jīng)由陪測的高壓變頻器與待測的高壓變頻器的=相輸入端相連， 待測的高壓變頻器的=相輸出端經(jīng)由=相電抗器、=相斷路器與陪測的高壓變頻器的=相 輸入端相連，W構成自循環(huán)回路，其中：使能待測的高壓變頻器的同期功能，使陪測的高壓 變頻器的輸入電壓的電壓幅值、頻率和相位與待測的高壓變頻器的輸出電壓的電壓幅值、 頻率和相位分別保持一致；陪測的高壓變頻器的輸出頻率異于待測的高壓變頻器的輸出頻 率。
[0014] 針對上述新型的高壓變頻器自循環(huán)測試系統(tǒng)，本發(fā)明還提出了一種調(diào)試方法，其 特征在于，它包括步驟：
[0015] 1)令所述=相斷路器分閩；
[0016] 2)啟動并調(diào)節(jié)所述陪測的高壓變頻器，令所述陪測的高壓變頻器的輸出電壓的頻 率異于所述高壓電網(wǎng)的電壓頻率；
[0017] 3)啟動所述待測的高壓變頻器并使能所述待測的高壓變頻器的同期功能，使所述 陪測的高壓變頻器的輸入電壓的電壓幅值、頻率和相位與所述待測的高壓變頻器的輸出電 壓的電壓幅值、頻率和相位分別保持一致；
[0018] 4)令所述=相斷路器合閩；
[0019] 5)調(diào)節(jié)所述待測的高壓變頻器的同期系數(shù)和同期角度偏置，改變所述待測的高壓 變頻器的輸出電流和輸出功率因數(shù)來滿足預進行的測試需求。
[0020] 所述陪測的高壓變頻器的輸出電壓的頻率與所述高壓電網(wǎng)的電壓頻率之間的差 值在±2化之間。
[0021] 在實際設計中，對于本發(fā)明新型的高壓變頻器自循環(huán)測試系統(tǒng)，所述高壓電網(wǎng)與 所述濾波器之間可連接有穩(wěn)壓裝置。
[0022] 針對上述新型的高壓變頻器自循環(huán)測試系統(tǒng)，本發(fā)明又提出了一種調(diào)試方法，其 特征在于，它包括步驟：
[0023] 1)令所述=相斷路器分閩；
[0024] 2)啟動并調(diào)節(jié)所述穩(wěn)壓裝置，令所述穩(wěn)壓裝置的輸出電壓的頻率保持為預定頻 率.
[00巧]3)啟動并調(diào)節(jié)所述陪測的高壓變頻器，令所述陪測的高壓變頻器的輸出電壓的頻 率異于所述穩(wěn)壓裝置的輸出電壓的預定頻率；
[00%] 4)啟動所述待測的高壓變頻器并使能所述待測的高壓變頻器的同期功能，使所述 陪測的高壓變頻器的輸入電壓的電壓幅值、頻率和相位與所述待測的高壓變頻器的輸出電 壓的電壓幅值、頻率和相位分別保持一致；
[0027] 5)令所述=相斷路器合閩；
[0028] 6)調(diào)節(jié)所述待測的高壓變頻器的同期系數(shù)和同期角度偏置，改變所述待測的高壓 變頻器的輸出電流和輸出功率因數(shù)來滿足預進行的測試需求。
[0029] 所述陪測的高壓變頻器的輸出電壓的頻率與所述穩(wěn)壓裝置的輸出電壓的預定頻 率之間的差值在±2化之間。
[0030] 在本發(fā)明中，所述陪測的高壓變頻器、所述待測的高壓變頻器可為5電平H橋中點 嵌位式高壓變頻器或級聯(lián)型H橋多電平高壓變頻器。 陽03U 本發(fā)明的優(yōu)點是：
[0032] 本發(fā)明有效地避免了傳統(tǒng)的自循環(huán)帶載測試系統(tǒng)中功率單元=相輸入電流不均 衡的問題，使得功率單元的=相輸入電流不會發(fā)生某相輸入電流持續(xù)偏大的現(xiàn)象，從而待 測的高壓變頻器在構建并調(diào)試好的本發(fā)明自循環(huán)測試系統(tǒng)中可滿功率長時間持續(xù)運行，來 進行高壓變頻器的帶載能力、全功率老化、移相變壓器溫升、功率單元溫升等測試，并確保 測試數(shù)據(jù)的準確、真實，測試數(shù)據(jù)可真實反映應用工況，特別是在溫升測試中，可防止發(fā)生 某些繞組因過熱絕緣退化，造成疲勞過度而燒毀移相變壓器，致使測試無法完成的問題。本 發(fā)明