CN107045085A - 一种变频器测试装置 - Google Patents

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陈华锋
宋辉
王占强
于晓宁
魏鑫
张蕾
王旺球
李莎莎
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Abstract

一种变频器测试装置，包括直流电源、被试变频器、被试电机、联轴器、陪试电机、陪试变频器和纯硬件制动装置，被试变频器与陪试变频器均与直流电源的输出端相连，被试电机与被试变频器相连，陪试电机与陪试变频器相连，被试电机与陪试电机之间通过联轴器相连；纯硬件制动装置包括比较器、晶体管和制动电阻，比较器信号输入端用于分别获取陪试变频器和被试变频器进线端的电流信号。本发明采用两个电流传感器、两个加法调理电路、比较器、隔离驱动电路等构成纯硬件制动装置，只要从负载向公共直流母线流入的电流大于公共直流母线向负载流入的电流，制动装置就能快速的制动，实现测试平台的安全可靠运行。

Description

一种变频器测试装置
技术领域
本发明属于电气传动技术领域，尤其涉及一种变频器测试装置。
背景技术
变频器普遍应用于工业领域的电机调速，其性能直接关系到用户的正常生产和产品质量，在新型变频器的研制过程中，或者变频器在出厂前，必须对其进行性能测试。
变频器常用的测试方法是采用两台异步电机对拖的共直流母线技术，做发电运行的异步电机通过四象限变频器向公共直流母线端回馈能量，采用该方法比较节能。但是，目前的共直流母线技术都是不配置制动装置或者仅通过软件采样来实现制动。
然而，一旦出现负载向公共直流母线回馈的电能大于负载从公共直流母线吸收的电能的情况，比如被试变频器进行变频降速运行时，所有负载均向公共直流母线端回馈能量，这时采用软件制动会出现跟踪缓慢从而出现制动不及时的情况，严重时会导致直流母线前端的损坏。
发明内容
基于上述本发明中的不足，本发明要解决的技术问题在于提供一种采用纯硬件制动装置进行制动的变频器测试装置，使多余的能量快速的消耗掉。
本发明采用以下技术方案：
一种变频器测试装置，包括直流电源、被试变频器、被试电机、联轴器、陪试电机、陪试变频器和纯硬件制动装置，被试变频器与陪试变频器均与直流电源的输出端相连，被试电机与被试变频器相连，陪试电机与陪试变频器相连，被试电机与陪试电机之间通过联轴器相连；
所述纯硬件制动装置包括比较器、晶体管和制动电阻，所述比较器信号输入端用于分别获取陪试变频器和被试变频器进线端的电流信号，所述比较器输出端连接晶体管的基极，所述晶体管的集电极连接制动电阻，发射极连接直流电源的负极，制动电阻与直流电源的正极连接。
所述被试变频器和陪试变频器，只要发生以下两种情况中的任一种：（1）两个变频器同时向公共直流母线端回馈能量；（2）其中一个变频器向公共直流母线端回馈的能量大于另一变频器从公共直流母线端吸收的能量；比较器均输出高电平，通过晶体管接通制动电阻。
所述纯硬件制动装置还包括电流传感器Ⅰ、电流传感器Ⅱ、信号调理电路Ⅰ、信号调理电路Ⅱ，电流传感器Ⅰ与被试变频器进线端的负极相连接，电流传感器Ⅱ与陪试变频器进线端的负极相连接，信号调理电路Ⅰ与电流传感器Ⅰ相连接，信号调理电路Ⅱ与电流传感器Ⅱ相连接，信号调理电路Ⅰ与信号调理电路Ⅱ分别与比较器相连接。
所述晶体管采用IGBT，所述比较器和IGBT之间还连接有用于进行强弱电隔离的隔离驱动电路。
所述直流电源为输出电压可调的电源，用于对变频器输出不同的电压。
所述信号调理电路Ⅰ和信号调理电路Ⅱ均为加法调理电路，用于将接收的电流传感器Ⅰ和电流传感器Ⅱ输出的电流信号偏置为正值。
采用上述技术方案的本发明，具有以下有益效果：（1）发明采用两个电流传感器、两个加法调理电路、比较器、隔离驱动电路等构成纯硬件制动装置，只要从负载向公共直流母线流入的电流大于公共直流母线向负载流入的电流，制动装置就能快速的制动，实现测试平台的安全可靠运行。（2）本发明所用的直流电源为可调电源，可以对变频器进行输入电压的拉偏试验。（3）本发明采用了共直流母线回馈式电机对拖平台的电气结构,在电气连接上直流母线并联，负载电机发电回馈到电动机侧，节省电能，提高效率明显，可以利用小功率等级的供电电源来试验较大功率的传动***。
附图说明
图1为本发明变频器测试***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明提供一种用于对变频器性能进行测试的电机对拖平台，它包括直流电源、被试变频器、被试电机、联轴器、陪试电机、陪试变频器和纯硬件制动装置，纯硬件制动装置包括比较器、晶体管和制动电阻，比较器分别获取陪试变频器和被试变频器进线端的电流信号进行比较，将比较以后的信号输出给晶体管的基极，晶体管的集电极连接制动电阻，发射极连接直流电源的负极，制动电阻与直流电源的正极连接。上述的晶体管优选绝缘栅双极型晶体管（IGBT）。
被试变频器与陪试变频器均与直流电源输出端的正极和负极相连，而被试电机与被试变频器相连，陪试电机与陪试变频器相连，被试电机与陪试电机之间通过联轴器相连；电流传感器Ⅰ与被试变频器进线端的负极相连接，电流传感器Ⅱ与陪试变频器进线端的负极相连接，信号调理电路Ⅰ与电流传感器Ⅰ相连接，信号调理电路Ⅱ与电流传感器Ⅱ相连接，信号调理电路Ⅰ与信号调理电路Ⅱ分别连接与比较器相连接，比较器与IGBT的基极连接，制动电阻与IGBT的集电极和直流电源的正极相连，IGBT的发射极与直流电源的负极相连。在比较器和IGBT之间还连接有隔离驱动电路，用于进行强弱电的隔离。上述的信号调理电路Ⅰ和信号调理电路Ⅱ均选择加法调理电路，用于将接收的电流传感器Ⅰ和电流传感器Ⅱ输出的电流信号偏置为正值。
直流电源为输出的电压值可调的可调电源，用于对变频器输出不同的电压，实现被试变频器输入电压的拉偏试验。
电流传感器Ⅰ和电流传感器Ⅱ既可以测量正极电流也可以测量负极电流；电流传感器Ⅰ以被试变频器流入直流电源负极的方向为正方向；电流传感器Ⅱ以直流电源负极流入陪试变频器的方向为正方向；加法调理电路Ⅰ和加法调理电路Ⅱ均可以把负的电流值偏置为正值；加法调理电路Ⅱ的输出值大于加法调理电路Ⅰ的输出值时，比较器输出高电平。
***上电后，直流电源给被试变频器和陪试变频器供电，被试变频器采用速度控制，被试电机处于电动状态；陪试变频器具有四象限运行功能，采用转矩控制，陪试电机和被试电机通过联轴器同轴同向连接，陪试电机处于发电状态；改变陪试变频器的转矩大小，就可以给被试电机加载，从而实现被试变频器的变负载测试。
被试变频器和陪试变频器，只要发生以下两种情况中的任一种：（1）两个变频器同时向公共直流母线端回馈能量；（2）其中一个变频器向公共直流母线端回馈的能量大于另一变频器从公共直流母线端吸收的能量；均会启动本发明的纯硬件制动装置。例如：当被试变频器变频减速运行时，按照图1中规定的电流正方向，电流传感器Ⅰ输出电流为负值，而陪试变频器仍处于发电状态，按照图1规定的电流正方向，电流传感器Ⅱ输出电流为正值，这样，加法调理电路Ⅱ输出值大于加法调理电路Ⅰ输出值，比较器输出高电平，经过隔离驱动电路使IGBT导通，接通制动电阻实现多余能量的快速消耗。

Claims (6)

1.一种变频器测试装置，其特征在于：包括直流电源、被试变频器、被试电机、联轴器、陪试电机、陪试变频器和纯硬件制动装置，被试变频器与陪试变频器均与直流电源的输出端相连，被试电机与被试变频器相连，陪试电机与陪试变频器相连，被试电机与陪试电机之间通过联轴器相连；
所述纯硬件制动装置包括比较器、晶体管和制动电阻，所述比较器信号输入端用于分别获取陪试变频器和被试变频器进线端的电流信号，所述比较器输出端连接晶体管的基极，所述晶体管的集电极连接制动电阻，发射极连接直流电源的负极，制动电阻与直流电源的正极连接。
2.根据权利要求1所述的一种变频器测试装置，其特征在于：所述被试变频器和陪试变频器，只要发生以下两种情况中的任一种：（1）两个变频器同时向公共直流母线端回馈能量；（2）其中一个变频器向公共直流母线端回馈的能量大于另一变频器从公共直流母线端吸收的能量；比较器均输出高电平，通过晶体管接通制动电阻。
3.根据权利要求1所述的一种变频器测试装置，其特征在于：所述纯硬件制动装置还包括电流传感器Ⅰ、电流传感器Ⅱ、信号调理电路Ⅰ、信号调理电路Ⅱ，电流传感器Ⅰ与被试变频器进线端的负极相连接，电流传感器Ⅱ与陪试变频器进线端的负极相连接，信号调理电路Ⅰ与电流传感器Ⅰ相连接，信号调理电路Ⅱ与电流传感器Ⅱ相连接，信号调理电路Ⅰ与信号调理电路Ⅱ分别与比较器相连接。
4.根据权利要求1所述的一种变频器测试装置，其特征在于：所述晶体管采用IGBT，所述比较器和IGBT之间还连接有用于进行强弱电隔离的隔离驱动电路。
5.根据权利要求1所述的一种变频器测试装置，其特征在于：所述直流电源为输出电压可调的电源，用于对变频器输出不同的电压。
6.根据权利要求3所述的一种变频器测试装置，其特征在于：所述信号调理电路Ⅰ和信号调理电路Ⅱ均为加法调理电路，用于将接收的电流传感器Ⅰ和电流传感器Ⅱ输出的电流信号偏置为正值。
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