专利名称：带回馈功能功率单元的加载装置及方法
技术领域：
本发明涉及电子技术领域，特别涉及四象限高压变频器技术。
背景技术：
在以带回馈功能功率单元串联方式为基本结构的高压四象限变频器的研发调试、 测试、出厂调试各阶段，经常需要对带回馈功能的功率单元进行单独加载，以便对该功率单元进行额定工作条件下的器件温升测试、负载能力试验等。一般的加载方式有两种，一种是给功率单元带电感负载，这种方式能实现功率单元的逆变部分的满载运行，但功率单元整流部分流过的电流很小，未能模拟额定输入时的工作状况。另一种方式是给功率单元带电阻负载，这种方式可实现功率单元整机的满载运行工况，但消耗的电能却非常大。
发明内容
本发明的目的是针对以上现有技术的不足，设计一种给带回馈功能功率单元的加载方法，通过一套电机对拖机组和电感负载，能实现带回馈功能功率单元的可控整流部分和逆变部分同时带满载运行，能模拟额定输入时的工作状况，进行负载能力测试、温升测试等，且相比功率单元带电阻性负载的加载方式，本装置对能量的消耗很小，只有变频器的自身损耗、电动机能量转换时产生的损耗和电感负载上产生的损耗。本发明的目的通过以下技术实现，一种带回馈功能的功率单元的加载装置，包括第一变频器、第二变频器、第一电动机、第二电动机及用于给带回馈功能的功率单元加载的电感负载；其中，第一电动机和第二电动机组成一套电动机对拖机组，第一电动机和第二电动机分别由第一变频器、第二变频器驱动，并同向运转；第二变频器的直流母线与带回馈功能的功率单元的直流母线并联组成公共直流母线；设定第二变频器的输出频率低于第一变频器，使第二电动机运行在发电状态，其发出的电能经由带回馈功能的功率单元的可控整流部分回馈到电网，实现对带回馈功能的功率单元的可控整流部分的加载；电感负载与带回馈功能的功率单元的逆变部分相接，对带回馈功能的功率单元的逆变部分加载。所述的带回馈功能的功率单元的加载装置，其第一电动机和第二电动机为交流异步电动机。所述的带回馈功能的功率单元的加载装置，其第一电动机和第二电动机组成一套电动机对拖机组的实现，是通过第一电动机和第二电动机的传动轴通过联轴器硬联结的方式实现。一种带回馈功能的功率单元的加载方法，包括将第一电动机和第二电动机组成一套电动机对拖机组，分别用第一变频器、第二变频器来驱动第一电动机和第二电动机，使第一电动机和第二电动机同向运转；
将第二变频器的直流母线与带回馈功能的功率单元的直流母线并联组成公共直流母线；设定变频器输出频率，令第二变频器的输出频率低于第一变频器，使第二电动机运行在发电状态，其发出的电能经由带回馈功能的功率单元的可控整流部分回馈到电网， 实现对带回馈功能的功率单元的可控整流部分的加载；带回馈功能的功率单元的逆变部分则通过电感负载来加载。所述的带回馈功能功率单元的加载方法，其流过可控整流部分的电流大小，可通过调整第一变频器和第二变频器的频率差进行调节；频率差越大则电流越大，反之则电流越小。所述的带回馈功能功率单元的加载方法，其流过可控整流部分的电流大小，可通过设定第一变频器的转矩限定参数来调节流过可控整流部分的电流大小，设定的转矩上限越大则电流越大，反之则电流越小。所述的带回馈功能功率单元的加载方法，其将第一电动机和第二电动机组成一套电动机对拖机组包括将第一电动机和第二电动机的传动轴通过联轴器硬联结。所述的带回馈功能的功率单元的加载方法，其带回馈功能的功率单元与电网之间可连接一电抗器，以起阻抗作用。本发明的技术优点在于，以很少的电能消耗量，实现对带回馈功能功率单元的可控整流部分和逆变部分同时带满载运行；既节约能源又能达到功率单元整机满载运行的带载实验目的。
图1为本发明的电器原理示意图。
具体实施例方式本发明实施例提供了一种给带回馈功能功率单元加载的装置和方法，设计一套电机对拖机组使其中一个电机处于发电状态，将驱动发电状态电机的变频器的直流母线与带功率回馈功能的功率单元的直流母线并联组成公共直流母线，使得处于发现状态的电机所发出的电能经由带回馈功能的功率单元的可控整流部分回馈到电网，实现对带回馈功能的功率单元的可控整流部分的加载；而带回馈功能的功率单元的逆变部分则通过电感负载进行加载，能实现带回馈功能功率单元的可控整流部分和逆变部分同时带满载运行，模拟额定输入时的工作状况，进行负载能力测试、温升测试等。下面将结合图1对本发明实施例进行详细说明。如图1所示，第一电动机和第二电动机选择交流异步电动机，第一电动机3和第二电动机4的传动轴通过联轴器7硬联结的方式组成一套电动机对拖机组，分别用第一变频器1和第二变频器2来驱动第一电动机3、第二电动机4。第二变频器2的直流母线与带回馈功能的功率单元5的直流母线并联组成公共直流母线8。两台电动机同向运转，设定变频器输出频率，使第二变频器2的输出频率略低于第一变频器1，让第二电动机4运行在发电状态，其发出的电能经由第二变频器2、公共直流母线8，传送到带回馈功能的功率单元5， 再由带回馈功能的功率单元5的可控整流部分回馈到电网，实现对带回馈功能的功率单元5的可控整流部分的加载。在加载测试时，所述带回馈功能的功率单元5与电网之间可连接一电抗器9，起阻抗作用。流过可控整流部分的电流大小，可通过调整两台变频器即第一变频器和第二变频器的频率差进行调节，频率差越大则电流越大，反之则电流越小。又或者可通过设定第一变频器1的转矩限定参数来调节流过可控整流部分的电流大小，设定的转矩上限越大则电流越大，反之则电流越小。带回馈功能的功率单元5的逆变部分通过带电感负载6来加载。调整带回馈功能的功率单元5的输出频率和输出电压可以改变调整带回馈功能的功率单元输出电流的大小。所以，只要变频器、电动机、和电感负载的功率足够大，本发明实施例中所提供的方法则可满足一定功率范围内的带回馈功能功率单元的带载实验需求。该装置工作时，能量从第一变频器1进入，经过第一电动机3、第二电动机4、第二变频器2、最后再由带回馈功能的功率单元5以电能方式回馈电网。所以，相比功率单元带电阻性负载的加载方式，本装置对能量的消耗非常小，只有变频器的自身损耗、电动机能量转换时产生的损耗和电感负载产生的损耗。在实际运用中，第一电动机3和第二电动机4的额定电压值可以相同也可以不同， 图1中以两者额定电压值相同为例进行说明。本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。
权利要求
1.一种带回馈功能的功率单元的加载装置，其特征在于，所述加载装置包括第一变频器、第二变频器、第一电动机、第二电动机及用于给带回馈功能的功率单元加载的电感负载；其中，第一电动机和第二电动机组成一套电动机对拖机组，第一电动机和第二电动机分别由第一变频器、第二变频器驱动，并同向运转；第二变频器的直流母线与带回馈功能的功率单元的直流母线并联组成公共直流母线；设定第二变频器的输出频率低于第一变频器，使第二电动机运行在发电状态，其发出的电能经由带回馈功能的功率单元的可控整流部分回馈到电网，实现对带回馈功能的功率单元的可控整流部分的加载；电感负载与带回馈功能的功率单元的逆变部分相接，对带回馈功能的功率单元的逆变部分加载。
2.根据权利要求1所述的带回馈功能的功率单元的加载装置，其特征在于，所述的第一电动机和第二电动机为交流异步电动机。
3.根据权利要求1或2所述的带回馈功能的功率单元的加载装置，其特征在于，所述的第一电动机和第二电动机组成一套电动机对拖机组的实现，是通过第一电动机和第二电动机的传动轴通过联轴器硬联结的方式实现。
4.一种带回馈功能的功率单元的加载方法，其特征在于，包括将第一电动机和第二电动机组成一套电动机对拖机组，分别用第一变频器、第二变频器来驱动第一电动机和第二电动机，使第一电动机和第二电动机同向运转；将第二变频器的直流母线与带回馈功能的功率单元的直流母线并联组成公共直流母线.一入 ，设定变频器输出频率，令第二变频器的输出频率低于第一变频器，使第二电动机运行在发电状态，其发出的电能经由带回馈功能的功率单元的可控整流部分回馈到电网，实现对带回馈功能的功率单元的可控整流部分的加载；带回馈功能的功率单元的逆变部分则通过电感负载来加载。
5.根据权利要求4所述的带回馈功能功率单元的加载方法，其特征在于，所述流过可控整流部分的电流大小，可通过调整第一变频器和第二变频器的频率差进行调节；频率差越大则电流越大，反之则电流越小。
6.根据权利要求4所述的带回馈功能功率单元的加载方法，其特征在于，所述流过可控整流部分的电流大小，可通过设定第一变频器的转矩限定参数来调节流过可控整流部分的电流大小，设定的转矩上限越大则电流越大，反之则电流越小。
7.根据权利要求4所述的带回馈功能功率单元的加载方法，其特征在于，所述将第一电动机和第二电动机组成一套电动机对拖机组包括将第一电动机和第二电动机的传动轴通过联轴器硬联结。
8.根据权利要求4所述的带回馈功能的功率单元的加载方法，其特征在于，所述带回馈功能的功率单元与电网之间可连接一电抗器，以起阻抗作用。
全文摘要
带回馈功能的功率单元的加载装置及方法，包括第一变频器、第二变频器、第一电动机、第二电动机及电感负载，第一电动机和第二电动机组成一套电动机对拖机组，并分别由第一变频器、第二变频器驱动；第二变频器的直流母线与带回馈功能的功率单元的直流母线并联组成公共直流母线；设定变频器输出频率，令第二变频器的输出频率低于第一变频器，使第二电动机运行在发电状态，其发出的电能经由带回馈功能的功率单元的可控整流部分回馈到电网，实现对带回馈功能的功率单元的可控整流部分的加载。本发明优点是，以很少的电能消耗，实现对带回馈功能功率单元的可控整流部分和逆变部分同时带满载运行；既节能又能达到功率单元整机满载运行的带载实验目的。
文档编号H02P5/46GK102447265SQ20101050415
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月12日 优先权日2010年10月12日
发明者董瑞勇 申请人:深圳市英威腾电气股份有限公司