專(zhuān)利名稱(chēng)：一種雙饋電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電功率封閉式轉(zhuǎn)矩測(cè)試系統(tǒng)，尤其是一種雙饋電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電機(jī)是風(fēng)電機(jī)組中最重要的設(shè)備之一，它不僅決定了整個(gè)機(jī)組的發(fā)電電能質(zhì)量， 而且也影響風(fēng)機(jī)的使用壽命。因此在風(fēng)機(jī)總裝前，必須要針對(duì)電機(jī)各項(xiàng)性能進(jìn)行測(cè)試，其中包括負(fù)載測(cè)試、溫升測(cè)試、變速恒頻測(cè)試等。為了滿(mǎn)足雙饋電機(jī)的性能測(cè)試，就需要設(shè)計(jì)出一套可以模擬風(fēng)能并針對(duì)雙饋電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下，對(duì)其施加不同轉(zhuǎn)矩的測(cè)試平臺(tái)。目前的測(cè)試方案是采用全功率變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，如圖1所示，被試電機(jī)為雙饋電機(jī)，通過(guò)雙饋?zhàn)冾l器控制被試電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流，使其工作在雙饋發(fā)電工況下；陪試電機(jī)為異步鼠籠電機(jī)，通過(guò)全功率變頻器驅(qū)動(dòng)，使其工作在電動(dòng)模式下。被試電機(jī)和陪試電機(jī)對(duì)軸連接，這種方案雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍寬，但是存在如下問(wèn)題陪試電機(jī)需要全功率變頻器驅(qū)動(dòng)，設(shè)備成本高；由于陪試電機(jī)為異步鼠籠電機(jī)，規(guī)格型號(hào)與被試電機(jī)不同， 在不換工裝的前提下，每次只能測(cè)試一臺(tái)雙饋電機(jī)，測(cè)試工裝復(fù)雜，影響測(cè)試效率。所謂雙饋電機(jī)的拖動(dòng)控制，是將雙饋電機(jī)定子并網(wǎng)，即同電網(wǎng)相連，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子同時(shí)與電網(wǎng)交換電能，其耗電或饋電由轉(zhuǎn)速?zèng)Q定大于同步轉(zhuǎn)速時(shí)定子轉(zhuǎn)子同時(shí)饋電；小于同步轉(zhuǎn)速時(shí)定子饋電轉(zhuǎn)子耗電。雙饋電機(jī)的并網(wǎng)運(yùn)行速度不能很低，這是因?yàn)楫?dāng)雙饋電機(jī)在轉(zhuǎn)速很低時(shí)滑差大，導(dǎo)致雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓很高，現(xiàn)有雙饋?zhàn)冾l器很難實(shí)現(xiàn)。中國(guó)專(zhuān)利ZL200610021181. 1公開(kāi)了另外一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱測(cè)試臺(tái)的方法，該方法為了解決雙饋電機(jī)低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的問(wèn)題，除被試電機(jī)和陪試電機(jī)外，額外配置了一臺(tái)啟動(dòng)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)雙饋電機(jī)對(duì)拖控制。這就使得整個(gè)系統(tǒng)配置繁冗，設(shè)備成本增加。因此研制一種造價(jià)低、使用方便、配置簡(jiǎn)潔的雙饋電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)是十分必要的。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型要設(shè)計(jì)一種造價(jià)低、使用方便、配置簡(jiǎn)潔的雙饋電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種雙饋電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)單元、電動(dòng)機(jī)單元和系統(tǒng)啟動(dòng)單元，所述的發(fā)電機(jī)單元包括電機(jī)A和雙饋?zhàn)冾l器A，所述的電動(dòng)機(jī)單元包括電機(jī)B和雙饋?zhàn)冾l器B，所述系統(tǒng)啟動(dòng)單元包括定子短接接觸器A和定子短接接觸器B ；所述的電機(jī)A和電機(jī)B均為同規(guī)格型號(hào)的雙饋電機(jī)、通過(guò)聯(lián)軸器剛性連接；所述的電機(jī)A依次與雙饋?zhàn)冾l器A、雙饋?zhàn)冾l器前端接觸器A和雙饋電機(jī)并網(wǎng)接觸器A 串聯(lián)構(gòu)成環(huán)路，所述的定子短接接觸器A連接在電機(jī)A與雙饋電機(jī)并網(wǎng)接觸器A之間的電纜上；所述的電機(jī)B依次與雙饋?zhàn)冾l器B、雙饋?zhàn)冾l器前端接觸器B和雙饋電機(jī)并網(wǎng)接觸器 B串聯(lián)構(gòu)成環(huán)路，所述的定子短接接觸器B連接在電機(jī)B與雙饋電機(jī)并網(wǎng)接觸器B之間的電
3纜上；調(diào)壓器分別與發(fā)電機(jī)單元和電動(dòng)機(jī)單元連接。本實(shí)用新型所述的電動(dòng)機(jī)單元和發(fā)電機(jī)單元組成對(duì)稱(chēng)的電功率封閉系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果1、本實(shí)用新型將陪試電機(jī)的定子短接，轉(zhuǎn)子通過(guò)雙饋?zhàn)冾l器控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)拖系統(tǒng)的自啟動(dòng)。解決了由于雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子輸出電壓的限制、使雙饋運(yùn)行時(shí)調(diào)速范圍窄導(dǎo)致無(wú)法啟動(dòng)的問(wèn)題。2、本實(shí)用新型通過(guò)調(diào)節(jié)雙饋?zhàn)冾l器A和雙饋?zhàn)冾l器B分別輸出給電機(jī)A和電機(jī)B 轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的速度和功率調(diào)節(jié)，完成電機(jī)負(fù)載測(cè)試。雖然電機(jī)在雙饋運(yùn)行過(guò)程中調(diào)速范圍小，但是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)能的模擬，滿(mǎn)足雙饋電機(jī)負(fù)載測(cè)試的需求。3、與背景技術(shù)中提到的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱測(cè)試臺(tái)的方法相比，本實(shí)用新型無(wú)需額外啟動(dòng)電機(jī)，僅采用一臺(tái)被試電機(jī)和一臺(tái)陪試電機(jī)，通過(guò)改變雙饋電機(jī)控制方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的啟動(dòng)和低速運(yùn)行，大大節(jié)約了測(cè)試成本。4、由于本實(shí)用新型的陪試電機(jī)采用雙饋?zhàn)冾l器拖動(dòng)，不需要采用全功率變頻器， 節(jié)約了成本。5、本實(shí)用新型的被試側(cè)和陪試側(cè)均采用雙饋電機(jī)，在不換工裝的情況下可以實(shí)現(xiàn)被試電機(jī)和陪試電機(jī)的互換，提高測(cè)試效率。6、本實(shí)用新型不使用額外的拖動(dòng)電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)雙饋對(duì)拖系統(tǒng)的啟動(dòng)和低速運(yùn)行。
本實(shí)用新型共有附圖3張，其中圖1是全功率變頻系統(tǒng)的單線原理圖。圖2是本實(shí)用新型所采用的單線原理圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中的電氣配置簡(jiǎn)圖。圖中1、電機(jī)A，2、電機(jī)B，3、雙饋?zhàn)冾l器A，4、雙饋?zhàn)冾l器B，5、雙饋?zhàn)冾l器前端接觸器A，6、雙饋電機(jī)并網(wǎng)接觸器A，7、定子短接接觸器A，8、雙饋?zhàn)冾l器前端接觸器B，9、雙饋電機(jī)并網(wǎng)接觸器B，10、定子短接接觸器B。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和一個(gè)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖2所示，一種雙饋電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)單元、電動(dòng)機(jī)單元和系統(tǒng)啟動(dòng)單元，所述的發(fā)電機(jī)單元包括電機(jī) Al和雙饋?zhàn)冾l器A3，所述的電動(dòng)機(jī)單元包括電機(jī)B2和雙饋?zhàn)冾l器B4，所述系統(tǒng)啟動(dòng)單元包括定子短接接觸器A7和定子短接接觸器B10;所述的電機(jī)Al和電機(jī)B2均為同規(guī)格型號(hào)的雙饋電機(jī)、通過(guò)聯(lián)軸器剛性連接；所述的電機(jī)Al依次與雙饋?zhàn)冾l器A3、雙饋?zhàn)冾l器前端接觸器A5和雙饋電機(jī)并網(wǎng)接觸器A6串聯(lián)構(gòu)成環(huán)路，所述的定子短接接觸器A7連接在電機(jī) Al與雙饋電機(jī)并網(wǎng)接觸器A6之間的電纜上；所述的電機(jī)B2依次與雙饋?zhàn)冾l器B4、雙饋?zhàn)冾l器前端接觸器B8和雙饋電機(jī)并網(wǎng)接觸器B9串聯(lián)構(gòu)成環(huán)路，所述的定子短接接觸器BlO 連接在電機(jī)B2與雙饋電機(jī)并網(wǎng)接觸器B9之間的電纜上；調(diào)壓器分別與發(fā)電機(jī)單元和電動(dòng)機(jī)單元連接。所述的電動(dòng)機(jī)單元和發(fā)電機(jī)單元組成對(duì)稱(chēng)的電功率封閉系統(tǒng)。本實(shí)用新型的測(cè)試方法，包括以下步驟[0024]A、定子短接轉(zhuǎn)子變頻運(yùn)行模式將定子短接接觸器BlO接通，使電機(jī)B2的定子被短路，雙饋?zhàn)冾l器B4作為一臺(tái)全功率變頻器與電機(jī)B2的轉(zhuǎn)子繞組相連，直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)B2 做異步運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電機(jī)B2從靜止到同步轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)調(diào)速；啟動(dòng)過(guò)程中，雙饋?zhàn)冾l器 B4采用恒壓頻比控制，保證起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并限制沖擊電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)拖系統(tǒng)的平滑啟動(dòng)；B、雙饋運(yùn)行模式當(dāng)對(duì)拖系統(tǒng)到達(dá)并網(wǎng)速度后，將定子短接接觸器BlO斷開(kāi)，雙饋?zhàn)冾l器A3控制電機(jī)Al的轉(zhuǎn)子電流，雙饋?zhàn)冾l器B4控制電機(jī)B2的轉(zhuǎn)子電流，使電機(jī)Al和電機(jī)B2的定子發(fā)出與電網(wǎng)同頻、同壓、同相位的電能，滿(mǎn)足并網(wǎng)要求后，令雙饋電機(jī)并網(wǎng)接觸器A6和雙饋電機(jī)并網(wǎng)接觸器B9依次接通，使電機(jī)Al和電機(jī)B2工作在雙饋運(yùn)行模式下。本實(shí)用新型所述的并網(wǎng)速度一般為同步轉(zhuǎn)速的70% 90%。如圖3所示，電機(jī)Al作為被試電機(jī)作發(fā)電運(yùn)行，電機(jī)B2作為陪試電機(jī)作電動(dòng)運(yùn)行。電機(jī)Al和電機(jī)B2容量為1520KW，定子額定電壓為690V，定子額定電流為1060A，定子額定頻率為50Hz，轉(zhuǎn)子開(kāi)路電壓為2100V，轉(zhuǎn)子工作頻率為0 20Hz，電機(jī)同步轉(zhuǎn)速為 1500RPM，額定轉(zhuǎn)速為 1800RPM。在進(jìn)行電機(jī)測(cè)試前，需要通過(guò)聯(lián)軸器將電機(jī)Al和電機(jī)B2的電機(jī)輸出軸對(duì)軸連接。 進(jìn)行測(cè)試時(shí)，首先將QF接通，通過(guò)調(diào)壓器將系統(tǒng)工作電壓穩(wěn)定在690V，將雙饋?zhàn)冾l器前端接觸器A5、雙饋?zhàn)冾l器前端接觸器B8和定子短接接觸器BlO接通。此時(shí)陪試的電機(jī)B2定子繞組被短接，雙饋?zhàn)冾l器雙饋?zhàn)冾l器B4調(diào)節(jié)電機(jī)B2轉(zhuǎn)子的輸入電流，直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)B2 做異步變頻運(yùn)行采用恒壓頻比控制。當(dāng)轉(zhuǎn)速到達(dá)1300RPM并網(wǎng)速度時(shí)，將定子短接接觸器 BlO斷開(kāi)，雙饋?zhàn)冾l器B4由轉(zhuǎn)子變頻模式切換至雙饋運(yùn)行模式。雙饋?zhàn)冾l器B4向電機(jī)B2 轉(zhuǎn)子繞組通入勵(lì)磁電流，并檢測(cè)電機(jī)B2定子繞組的發(fā)電電能數(shù)據(jù)電壓、頻率、相位等。當(dāng)電機(jī)B2定子繞組發(fā)電電能數(shù)據(jù)與電網(wǎng)數(shù)據(jù)匹配并滿(mǎn)足并網(wǎng)條件時(shí)，接通并網(wǎng)開(kāi)關(guān)定子短接接觸器A7，此時(shí)電機(jī)B2運(yùn)行在并網(wǎng)狀態(tài)下。電機(jī)B2穩(wěn)定運(yùn)行后，雙饋?zhàn)冾l器A3向電機(jī)Al轉(zhuǎn)子繞組通入勵(lì)磁電流，并檢測(cè)電機(jī)Al定子繞組的發(fā)電電能數(shù)據(jù)。滿(mǎn)足并網(wǎng)條件后，接通并網(wǎng)開(kāi)關(guān)雙饋?zhàn)冾l器前端接觸器 B8，令電機(jī)Al運(yùn)行在并網(wǎng)狀態(tài)下。此時(shí)電機(jī)Al和電機(jī)B2同時(shí)工作在雙饋運(yùn)行模式下，通過(guò)調(diào)節(jié)雙饋?zhàn)冾l器A3和雙饋?zhàn)冾l器B4的輸出電流，可以調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速以及電機(jī)Al 的發(fā)電功率，并可以根據(jù)測(cè)試需要，調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行的功率因數(shù)，滿(mǎn)足雙饋電機(jī)測(cè)試要求。電氣系統(tǒng)需要檢測(cè)電機(jī)Al和電機(jī)B2的轉(zhuǎn)速、電機(jī)Al和電機(jī)B2的輸出功率、電機(jī) Al和電機(jī)B2定子轉(zhuǎn)子電流電壓等電氣參數(shù)，并通過(guò)主控制單元中的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速控制模型參與運(yùn)算，使得整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可以達(dá)到較好的性能指標(biāo)。
權(quán)利要求1.一種雙饋電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)單元、電動(dòng)機(jī)單元和系統(tǒng)啟動(dòng)單元，其特征在于所述的發(fā)電機(jī)單元包括電機(jī)A(I)和雙饋?zhàn)冾l器A(3)，所述的電動(dòng)機(jī)單元包括電機(jī) B(2)和雙饋?zhàn)冾l器W4)，所述系統(tǒng)啟動(dòng)單元包括定子短接接觸器A(7)和定子短接接觸器 B(IO)；所述的電機(jī)A(I)和電機(jī)B(2)均為同規(guī)格型號(hào)的雙饋電機(jī)、通過(guò)聯(lián)軸器剛性連接； 所述的電機(jī)A(I)依次與雙饋?zhàn)冾l器A(3)、雙饋?zhàn)冾l器前端接觸器A(5)和雙饋電機(jī)并網(wǎng)接觸器A(6)串聯(lián)構(gòu)成環(huán)路，所述的定子短接接觸器A(7)連接在電機(jī)A(I)與雙饋電機(jī)并網(wǎng)接觸器A(6)之間的電纜上；所述的電機(jī)BO)依次與雙饋?zhàn)冾l器B0)、雙饋?zhàn)冾l器前端接觸器B(8)和雙饋電機(jī)并網(wǎng)接觸器B(9)串聯(lián)構(gòu)成環(huán)路，所述的定子短接接觸器B(IO)連接在電機(jī)B(2)與雙饋電機(jī)并網(wǎng)接觸器B(9)之間的電纜上；調(diào)壓器分別與發(fā)電機(jī)單元和電動(dòng)機(jī)單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙饋電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述的電動(dòng)機(jī)單元和發(fā)電機(jī)單元組成對(duì)稱(chēng)的電功率封閉系統(tǒng)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種雙饋電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法，所述的系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)單元、電動(dòng)機(jī)單元和系統(tǒng)啟動(dòng)單元，所述的發(fā)電機(jī)單元包括電機(jī)A和雙饋?zhàn)冾l器A，所述的電動(dòng)機(jī)單元包括電機(jī)B和雙饋?zhàn)冾l器B，所述系統(tǒng)啟動(dòng)單元包括定子短接接觸器A和定子短接接觸器B；所述的電機(jī)A和電機(jī)B均為同規(guī)格型號(hào)的雙饋電機(jī)、通過(guò)聯(lián)軸器剛性連接。所述的方法包括定子短接轉(zhuǎn)子變頻運(yùn)行模式和雙饋運(yùn)行模式。本實(shí)用新型將陪試電機(jī)的定子短接，轉(zhuǎn)子通過(guò)雙饋?zhàn)冾l器控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)拖系統(tǒng)的自啟動(dòng)。解決了由于雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子輸出電壓的限制、使雙饋運(yùn)行時(shí)調(diào)速范圍窄導(dǎo)致無(wú)法啟動(dòng)的問(wèn)題。本實(shí)用新型通過(guò)改變雙饋電機(jī)控制方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的啟動(dòng)和低速運(yùn)行，大大節(jié)約了測(cè)試成本。
文檔編號(hào)G01R31/34GK202196154SQ20112029458
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者張樂(lè), 王浩, 聞?dòng)?申請(qǐng)人:大連華銳股份有限公司