一种直流电动机和直流发电机的综合试验系统及方法与流程

本发明涉及电机测试，尤其涉及一种直流电动机和直流发电机的综合试验系统及方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、由于直流电机在调速控制方面表现出来的出众能力，加之结构简单、开路转矩大等优点，使得直流电机被广泛应用在矿山机械的控制系统中。它可应用于煤矿、金属矿山、非金属矿山、矿山冶金、化工、水泥等各类场合。为了准确、快速地对矿用直流电动机的检修后的性能进行验证,针对矿用直流电动机、直流发电机综合试验系统的研究尤为重要。

3、传统的直流电动机、发电机试验系统采用二极管整流电源或可控硅整流电源作为直流电机的试验电源，二极管整流电路简单，但是有较长的整流信号连续脉动，这使得平滑效果较差，实现高水平的纹波抑制更加困难。可控硅整流电源，由于可控硅开通电压高，需要较高的触发电流，无法高频调节，电效率相对较低，可控硅谐波相对较大。除此之外传统的试验系统采用直流发电机作为陪试电机，直流电机成本较高，且结构复杂，使用维护不方便。此外，传统的直流电动机、发电机试验系统中陪试电机的供电电源仅能依靠市电，而不能实现通过试验过程中电机产生的电能供电，更不能实现对回馈至电网中电能进行调节。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述问题，提出了一种直流电动机和直流发电机的综合试验系统及方法，在被试直流电动机和直流发电机的测试试验过程中，电动机或发电机产生的电能能够为交流电动机和被试直流电动机、被试直流发电机供电，从而减少从电网消耗电能，起到节能效果。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，提出了一种直流电动机和直流发电机的综合试验系统，包括双向直流电源、逆变单元和交流电动机；

4、逆变单元与交流电动机连接；双向直流电源与逆变单元连接，且双向直流电源还用于与被试直流电动机或被试直流发电机连接；

5、交流电动机，用于被试直流电动机或被试直流发电机测试时的陪试电机；在被试直流发电机负载特性测试时，被试直流发电机产生的电能够通过双向直流电源进入逆变单元，通过逆变单元为交流电动机供电。

6、第二方面，提出了一种直流电动机和直流发电机的试验方法，包括：

7、将交流电动机作为陪试电机，与被试直流发电机或被试直流电动机连接；

8、通过双向直流电源为被试直流发电机供电，通过逆变单元为交流电动机供电，对被试直流发电机或被试直流电动机进行负载特性测试，或对被试直流发电机进行空载测试；

9、在被试直流发电机负载特性测试过程中，被试直流发电机发出的电经过双向直流电源进入逆变单元。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

11、1、本发明将双向直流电源经逆变单元与交流电动机连接，在被试直流电动机或被试直流发电机的测试试验过程中，被试直流电动机或被试直流发电机产生的电能能够通过双向直流电源和逆变单元为交流电动机供电，或将交流电动机产生的电，供给双向直流电源，再通过双向直流电源为被试电机供电，从而减少从电网消耗电能，起到节能效果。

12、2、本发明还设置了与市电连接的第一供电单元，并将第一供电单元与双向直流电源与逆变单元的连接电路连接，从而在被试直流电动机或被试直流发电机的测试试验过程中，电动机和发电机产生的富余电能，能够通过第一供电单元进入电网，为电网的电能进行补充。

13、3、本发明在进行被试直流电动机负载特性测试时，被试直流电动机产生的动能不需要通过制动电阻变成热能消耗掉，而是被交流电动机进行能量的回收，形成电能反馈至电网或是被试直流电动机，进一步减少从电网消耗电能，从而起到节能效果。

14、4、本发明通过igbt功率器件斩波方式的双向直流电源作为被试直流电动机和直流发电机的供电电源，与传统的采用二极管整流电源或可控硅整流电源作为直流电机的试验电源方式相比较，具有输出电压控制精度更高，输出电压纹波更小、具有能量双向流动、网侧谐波较低、非常方便系统集成控制等明显的优势。

15、5、本发明的陪试电机采用交流电动机，相较于传统的直流发电机作为负载，其效率更高，能够实现更高的功率输出。且，交流电机是用的是交流电源，不需要像直流电机、发电机一样需要加入电子元器件来实现电流变换，从而能够更好的降低电能的损耗，实现更高的节能效果。

16、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种直流电动机和直流发电机的综合试验系统，其特征在于，包括双向直流电源、逆变单元和交流电动机；

2.如权利要求1所述一种直流电动机和直流发电机的综合试验系统，其特征在于，还包括第一供电单元，第一供电单元的一端用于与市电连接，第一供电单元的另一端与双向直流电源与逆变单元的连接电路连接；市电能够通过第一供电单元进入双向直流电源和逆变单元。

3.如权利要求2所述一种直流电动机和直流发电机的综合试验系统，其特征在于，在被试直流发电机负载特性测试时，被试直流发电机产生的电还能够通过双向直流电源进入第一供电单元，通过第一供电单元进入市电。

4.如权利要求2所述一种直流电动机和直流发电机的综合试验系统，其特征在于，在被试直流电动机负载特性测试时，交流电动机发出的电能够经过逆变单元进入第一供电单元和双向直流电源，通过第一供电单元进入市电。

5.如权利要求2所述一种直流电动机和直流发电机的综合试验系统，其特征在于，第一供电单元包括电源输入柜、整流变压器和整流单元；电源输入柜的输入端用于与市电连接，电源输入柜的输出端与整流变压器连接；整流变压器和整流单元连接，整流单元与双向直流电源与逆变单元的连接电路连接。

6.如权利要求1所述一种直流电动机和直流发电机的综合试验系统，其特征在于，还包括励磁电源，用于为串励方式外的他励方式被试直流电动机或被试直流发电机的励磁绕组供电。

7.如权利要求1所述一种直流电动机和直流发电机的综合试验系统，其特征在于，当交流电动机作为被试直流电动机或被试直流发电机测试的陪试电机时，交流电动机的输出轴与被试直流电动机或被试直流发电机的输出轴连接，并能够带动被试直流电动机或被试直流发电机的输出轴旋转。

8.如权利要求1所述一种直流电动机和直流发电机的综合试验系统，其特征在于，双向直流电源采用igbt功率器件斩波方式的dc/dc双向直流电源。

9.一种直流电动机和直流发电机的试验方法，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的一种直流电动机和直流发电机的试验方法，其特征在于，通过双向直流电源为被试直流电动机，对被试直流电动机进行空载测试。

技术总结
本发明公开的一种直流电动机和直流发电机的综合试验系统及方法，包括双向直流电源、逆变单元和交流电动机；双向直流电源经逆变单元与交流电动机连接；双向直流电源还用于与被试直流电动机或被试直流发电机连接；交流电动机，用于被试直流电动机或被试直流发电机测试时的陪试电机；在被试直流发电机测试时，被试直流发电机产生的电能够通过双向直流电源进入逆变单元，通过逆变单元为交流电动机供电。在被试直流电动机和直流发电机的测试试验过程中，电动机或发电机产生的电能能够为交流电动机和被试直流电动机、被试直流发电机供电，从而减少从电网消耗电能，起到节能效果。

技术研发人员：刘磊,李宪民,平彦军,付合英,王亮,冯俊青,巴特尔,于海洋,路鹏飞,于慧斌,李宝山,刘江,张雪野,戴永泉,刘思维,鲍兴君,杨鑫和,肖坤,姜景莉
受保护的技术使用者：内蒙古电投能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15