CN103412203A - 电机变频驱动器老化测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机变频驱动器老化测试装置及其测试方法，该装置包括用于采集变频驱动器在老化测试过程中的各项数据的数据采集单元、对供给变频驱动器和负载的电源进行控制的老化电源控制器、读取数据采集单元数据以及向老化电源控制器发送控制指令的数据分析及监控单元，负载为电抗器模拟负载，电抗器模拟负载同名端相互连接，电抗器模拟负载剩下三个抽头接到变频驱动器的三相输出端上。此款电机变频驱动器老化测试装置以电抗器代替电机作为电机变频驱动器的负载，在老化过程中，由于电抗器是感性负载，电阻分量小而电抗分量大，所以实际吸收的有功功率很小，大部分的无功功率在驱动器与电抗器之间往复交换，并没有消耗掉。

Description

电机变频驱动器老化测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及电机驱动器老化测试技术领域，一种电机变频驱动器老化测试装置及其测试方法。

背景技术

传统的电机变频驱动器老化方法，一种方法是空载老化：电机变频驱动器工作在空载状态，这种老化方法消耗能源低，但难以保证元器件的缺陷、焊接和装配中存在的隐患能在老化测试中充分暴露出来；另一种方法是带载老化：电机变频驱动器带上电机工作在额定负载状态，这种方法需消耗大量能源且占用大量空间。

发明内容

本发明的目的在于为了克服现有电机变频驱动器空载老化不能充分暴露隐患和带载老化消耗大量能源和占用空间的不足，而提供一种不仅能使电路元器件缺陷、焊接和装配隐患在老化过程充分暴露出来，而且较传统的带载老化方法能耗和占用空间都有大幅降低的电机变频驱动器老化测试装置及其测试方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种电机变频驱动器老化测试装置，包括用于采集变频驱动器在老化测试过程中的各项数据的数据采集单元、对供给变频驱动器和负载的电源进行控制的老化电源控制器、读取数据采集单元数据以及向老化电源控制器发送控制指令的数据分析及监控单元，其特征在于：所述负载为电抗器模拟负载，电抗器模拟负载同名端相互连接，电抗器模拟负载剩下三个抽头接到变频驱动器的三相输出端上。此款电机变频驱动器老化测试装置以电抗器代替电机作为电机变频驱动器的负载，在老化过程中，通过调节变频驱动器的输出模式，使变频驱动器始终向电抗器输出一个频率、幅值都与额定负载下带电机运行相同的驱动电流。在上述工作条件下，由于电抗器是感性负载，电阻分量小而电抗分量大，所以实际吸收的有功功率很小，大部分的无功功率在驱动器与电抗器之间往复交换，并没有消耗掉。

所述变频驱动器为反电势为梯形波的直流无刷电机驱动器、反电势为正弦波的永磁同步电机驱动器、或采用恒压频比控制和矢量控制的感应电机驱动器。

所述直流无刷电机驱动器、永磁同步电机驱动器或感应电机驱动器内部均包含交直交电源变换，交直交电源变换的逆变侧采用智能功率模块或分立元件。驱动器从电网吸收的功率约等于其输出到电抗器的有功功率，而驱动器的关键元器件智能功率模块，或分立器件（包括IGBT、MODFET等）承受额定频率、幅值的电流，能模拟出带电机负载的实际工作情况，若该部分元器件有缺陷或焊接、装配过程中存在隐患，能在该老化方法中充分暴露出来。

所述数据采集单元和老化电源控制器同时与至少一台变频驱动器电性连接，各变频驱动器电性连接有一电抗器模拟负载。

一种电机变频驱动器老化测试装置的测试方法，其特征是：先将需要进行老化测试的变频驱动器与数据采集单元、老化电源控制器和电抗器模拟负载电性连接，数据采集单元、老化电源控制器与数据分析及监控单元电性连接；然后，按以下步骤对变频驱动器进行老化测试：

步骤一，通电，数据分析及监控单元的程序及数据初始化；

步骤二，检测检测是否执行老化操作，如果是，则进入步骤三，如果否，则进入正常运行模式；

步骤三：检测是否接收到启动指令，如果是，则进入步骤四，如果否，则进入步骤六；

步骤四：启动后检测变频驱动器输出电流频率、幅值是否到达目标值；如果是；则直接进入步骤五，如果否，则频率、幅值斜坡上升，然后进入步骤五；

步骤五：进行电流闭环PI调节，然后进入步骤六；

步骤六：检测是否发生故障，如果是，则停机报警切断输出；如果否，则重复步骤四，依次循环。

本发明的有益效果如下：在老化过程中，电机变频驱动器大部分元器件（包括关键元器件）都能工作在额定负载状态，有利于充分暴露潜伏故障，而消耗能源低，占用空间小。

附图说明

图1是本发明电机变频驱动器老化系统的框图。

图2是采用电抗器作为负载的老化模式程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，一种电机变频驱动器4老化测试装置，包括用于采集变频驱动器4在老化测试过程中的各项数据的数据采集单元3、对供给变频驱动器4和负载的电源进行控制的老化电源控制器2、读取数据采集单元3数据以及向老化电源控制器2发送控制指令的数据分析及监控单元1，所述负载为电抗器模拟负载5，电抗器模拟负载5同名端相互连接，从而模拟电机中点，电抗器模拟负载5剩下三个抽头接到变频驱动器4的三相（UVW三相）输出端上。为了能模拟出带电机负载运行的效果，变频驱动器4的输出模式需修改成电流闭环模式，输出与额定负载下相同频率和幅值的驱动电流，由于电抗器是感性负载，电阻分量小而电抗分量大，所以实际吸收的有功功率很小，大部分的无功功率在变频驱动器4与电抗器模拟负载5之间往复交换，并没有消耗掉。

所述变频驱动器4为反电势为梯形波的直流无刷电机驱动器、反电势为正弦波的永磁同步电机驱动器、或采用恒压频比控制和矢量控制的感应电机驱动器等。

所述直流无刷电机驱动器、永磁同步电机驱动器或感应电机驱动器内部均包含交直交电源变换，交直交电源变换的逆变侧采用智能功率模块或分立元件（包括IGBT、MODFET等），交直交电源变换通过脉宽调制技术对其输出电压进行频率和幅值控制。驱动器从电网吸收的功率约等于其输出到电抗器的有功功率，而驱动器的关键元器件智能功率模块、或分立器件（包括IGBT、MODFET等）承受额定频率、幅值的电流，能模拟出带电机负载的实际工作情况，若该部分元器件有缺陷或焊接、装配过程中存在隐患，能在该老化方法中充分暴露出来。其中，老化模式的程序只允许厂家出厂前使用，用户不能使用该模式，在驱动器老化完毕出厂前必须通过上位机改写或重新烧写程序将该模式屏蔽，以防止用户的误操作。

所述数据采集单元3和老化电源控制器2同时与至少一台变频驱动器4电性连接，各变频驱动器4电性连接有一电抗器模拟负载5。

由于变频驱动器4进行的是高温老化过程，时间一般为48小时，操作者不能长时间对老化状态进行监测，数据采集单元3用于采集变频驱动器4在老化过程中的各项数据，包括输入输出电流、电压、关键元器件温度等，不停扫描每一台设备并将数据发送至数据分析及监控单元1，如数据分析及监控单元1判断设备出现异常，则将异常原因、发生异常的时间记录下来，并发送停机指令至老化电源控制器2，老化电源控制器2能对每台老化的设备单独控制，切断出现异常的设备，而不影响其他正常设备继续老化。数据分析及监控单元1是整个系统的主控制器，操作者需要设置好老化的时间、温度等参数，并向数据分析及监控单元1发出启动指令，到达设定的老化时间后，系统自动停止，技术人员可从数据分析及监控单元1读取老化记录，若有设备出现故障则可根据故障记录分析故障原因。

结合图2所示，一种电机变频驱动器4老化测试装置的测试方法，先将需要进行老化测试的变频驱动器4与数据采集单元3、老化电源控制器2和电抗器模拟负载5电性连接，数据采集单元3、老化电源控制器2与数据分析及监控单元1电性连接；然后，按以下步骤对变频驱动器4进行老化测试：

步骤一，通电，数据分析及监控单元1的程序及数据初始化；

步骤二，检测检测是否执行老化操作，如果是，则进入步骤三，如果否，则进入正常运行模式；

步骤三：检测是否接收到启动指令，如果是，则进入步骤四，如果否，则进入步骤六；

步骤四：启动后检测变频驱动器4输出电流频率、幅值是否到达目标值；如果是；则直接进入步骤五，如果否，则频率、幅值斜坡上升，然后进入步骤五；

步骤五：进行电流闭环PI调节，然后进入步骤六；

步骤六：检测是否发生故障，如果是，则停机报警切断输出，测试结束；如果否，则重复步骤四，依次循环。

Claims (5)

1.一种电机变频驱动器老化测试装置，包括用于采集变频驱动器在老化测试过程中的各项数据的数据采集单元、对供给变频驱动器和负载的电源进行控制的老化电源控制器、读取数据采集单元数据以及向老化电源控制器发送控制指令的数据分析及监控单元，其特征在于：所述负载为电抗器模拟负载，电抗器模拟负载同名端相互连接，电抗器模拟负载剩下三个抽头接到变频驱动器的三相输出端上。

2.根据权利要求1所述的电机变频驱动器老化测试装置，其特征在于：所述变频驱动器为反电势为梯形波的直流无刷电机驱动器、反电势为正弦波的永磁同步电机驱动器、或采用恒压频比控制和矢量控制的感应电机驱动器。

3.根据权利要求1所述的电机变频驱动器老化测试装置，其特征在于：所述直流无刷电机驱动器、永磁同步电机驱动器或感应电机驱动器内部均包含交直交电源变换，交直交电源变换的逆变侧采用智能功率模块或分立元件。

4.根据权利要求1所述的电机变频驱动器老化测试装置，其特征在于：所述数据采集单元和老化电源控制器同时与至少一台变频驱动器电性连接，各变频驱动器电性连接有一电抗器模拟负载。

5.一种根据权利要求1所述电机变频驱动器老化测试装置的测试方法，其特征是：先将需要进行老化测试的变频驱动器与数据采集单元、老化电源控制器和电抗器模拟负载电性连接，数据采集单元、老化电源控制器与数据分析及监控单元电性连接；然后，按以下步骤对变频驱动器进行老化测试：

步骤一，通电，数据分析及监控单元的程序及数据初始化；

步骤二，检测检测是否执行老化操作，如果是，则进入步骤三，如果否，则进入正常运行模式；

步骤三：检测是否接收到启动指令，如果是，则进入步骤四，如果否，则进入步骤六；

步骤四：启动后检测变频驱动器输出电流频率、幅值是否到达目标值；如果是；则直接进入步骤五，如果否，则频率、幅值斜坡上升，然后进入步骤五；

步骤五：进行电流闭环PI调节，然后进入步骤六；

步骤六：检测是否发生故障，如果是，则停机报警切断输出；如果否，则重复步骤四，依次循环。

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