一種基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置，包括綜合控制試驗屏，所述的綜合控制試驗屏包括綜合控制裝置（4）、變頻調(diào)速器（7），其中綜合控制裝置（4）與發(fā)電機組中的發(fā)電機（9）機端三相連接，且綜合控制裝置（4）通過可調(diào)三相全波整流電路與發(fā)電機（9）的勵磁回路相連接進行勵磁控制，同時綜合控制裝置（4）通過變頻調(diào)速器（7）與發(fā)電機組中的交流異步電動機（8）相連接以進行調(diào)速控制；工程接線盒通過航空電纜線與綜合控制試驗屏內(nèi)設(shè)置的工程調(diào)試接線區(qū)（13）相連接。本發(fā)明對交流異步電動機的變頻調(diào)速進行精確控制，實現(xiàn)發(fā)電機并網(wǎng)前的頻率控制、并網(wǎng)后輸出功率的調(diào)節(jié)，安全、穩(wěn)定、可靠、高效。
【專利說明】
一種基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電機組動態(tài)模擬試驗室技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電機組的流程控制、勵磁控制、調(diào)速控制、準(zhǔn)同期合閘功能的基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)大部分發(fā)電機動態(tài)模擬實驗室全部用于模擬各種電力系統(tǒng)故障，而不會將勵磁系統(tǒng)提供給研究勵磁的企業(yè)進行動態(tài)模擬試驗，另外動模試驗的試驗費用較高?，F(xiàn)在國內(nèi)正在進行大規(guī)模的低壓發(fā)電站技術(shù)改造，提高自動化水平，急需一種動模系統(tǒng)能夠最大程度的模擬發(fā)電機組的流程控制、勵磁控制、調(diào)速控制、準(zhǔn)同期合閘等功能，以確保自動化產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電機組的流程控制、勵磁控制、調(diào)速控制、準(zhǔn)同期合閘功能的基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案解決的:
一種基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置，包括綜合控制試驗屏、發(fā)電機組和工程接線盒，其特征在于:所述的綜合控制試驗屏包括綜合控制裝置、變頻調(diào)速器，其中綜合控制裝置與發(fā)電機組中的發(fā)電機機端三相連接以采集發(fā)電機的機端電壓和機端電流，且綜合控制裝置通過可調(diào)三相全波整流電路與發(fā)電機的勵磁回路相連接進行勵磁控制，同時綜合控制裝置通過變頻調(diào)速器與發(fā)電機組中的交流異步電動機相連接以進行調(diào)速控制；所述的工程接線盒通過航空電纜線與綜合控制試驗屏內(nèi)設(shè)置的工程調(diào)試接線區(qū)相連接。
[0005]所述的發(fā)電機組包括通過皮帶相連接的發(fā)電機和交流異步電動機，發(fā)電機和交流異步電動機分別安裝在固定支架上。
[0006]所述的交流異步電動機與發(fā)電機的皮帶輪直徑比不低于1.2。
[0007]所述綜合控制試驗屏的上部設(shè)有兩排常規(guī)電氣儀表，在常規(guī)電氣儀表的下方同排設(shè)置各部分的電源指示燈區(qū)和同期檢查裝置，再下方豎直向下依次設(shè)置有綜合控制裝置、操作按鈕區(qū)、各部分電源的小型斷路器區(qū)和變頻調(diào)速器，同時在綜合控制試驗屏的內(nèi)部分別設(shè)有研發(fā)試驗接線區(qū)和工程調(diào)試接線區(qū)。
[0008]所述的研發(fā)試驗接線區(qū)和工程調(diào)試接線區(qū)皆能夠通過轉(zhuǎn)換控制器與分別綜合控制裝置、發(fā)電機的勵磁回路和發(fā)電機的機端三相連接。
[0009]所述的綜合控制裝置將增速、減速控制脈沖轉(zhuǎn)換為變頻調(diào)速器的控制信號以實現(xiàn)對交流異步電動機的變頻調(diào)速進行精確控制，實現(xiàn)發(fā)電機并網(wǎng)前的頻率控制、并網(wǎng)后輸出功率的調(diào)節(jié)。
[0010]所述工程接線盒為可移動設(shè)備，工程接線盒分為面板和背板的兩面結(jié)構(gòu)，面板左側(cè)設(shè)有接線盒電源指示燈，接線盒電源指示燈的右側(cè)為工程接線盒上的工程調(diào)試接線區(qū)，工程接線盒的背板上設(shè)有接線航空插座，工程接線盒通過航空電纜線與綜合控制試驗屏相連接。
[0011 ]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點:
本發(fā)明的綜合控制試驗屏提供發(fā)電機組手動和自動調(diào)速功能，通過對交流異步電動機的變頻調(diào)速進行精確控制，實現(xiàn)發(fā)電機并網(wǎng)前的頻率控制、并網(wǎng)后輸出功率的調(diào)節(jié);變頻調(diào)速器通過測頻反饋實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制，通過操作按鈕區(qū)提供有一鍵開機、一鍵停機、加速、減速、緊急停機功能，通過綜合控制裝置將增速、減速控制脈沖轉(zhuǎn)換為變頻調(diào)速器的控制信號，實現(xiàn)發(fā)電機轉(zhuǎn)速的精確控制;綜合控制試驗屏提供發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)功能，實現(xiàn)發(fā)電機組的起勵和勵磁，勵磁調(diào)節(jié)使用綜合控制裝置實現(xiàn)；同時綜合控制試驗屏提供常規(guī)電氣儀表監(jiān)視交流異步電動機的電流、交流異步電動機的電壓、交流異步電動機的功率、發(fā)電機的勵磁電流、發(fā)電機的勵磁電壓、發(fā)電機的機端電流、發(fā)電機的機端電壓、發(fā)電機的功率、發(fā)電機的頻率以及發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，通過觀察同期檢查裝置，可手動調(diào)節(jié)機組頻率和電壓。
[0012]本發(fā)明的綜合控制試驗屏能夠同時接入兩個發(fā)電機組自動發(fā)電控制屏，通過轉(zhuǎn)換控制器進行選擇;屏內(nèi)提供兩組獨立的接線區(qū)域，接線使用可插拔航空插座連接，兩組接線能夠分別用于研發(fā)試驗和工程調(diào)試;研發(fā)試驗用于企業(yè)發(fā)電機組綜合控制裝置的研發(fā)階段測試，工程調(diào)試用于生產(chǎn)過程中的屏柜調(diào)試;工程調(diào)試接線配置有工程接線盒，工程接線盒與綜合控制試驗屏通過可插拔航空插頭電纜連接，電纜可以根據(jù)實際需要確定，工程接線盒可移動至需要調(diào)試的工程屏柜，而不需要移動沉重的屏柜，從而提高了調(diào)試效率，降低了人力成本。
[0013]本發(fā)明實現(xiàn)了模擬發(fā)電機組的流程控制、勵磁控制、調(diào)速控制、準(zhǔn)同期合閘功能，確保了發(fā)電機組的自動控制產(chǎn)品在研制階段經(jīng)過各種動態(tài)模擬試驗的驗證，從而能夠快速地實現(xiàn)安全、穩(wěn)定、可靠、高效的應(yīng)用；另外工程用自動發(fā)電控制屏經(jīng)過本試驗裝置的驗證，能夠做到現(xiàn)場投運前幾乎免調(diào)試，提高了投運前的效率，保證了機組運行的穩(wěn)定、可靠，自動發(fā)電控制屏適用于發(fā)電機組的全自動發(fā)電智能控制屏的動態(tài)模擬試驗。
【附圖說明】
[0014]附圖1為本發(fā)明基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置中的綜合控制試驗屏結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2為本發(fā)明的基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置中的發(fā)電機組結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3為本發(fā)明的基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置中的工程接線盒面板結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖4為本發(fā)明的基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置中的工程接線盒背板結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖5為本發(fā)明的基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中:I一常規(guī)電氣儀表;2—電源指示燈區(qū)；3—同期檢查裝置;4一綜合控制裝置；5—操作按鈕區(qū)；6—小型斷路器區(qū)；7—變頻調(diào)速器;8—交流異步電動機;9 一發(fā)電機；10—皮帶；11一固定支架;12—接線盒電源指示燈;13—工程屏接線區(qū)；14一接線航空插座。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0017]如圖1?5所示:一種基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置，包括綜合控制試驗屏、發(fā)電機組和工程接線盒，其中發(fā)電機組包括通過皮帶10相連接的發(fā)電機9和交流異步電動機8，發(fā)電機9和交流異步電動機8分別安裝在固定支架11上，交流異步電動機8與發(fā)電機9的皮帶輪直徑比不低于1.2，且發(fā)電機9和交流異步電動機8相對同軸連接的方式，降低了對安裝現(xiàn)場的要求，易于實施;綜合控制試驗屏包括綜合控制裝置4、變頻調(diào)速器7，綜合控制裝置4與發(fā)電機組中的發(fā)電機9機端三相連接以采集發(fā)電機9的機端電壓和機端電流，且綜合控制裝置4通過可調(diào)三相全波整流電路與發(fā)電機9的勵磁回路相連接進行勵磁控制，同時綜合控制裝置4通過變頻調(diào)速器7與發(fā)電機組中的交流異步電動機8相連接以進行調(diào)速控制;工程接線盒通過航空電纜線與綜合控制試驗屏內(nèi)設(shè)置的工程調(diào)試接線區(qū)13相連接，工程接線盒為可移動設(shè)備，工程接線盒分為面板和背板的兩面結(jié)構(gòu)，面板左側(cè)設(shè)有接線盒電源指示燈12，接線盒電源指示燈12的右側(cè)為工程接線盒上的工程調(diào)試接線區(qū)13，工程接線盒的背板上設(shè)有接線航空插座14，工程接線盒通過航空電纜線與綜合控制試驗屏相連接且工程接線盒提供工程屏接線區(qū)13與工程調(diào)試屏相連接。
[0018]具體來說，在綜合控制試驗屏的上部設(shè)有兩排常規(guī)電氣儀表I，在常規(guī)電氣儀表I的下方同排設(shè)置各部分的電源指示燈區(qū)2和同期檢查裝置3，再下方豎直向下依次設(shè)置有綜合控制裝置4、操作按鈕區(qū)5、各部分電源的小型斷路器區(qū)6和變頻調(diào)速器7，同時在綜合控制試驗屏的內(nèi)部分別設(shè)有研發(fā)試驗接線區(qū)和工程調(diào)試接線區(qū)，研發(fā)試驗接線區(qū)和工程調(diào)試接線區(qū)皆能夠通過轉(zhuǎn)換控制器與分別綜合控制裝置4、發(fā)電機9的勵磁回路和發(fā)電機9的機端三相連接。各部分電源的小型斷路器區(qū)6包括控制總電源的三相四線小型斷路器和控制綜合控制裝置4、變頻調(diào)速器7和同期檢查裝置3工作電源的單相兩線小型斷路器以及控制交流異步電動機8電源的三相三線小型斷路器以及控制發(fā)電機9電源的三相三線小型斷路器。在上述動態(tài)模擬試驗裝置中，綜合控制裝置4將增速、減速控制脈沖轉(zhuǎn)換為變頻調(diào)速器7的控制信號以實現(xiàn)對交流異步電動機8的變頻調(diào)速進行精確控制，實現(xiàn)發(fā)電機9并網(wǎng)前的頻率控制、并網(wǎng)后輸出功率的調(diào)節(jié)。
[0019]本發(fā)明的基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置在使用時，具體結(jié)構(gòu)可設(shè)置如下:發(fā)電機組的原動機使用額定功率為7.5kW的交流異步電動機8，使用額定功率為5kW的發(fā)電機9。交流異步電動機8和發(fā)電機9使用螺釘安裝在同一鐵質(zhì)框架上，鐵質(zhì)框架上使用圓形固定孔安裝交流異步電動機8，使用U型孔安裝發(fā)電機9，再使用三角鐵塊嵌入U型孔，使皮帶10固定并拉緊;工程接線盒的接線航空插座14相連接的航空插座電纜的長度根據(jù)實際的調(diào)試車間布局確定。綜合控制試驗屏的前面板分為上、下兩層結(jié)構(gòu)，上層布置有兩排常規(guī)電氣儀表I，第一排依次為交流異步電動機電流表、交流異步電動機電壓表、交流異步電動機頻率表、發(fā)電機勵磁電流表、發(fā)電機勵磁電壓表，第二排依次為發(fā)電機機端電流表、發(fā)電機機端電壓表、發(fā)電機功率表、發(fā)電機頻率表、發(fā)電機轉(zhuǎn)速表;常規(guī)電氣儀表I下側(cè)第三排依次為總電源指示燈、裝置工作電源指示燈、交流異步電動機電源指示燈、發(fā)電機電源指示燈構(gòu)成的電源指示燈區(qū)2以及同期檢查裝置3;第四排為綜合控制裝置4;第五排依次為一鍵開機按鈕、一鍵停機按鈕、加速按鈕、減速按鈕、緊急停機按鈕、以及研發(fā)屏/工程屏轉(zhuǎn)換把手構(gòu)成的操作按鈕區(qū)5;第六排依次為總電源三相四線小型斷路器、裝置工作電源單相兩線小型斷路器、交流異步電動機電源三相三線小型斷路器、發(fā)電機電源三相三線小型斷路器構(gòu)成的小型斷路器區(qū)6;前面板下方布置有變頻調(diào)速器7。綜合控制試驗屏通過轉(zhuǎn)換控制器實現(xiàn)研發(fā)試驗接線區(qū)和工程調(diào)試接線區(qū)的切換，發(fā)電機9的勵磁使用全波全控整流橋式整流電路。
[0020]工程接線盒分為面板和背板的兩面結(jié)構(gòu)。面板左側(cè)設(shè)有接線盒電源指示燈12，接線盒電源指示燈12的右側(cè)為工程接線盒上的工程調(diào)試接線區(qū)13，工程調(diào)試接線區(qū)13分三排設(shè)置，第一排端子定義為系統(tǒng)電壓UA、系統(tǒng)電壓UB、系統(tǒng)電壓UC、系統(tǒng)電壓UN、發(fā)電機勵磁電流IL+、發(fā)電機勵磁電流IL-;第二排端子定義為機端電壓UA、機端電壓UB、機端電壓UC、機端電壓UN、加速、減速;第三排端子定義為機端電流IA、機端電流IB、機端電流1C、機端電流IN、急停、輸入公共端;工程接線盒的背板上設(shè)有接線航空插座14。
[0021 ]本發(fā)明的綜合控制試驗屏提供發(fā)電機組手動和自動調(diào)速功能，通過對交流異步電動機8的變頻調(diào)速進行精確控制，實現(xiàn)發(fā)電機9并網(wǎng)前的頻率控制、并網(wǎng)后輸出功率的調(diào)節(jié)，變頻調(diào)速器7通過測頻反饋實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制，通過操作按鈕區(qū)5提供有外部的一鍵開機、一鍵停機、加速、減速、緊急停機的功能，通過綜合控制裝置4將增速、減速控制脈沖轉(zhuǎn)換為變頻調(diào)速器7的控制信號，實現(xiàn)發(fā)電機9轉(zhuǎn)速的精確控制;綜合控制試驗屏提供發(fā)電機9勵磁調(diào)節(jié)功能，實現(xiàn)發(fā)電機組的起勵和勵磁，勵磁調(diào)節(jié)通過綜合控制裝置4實現(xiàn)；同時綜合控制試驗屏提供常規(guī)電氣儀表I監(jiān)視交流異步電動機8的電流、電壓、功率以及發(fā)電機9的勵磁電流、勵磁電壓、機端電流、機端電壓、機端頻率、頻率和轉(zhuǎn)速;通過觀察同期檢查裝置3進行手動調(diào)節(jié)機組頻率和電壓。
[0022]本發(fā)明的綜合控制試驗屏能夠同時接入兩個發(fā)電機組自動發(fā)電控制屏，通過轉(zhuǎn)換控制器進行選擇，兩組接線可以分別用于研發(fā)試驗和工程調(diào)試，研發(fā)試驗用于企業(yè)發(fā)電機組綜合控制裝置的研發(fā)階段測試，工程調(diào)試用于生產(chǎn)過程中的屏柜調(diào)試;實現(xiàn)了模擬發(fā)電機組的流程控制、勵磁控制、調(diào)速控制、準(zhǔn)同期合閘功能，確保了發(fā)電機組的自動控制產(chǎn)品在研制階段，經(jīng)過各種動態(tài)模擬試驗的驗證，從而能夠快速的實現(xiàn)安全、穩(wěn)定、可靠、高效的應(yīng)用；另外工程用自動發(fā)電控制屏經(jīng)過本試驗裝置的驗證，能夠做到現(xiàn)場投運前幾乎免調(diào)試，提高了投運前的效率;保證了機組運行的穩(wěn)定、可靠，綜合控制試驗屏適用于發(fā)電機組的全自動發(fā)電智能控制屏的動態(tài)模擬試驗。
[0023]以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)；本發(fā)明未涉及的技術(shù)均可通過現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【主權(quán)項】
1.一種基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置，包括綜合控制試驗屏、發(fā)電機組和工程接線盒，其特征在于:所述的綜合控制試驗屏包括綜合控制裝置(4)、變頻調(diào)速器(7)，其中綜合控制裝置(4)與發(fā)電機組中的發(fā)電機(9)機端三相連接以采集發(fā)電機(9)的機端電壓和機端電流，且綜合控制裝置(4)通過可調(diào)三相全波整流電路與發(fā)電機(9)的勵磁回路相連接進行勵磁控制，同時綜合控制裝置(4)通過變頻調(diào)速器(7)與發(fā)電機組中的交流異步電動機(8)相連接以進行調(diào)速控制;所述的工程接線盒通過航空電纜線與綜合控制試驗屏內(nèi)設(shè)置的工程調(diào)試接線區(qū)(13 )相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置，其特征在于:所述的發(fā)電機組包括通過皮帶(10)相連接的發(fā)電機(9)和交流異步電動機(8)，發(fā)電機(9)和交流異步電動機(8)分別安裝在固定支架(11)上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置，其特征在于:所述的交流異步電動機(8)與發(fā)電機(9)的皮帶輪直徑比不低于1.2。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置，其特征在于:所述綜合控制試驗屏的上部設(shè)有兩排常規(guī)電氣儀表(1)，在常規(guī)電氣儀表(I)的下方同排設(shè)置各部分的電源指示燈區(qū)(2)和同期檢查裝置(3)，再下方豎直向下依次設(shè)置有綜合控制裝置(4)、操作按鈕區(qū)(5)、各部分電源的小型斷路器區(qū)(6)和變頻調(diào)速器(7)，同時在綜合控制試驗屏的內(nèi)部分別設(shè)有研發(fā)試驗接線區(qū)和工程調(diào)試接線區(qū)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置，其特征在于:所述的研發(fā)試驗接線區(qū)和工程調(diào)試接線區(qū)皆能夠通過轉(zhuǎn)換控制器與分別綜合控制裝置(4)、發(fā)電機(9)的勵磁回路和發(fā)電機(9)的機端三相連接。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置，其特征在于:所述的綜合控制裝置(4)將增速、減速控制脈沖轉(zhuǎn)換為變頻調(diào)速器(7)的控制信號以實現(xiàn)對交流異步電動機(8)的變頻調(diào)速進行精確控制，實現(xiàn)發(fā)電機(9)并網(wǎng)前的頻率控制、并網(wǎng)后輸出功率的調(diào)節(jié)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變頻控制原動機功率的動態(tài)模擬試驗裝置，其特征在于:所述工程接線盒為可移動設(shè)備，工程接線盒分為面板和背板的兩面結(jié)構(gòu)，面板左側(cè)設(shè)有接線盒電源指示燈(12)，接線盒電源指示燈(12)的右側(cè)為工程接線盒上的工程調(diào)試接線區(qū)(13)，工程接線盒的背板上設(shè)有接線航空插座(14)，工程接線盒通過航空電纜線與綜合控制試驗屏相連接。
【文檔編號】G01R31/34GK105842623SQ201610199789
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】劉明輝, 崔得志, 馮曉波, 郭云濤, 金啟超
【申請人】鈦能科技股份有限公司