风力发电机综合智能测控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种风力发电机综合智能测控系统，包括电源模块、电子内回馈变频电源、测量模块、触摸面板、逻辑控制器和上位PC机，所述电源模块的输入端与交流电网相连，输出端分别与电子内回馈变频电源、测量模块相连，所述电子内回馈变频电源分别与测量模块、陪试电机相连，所述测量模块分别与上位PC机、被试电机相连，所述上位PC机与触摸面板相连，触摸面板与逻辑控制器相连，所述逻辑控制器分别与测量模块、电源模块相连。本实用新型采用电子内回馈变频电源，具有高效节能、占地面积小、安装调试简单的优点，并且其频率可调，不仅可以做50Hz电机的负载试验，也可以做60Hz电机的负载试验。
【专利说明】风力发电机综合智能测控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及风力发电机试验系统，特别涉及一种风力发电机综合智能测控系统。
【背景技术】
[0002]在电机行业，电机型式试验的电源系统比较复杂，不仅要求被试电机的电源波形畸变率小于5%，而且还要求电压、频率可调。在做电机的温升试验和负载试验时，需要对电机加载，耗电大。加载采用的方法大致可以分为两类:
[0003]一类是把负载的能量消耗掉:方法1，采用直流电动机加电阻箱作为负载，把被试电机输出的轴功率通过直流电机转为直流电，通过电阻放掉，当功率较大时，电阻箱还需要风冷或水冷；方法2，采用磁粉制动器和电涡流制动器。一般在功率较小时(一般小于IOkW)采用磁粉制动器，或功率较大时采用电涡流制动器。与直流机加载方法一样，均需采用风冷和水冷的方式，而且能量被白白的浪费掉了。不仅如此，而且由于直流电机或磁粉制动器(电涡流制动器)中心高与被试电机不一样，安装时非常的不方便。另外还存在磁粉制动器失磁的问题，造成负载不稳定。
[0004]二类是把负载的能量回馈电网，采用发电机组回馈电网。一般要采用4至6台电动机、发电机组成变频发电机组，电机发热损耗大，造价高，占地大，效率低，不易实现电机试验的流水线式快速测试模式。随着微机技术及电力电子技术的进步，研制新一代的电子式电机试验电源成为可能。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、使用方便、高效节能的风力发电机综合智能测控系统。
[0006]本实用新型解决上述问题的技术方案是:一种风力发电机综合智能测控系统，包括电源模块、电子内回馈变频电源、测量模块、触摸面板、逻辑控制器和上位PC机，所述电源模块的输入端与交流电网相连，输出端分别与电子内回馈变频电源、测量模块相连，所述电子内回馈变频电源分别与测量模块、陪试电机相连，所述测量模块分别与上位PC机、被试电机相连，所述上位PC机与触摸面板相连，触摸面板与逻辑控制器相连，所述逻辑控制器分别与测量模块、电源模块相连。
[0007]所述电源模块与测量模块之间还设有调压器，所述调压器与逻辑控制器相连。
[0008]所述电子内回馈变频电源包括整流单元、逆变单元、双向逆变同步整流单元、变压器、第一滤波单元和第二滤波单元，所述整流单元分别与逆变单元、双向逆变同步整流单元相连，所述逆变单元、变压器、第一滤波单元依次串接，第一滤波单元的输出端与测量模块相连，所述双向逆变同步整流单元与第二滤波单元相连，第二滤波单元与陪试电机相连。
[0009]所述测量模块包括电阻测量仪、转速测量仪、电流互感器、电流变送器、电压互感器、电压变送器、档位选择单元和开关量输入接口，所述电阻测量仪的输入端与被试电机相连，输出端与上位PC机相连，所述转速测量仪的输入端与被试电机相连，输出端与上位PC机相连，所述电流互感器的输入端与被试电机相连，输出端与电流变送器相连，电流变送器与上位PC机相连，所述电压互感器的输入端与被试电机相连，输出端与电压变送器电压相连，变送器与上位PC机相连，所述电流互感器的输出端、电压互感器的输出端分别与档位选择单元的输入端相连，档位选择单元的输出端与开关量输入接口相连，开关量输入接口于上位PC机相连。
[0010]所述测量模块还包括振动噪声仪，所述振动噪声仪的输入端与被试电机相连，输出端与上位PC机相连。
[0011]所述测量模块还包括温度传感器和温度变送器，所述温度传感器的输入端与被试电机相连，输出端与温度变送器相连，温度变送器与上位PC机相连。
[0012]所述测量模块还包括有功/无功变送器，所述有功/无功变送器的输入端分别与电流互感器的输出端、电压互感器的输出端相连，有功/无功变送器的输出端与上位PC机相连。
[0013]所述温度变送器与上位PC机之间、电流变送器与上位PC机之间、电压变送器与上位PC机之间、有功/无功变送器与上位PC机之间均设有智能仪表。
[0014]所述电阻测量仪包括直流电阻测量仪和绝缘电阻测量仪。
[0015]所述温度传感器为钼电阻温度传感器。
[0016]本实用新型的有益效果在于:本实用新型采用电子内回馈变频电源，具有以下优点:(1)节能70%以上；(2)占地小，无噪声；(3)频率可调，不仅可以做50Hz电机的负载试验，也可以做60Hz电机的负载试验；(4)使用方便，负载可以锁定，没有漂移；(5)可以为单相电机供电，做单相电机的型式试验；(6)安装调试简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构框图。
[0018]图2为本实用新型的电子内回馈变频电源结构框图。
[0019]图3为本实用新型的测量模块结构框图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0021]如图1所示，本实用新型包括电源模块、电子内回馈变频电源、测量模块、触摸面板(TP270-10 )、逻辑控制器(S7-200 )和上位PC机，所述电源模块的输入端与交流电网相连，输出端分别与电子内回馈变频电源、测量模块相连，电源模块与测量模块之间设有调压器，所述电子内回馈变频电源分别与测量模块、陪试电机相连，所述测量模块分别与上位PC机、被试电机相连，所述上位PC机与触摸面板相连，触摸面板与逻辑控制器相连，所述逻辑控制器分别与测量模块、调压器、电源模块相连。
[0022]调压器是为了做50 Hz电机堵转试验时，尽量使输出电压接近额定电压而设置的。如果不用调压器，则需要增大电子内回馈变频电源的容量，这样造价会高出很多。
[0023]在运行时，触摸面板对逻辑控制器(S7-200)的运行参数进行控制，逻辑控制器(S7-200)则通过控制柜完成对陪试电机-被试电机机组的相关控制。[0024]380V的工频供电电源经电源模块分成2路，第I路输出接入调压器的上口，经调压后进入测量模块；第2路输出接入电子内回馈变频电源的上口，作为变频电源的供电电源。电子内回馈变频电源输出2路电机试验电源，第I路为被试电机的正弦波电源，接入测量模块；第2路为脉宽调制(PWM)变频电源，直接接入陪试电机。测量模块的功能是切换电流互感器的变比，为测量仪表提供测试信号，被试电机的电压、电流、转速等信号经过变换后进入智能仪表，智能仪表对进入的信号进行测量、显示，上位PC机与其通信，以轮询方式将数据传输进来。数据进入后，通过上位PC机的虚拟仪表进行显示，所有的实验数据可以通过企业高速管理网可以传入到公司的总经理、总质量管理处，随时都可以调出并打印试验系统的数据，方便了公司管理。
[0025]如图2所示，电子内回馈变频电源包括整流单元、逆变单元、双向逆变同步整流单元、变压器、第一滤波单元和第二滤波单元，所述整流单元分别与逆变单元、双向逆变同步整流单元相连，所述逆变单元、变压器、第一滤波单元依次串接，第一滤波单元的输出端与测量模块相连，所述双向逆变同步整流单元与第二滤波单元相连，第二滤波单元与陪试电机相连。整流单元把普通交流电整流为直流电，再经过逆变单元，变为正弦波，经过第一滤波单元，变压器隔离产生纯正的正弦波(失真度〈2% )，频率范围47-63HZ ;回馈部分为一个智能控制双向逆变同步整流单元，当陪试电机工作在第四象限时(发电状态)，该单元把交流电整流为直流电，回馈到直流母线(因为是直流回馈，对电网无污染)。使用时只需要两台相同型号的异步电机对拖即可。
[0026]本实用新型中的主要功能有两个:一个是对电机试验工况的自动控制，二是对电机参数的数据进行自动采集与处理。电机试验无论是型式试验还是出厂试验都要对被测电机的电压、电流、功率、电网频率、转速、功率因数以及温度等一些物理量进行测试。在这些物理量中又有电量和非电量之分，对于交流电机而言，电量的测量主要包括交流电压、交流电流、功率、功率因数及效率、绕组冷态直流电阻的测量等，非电量的测量主要包括转速、温度、温升的测量。
[0027]如图3所示，测量模块包括电阻测量仪、振动噪声仪、转速测量仪、电流互感器、电流变送器、电压互感器、电压变送器、温度传感器、温度变送器、有功/无功变送器、档位选择单元和开关量输入接口，所述电阻测量仪包括直流电阻测量仪和绝缘电阻测量仪，所述直流电阻测量仪的输入端、绝缘电阻测量仪的输入端分别与被试电机相连，直流电阻测量仪的输出端、绝缘电阻测量仪的输出端分别与上位PC机相连，所述转速测量仪的输入端与被试电机相连，输出端与上位PC机相连,所述电流互感器的输入端与被试电机相连，输出端与电流变送器相连，电流变送器与上位PC机相连，所述电压互感器的输入端与被试电机相连，输出端与电压变送器电压相连，变送器与上位PC机相连，所述振动噪声仪的输入端与被试电机相连，输出端与上位PC机相连，所述有功/无功变送器的输入端分别与电流互感器的输出端、电压互感器的输出端相连，有功/无功变送器的输出端与上位PC机相连，所述温度传感器为钼电阻温度传感器，温度传感器的输入端与被试电机相连，输出端与温度变送器相连，温度变送器与上位PC机相连，所述温度变送器与上位PC机之间、电流变送器与上位PC机之间、电压变送器与上位PC机之间、有功/无功变送器与上位PC机之间均设有智能仪表，所述电流互感器的输出端、电压互感器的输出端分别与档位选择单元的输入端相连，档位选择单元的输出端与开关量输入接口相连，开关量输入接口于上位PC机相连。[0028] 系统的电量和非电量的采集由电阻测量仪、振动噪声仪、转速测量仪、电压变送器、电流变送器、智能仪表等来完成。这些测试仪既可以单独测量电机某些参量，又可把采集得到的数据送到上位PC机，计算机对采集的数据进行处理，得到电压电流、功率、效率、功率因数、转速以及温度的实际值。
【权利要求】
1.一种风力发电机综合智能测控系统，其特征在于:包括电源模块、电子内回馈变频电源、测量模块、触摸面板、逻辑控制器和上位PC机，所述电源模块的输入端与交流电网相连，输出端分别与电子内回馈变频电源、测量模块相连，所述电子内回馈变频电源分别与测量模块、陪试电机相连，所述测量模块分别与上位PC机、被试电机相连，所述上位PC机与触摸面板相连，触摸面板与逻辑控制器相连，所述逻辑控制器分别与测量模块、电源模块相连。
2.根据权利要求1所述的风力发电机综合智能测控系统，其特征在于:所述电源模块与测量模块之间还设有调压器，所述调压器与逻辑控制器相连。
3.根据权利要求1所述的风力发电机综合智能测控系统，其特征在于:所述电子内回馈变频电源包括整流单元、逆变单元、双向逆变同步整流单元、变压器、第一滤波单元和第二滤波单元，所述整流单元分别与逆变单元、双向逆变同步整流单元相连，所述逆变单元、变压器、第一滤波单元依次串接，第一滤波单元的输出端与测量模块相连，所述双向逆变同步整流单元与第二滤波单元相连，第二滤波单元与陪试电机相连。
4.根据权利要求1所述的风力发电机综合智能测控系统，其特征在于:所述测量模块包括电阻测量仪、转速测量仪、电流互感器、电流变送器、电压互感器、电压变送器、档位选择单元和开关量输入接口，所述电阻测量仪的输入端与被试电机相连，输出端与上位PC机相连，所述转速测量仪的输入端与被试电机相连，输出端与上位PC机相连，所述电流互感器的输入端与被试电机相连，输出端与电流变送器相连，电流变送器与上位PC机相连，所述电压互感器的输入端与被试电机相连，输出端与电压变送器电压相连，变送器与上位PC机相连，所述电流互感器的输出端、电压互感器的输出端分别与档位选择单元的输入端相连，档位选择单元的输出端与开关量输入接口相连，开关量输入接口于上位PC机相连。
5.根据权利要求4所述的风力发电机综合智能测控系统，其特征在于:所述测量模块还包括振动噪声仪，所述振动噪声仪的输入端与被试电机相连，输出端与上位PC机相连。
6.根据权利要求4所述的风力发电机综合智能测控系统，其特征在于:所述测量模块还包括温度传感器和温度变送器，所述温度传感器的输入端与被试电机相连，输出端与温度变送器相连，温度变送器与上位PC机相连。
7.根据权利要求6所述的风力发电机综合智能测控系统，其特征在于:所述测量模块还包括有功/无功变送器，所述有功/无功变送器的输入端分别与电流互感器的输出端、电压互感器的输出端相连，有功/无功变送器的输出端与上位PC机相连。
8.根据权利要求7所述的风力发电机综合智能测控系统，其特征在于:所述温度变送器与上位PC机之间、电流变送器与上位PC机之间、电压变送器与上位PC机之间、有功/无功变送器与上位PC机之间均设有智能仪表。
9.根据权利要求4所述的风力发电机综合智能测控系统，其特征在于:所述电阻测量仪包括直流电阻测量仪和绝缘电阻测量仪。
10.根据权利要求6所述的风力发电机综合智能测控系统，其特征在于:所述温度传感器为钼电阻温度传感器。
【文档编号】G01R31/34GK203688776SQ201420008604
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】赵毅君, 金国彬, 施晓蓉, 王迎旭, 魏琼, 邱泓, 李世军, 唐宝 申请人:湖南工程学院