CN106896288B - 一种变频器维修试验系统 - Google Patents

Abstract

一种低中高压变频器维修试验系统，属于变频器维修试验技术领域。包括干式变压器TC1、TC2，变频器试验控制柜G1、G2。通过调节干式变压器T1的抽头，变换输出给变频器试验控制柜G1、G2的输入电源，TC1采用自耦合方式输出电压，变频器试验控制柜G1、G2提供变频器试验多样类型电源，并提供变频器维修试验过程中的保护措施，干式变压器TC2为变频器提供大电流负载，提供低频大电流负载依据。优点在于，解决了低中高压变频器调试中的多输入电源、直流电源、控制电源获取困难以及无法大电流负载试验的难题；只需一套系统便可满足各电压等级的变频器试验需求，适用于试验条件有限的大功率变频器带大电流负载低频调试试验，而且耗能较小，节约能源。

Description

一种变频器维修试验系统

技术领域

本发明属于变频器维修试验技术领域，具体涉及一种变频器维修试验系统，适用于试验条件所限的变频器各等级电源输入以及变频器低频大电流负载试验系统。

背景技术

冶金矿山行业应用了大量的电动机，尤其是中高压电动机，而电动机的主要动力来源是变频器，变频器为矿山行业节省了大量能源。厂矿的变频器电压规格种类多样繁杂，有380V输入、690V输入、直流550V输入等多种变频器，尤其是中高压变频器。变频器的价格昂贵，变频器出现故障后很少更换新的设备，需要对原有设备进行维修，但维修后的变频器需要经过试验后才能应用于原来的现场环境，否则一旦故障被扩大，将得不偿失，在传统的维修试验时，必须要有与现场环境同样规格的电机才能进行试验，而厂矿现场的电机规格几十种，而且冶金厂矿的电机功率都很大，且价格昂贵。

在传统的试验系统中，变频器在维修试验调试过程中的低、中、高压电源输入均采用电网电源，电源电压等级单一，不能够满足低、中、高压变频器的需求。

在传统的试验系统中，各功率等级的变频器在大电流负载试验时，需要不同等级的电机负载，电机数量繁多、冗余，对于100KW以上的电机负载价格高，大功率负载及试验设备成本投入很高并且效率很低，一般修理单位都不具备大功率电源条件供变频器、逆变器维修调试，造成有时修复故障不能及时确认，对维修后的质量不能保障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变频器维修试验系统，克服背景技术中的不足，解决了冶金厂矿内变频器电压等级繁多，无法试验的难题；解决了变频器驱动各种负载电机试验的难题，尤其是解决了大功率变频器驱动大负载的难题，使得低中高压变频器维修试验投入的成本极大降低，并且设备效率得到很大提高，减小了变频器使用中二次故障的发生。

系统包括干式变压器TC1、TC2，变频器试验控制柜G1、G2。通过调节干式变压器T1的抽头，变换输出给变频器试验控制柜G1、G2的输入电源，TC1采用自耦合方式输出电压，变频器试验控制柜G1、G2提供变频器试验多样类型电源，并提供变频器维修试验过程中的保护措施，干式变压器TC2为变频器提供大电流负载，提供低频大电流负载依据。该系统解决了低中高压变频器调试过程中的多输入电源、直流电源、控制电源获取困难以及无法大电流负载试验的难题，本发明电路稳定、可靠，只需一套系统便可满足各电压等级的变频器试验需求，尤其适用于试验条件有限的大功率变频器带大电流负载低频调试试验，而且耗能较小，节约能源。

本发明包括干式变压器TC1、TC2，变频器试验控制柜G1、G2；对于被测变频器大负载试验，变频器试验控制柜G1、G2连接被测变频器输入，干式变压器TC1、TC2连接被测变频器输出。

所述的干式变压器TC1、TC2初次级线圈的变比在25：1，功率为630KVA，以适应500KW以内变频器试验；所述的变频器试验控制柜G1实现被测变频器输入电源的控制，G1柜内配有电压检测、电流检测装置，并配有保护装置。所述的变频器试验控制柜G2输出直流电压550V、交流电压690V，用于被测变频器输入电源，G2内部有电流电压保护装置。

干式变压器TC1、TC2作为变频器的大负载，其低压侧采用三角形连接，高压侧采用星型连接，两个干式变压器的高压侧通过接触器顺次连接。干式变压器TC1的GD1、GD2、GD3端与干式变压器TC2的GD1、GD2、GD3端通过由变频器试验控制柜G1控制的接触器GYJ连接，在负载试验时，GYJ闭合，变频器试验控制柜G1通过霍尔电流传感器LH1、LH2、LH3与电压传感器VH1实时检测电流电压数据。

对于通过调节干式变压器TC1的抽头，变换输出给变频器试验控制柜G1、G2的输入电源，干式变压器TC1采用自耦合方式输出电压，变频器试验控制柜G1、G2提供被测变频器试验电源，并提供被测变频器维修试验过程中的保护措施，干式变压器TC1、TC2作为被测变频器大负载，提供低频大电流负载依据。

所述的一种变频器维修试验系统，其干式变压器容量为630KVA，通过反向输入调节高压侧线圈匝数实现电压可调，为中高压变频器提供电源输入；

所述的一种变频器维修试验系统，其对于无整流单元中高压变频器的试验，通过变频器试验控制柜G2内的整流单元电路，其输出直流电压550V，通过干式变压器TC1增加输入电压，则变频器试验控制柜G2可输出550V～1000V直流电压，实现被测变频器逆变系统独立供电调试。

所述的变频器试验控制柜G2内的整流单元电路，采用可控硅全桥可控整流；

本发明对于大负载电流变频器的调试试验，采用变频器所带负载电机在启动时大电流、低频率的负载特点进行检测。

所述的大电流、低频率负载特点检测方法是，被测变频器输出侧接干式变压器TC2的低压侧，将干式变压器TC2的高压侧与干式变压器TC1的高压侧并联，利用变压器功率不变原理，变压器高压侧将形成高电压、小电流，被测变频器低压侧将形成低电压、大电流的特性，可等效检验变频器启动电机5Hz内低频运行时的电流是否达到要求；

所述的干式变压器TC1，其低压侧采用三角形连接方式，高压侧采用星形连接方式；

所述的干式变压器TC2，其低压侧采用三角形连接方式，高压侧采用星形连接方式

所述的一种变频器维修试验系统，由于是被测变频器的维修试验，则没必要考虑型式热稳定性试验，只需验证被测变频器空载运行正常、在低频大电流启动能达到要求即可；

所述的被测变频器空载运行，干式变压器TC2的高压侧开路，干式变压器的TC2低压侧接被测变频器，形成变频器的空载，利用此方式可以对被测变频器进行60Hz内的空载试验，被测大容量变频器试验时取消电流输出开路报警控制。

所述的一种变频器维修试验系统，其能够实现380V、、690V等可调的交流电压输出，能够实现正负5V、12V、24V、550V的直流电压输出，可以为各种变频器提供输入电源、检测电源，大功率电感性负载。

所述的一种变频器维修试验系统，其提供被测变频器启动保护系统，为被测变频器上电试验机提供可靠保护，不受电压、电流变化的影响。

所述的一种变频器维修试验系统，实现了用干式变压器TC1与TC2组合替代异步电动机，为各型被测变频器提供可靠的输出电感性负载。

所述的一种变频器维修试验系统，其解决了修理场地电源容量小的难题，空载和大电流负载试验都不需大功率电源。

本发明的优点在于为低中高压变频器的调试试验提供了一种简单且容易实现变频器维修试验系统。利用变压器的高低压线圈产生的电磁感应原理类似于电动机内定子和转子产生的电磁感应，变压器的电磁模型可以等效为三相异步电动机的电磁模型。变频器维修调试实验时低电耗、结构合理、明确，电路接线调试方便，是对传统低、中、高压变频器维修调试方案的一种创新。

附图说明

图1为本发明变频器维修试验系统实施例一试验结构图。

图2为本发明变频器维修试验系统实施例二试验结构图。

图3为本发明变频器维修试验系统实施例二中干式变压器TC1实现原理图

图4为本发明变频器维修试验系统负载连接原理图

图5为本发明变频器维修试验系统的变频器试验控制柜G2原理图

图6为本发明变频器维修试验系统的变频器试验控制柜G1原理图

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明，如下所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，为本发明变频器维修试验系统实施例1试验结构图，实施例包括变频器试验控制柜G1、变频器试验控制柜G2、被测变频器U、被测无整流单元的大功率变频器逆变系统I、干式变压器TC1、干式变压器TC2，该实施例适用于低压变频器以及无整流单元的大功率变频器逆变系统维修后驱动大负载或空载试验，被测变频器U可为大功率等级变频器，也可为中小功率等级的变频器，可通过变频器试验控制柜G1调节。

被测变频器驱动大负载试验时，变频器试验控制柜G1工作，干式变压器TC1、TC2通过变频器试验控制柜G1控制的接触器GYJ接入电路，此时调节被测变频器由0Hz慢慢调大电流输出至额定电流，通过变频器试验控制柜G1内霍尔检测电流表查看输出三相电流是否平衡；变频器试验控制柜G1控制的接触器GYJ断开，则实现被测变频器空载试验，通过变频试验柜G1操作台指针表观察变频器输出的三相电压是否正常。

被测无整流单元的大功率变频器逆变系统试验时，变频器试验控制柜G1控制变频器试验控制柜G2切入整流单元工作，干式变压器TC1、TC2通过变频器试验控制柜G1控制的接触器GYJ接入电路，此时调节被测变频器由0Hz慢慢调大电流输出至额定电流，通过变频器试验控制柜G1内霍尔检测电流表查看输出三相电流是否平衡；变频器试验控制柜G1控制的接触器GYJ断开，则实现被测变频器空载试验，通过变频器试验控制柜G1操作台指针表观察变频器输出的三相电压是否正常。

实施例2

如图2所示，为本发明变频器维修试验系统实施例2试验结构图，在实施例一的基础上做了结构变动，该实施例适用于中高压变频器以及无整流单元高压直流母线变频器逆变系统维修后的驱动大负载或空载试验。

通过控制干式变压器TC1的中间抽头，利用自耦合原理，可输出690V交流电压，经过变频器试验控制柜G1可对被测变频器690V输入电压进行测试，通过调节干式变压器TC2的高压侧电路状态，实现空载以及大电流负载试验。经过变频试验柜G2可实现直流输出550～1000V直流输出，为无整流单元高压直流母线变频器逆变系统提供动力，并通过TC2的高压侧电路状态，实现空载以及大电流负载试验。

该实例所述的干式变压器TC1通过调节中间抽头输出电压并不局限于690V交流电压，可以实现更高电压输出，如1000V。变频器试验控制柜G2输出直流电压并不局限于1000V，可以实现更高直流电压输出，如1350V。

如图3所示，为本发明变频器维修试验系统实施例2中干式变压器TC1实现原理图，干式变压器TC1的A、B、C三相输入均为高压侧输入，U、V、W输出亦为高压侧输出，高压侧线圈6短接，抽头2作为三相输入，抽头3作为输出，干式变压器TC1每相抽头1、抽头2短接，如此形成干式变压器TC1高压侧星形自耦合变压电路，此时输入为380V三相交流电压，输出为690V三相交流电压，通过控制调节输出抽头可实现多种高压电压输出。

如图4所示，为本发明变频器维修试验系统负载连接原理图，干式变压器TC1、TC2低压侧采用角形连接，高压侧采用星形连接，干式变压器TC1的GD1、GD2、GD3与干式变压器TC2的GD1、GD2、GD3通过由变频器试验控制柜G1控制的接触器GYJ，在负载试验时，GYJ闭合，变频器试验控制柜G1通过霍尔电流传感器LH1、LH2、LH3与电压传感器VH1实时检测电流电压数据。空载试验时，断开GYJ即可。

如图5所示，为本发明变频器维修试验系统的变频器试验控制柜G2内原理图，图中A、B、C三相为交流电压输入，总开关DZ1控制总输入状态，接触器GZJ为变频器维修试验系统软启动开关，接触器DJ为变频器维修试验系统直启动开关，在软启动电路中采用三相各串联一支1KW碘钨灯R1、R2、R3做软送电保护，通过碘钨灯的亮度可以看出电流减小的程度，还可以有效避免负载有短路故障的影响。通过旋钮开关LW可实现三相输入的电压检测。可控硅UR1-UR6组成全桥可控整流电路，对于大功率无整流单元变频器逆变系统可直接由P、N接入，LW3为接入按钮，霍尔传感器PA与电压传感器实时检测直流母线电流与电压。变频器维修试验可直接由R、S、T接入。

如图6所示，为本发明变频器维修试验系统的变频器试验控制柜G1原理图，变频器试验控制柜G1提供对变频器试验控制柜G2中接触器GZJ、接触器DJ以及图4中接触器GYJ的组合控制，提供高压区域短路保护门禁开关，并显示变频维修试验系统中对输入输出电压电流的检测，柜内设置独立正负15V电源、24V开关电源，可对变频器内控制板、驱动板提供独立检测试验。

最后应特别说明的是：上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，本发明变频器维修试验系统对变频器维修试验具有灵活性、多变性，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，可以做出若干变形和改进，但这些都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种变频器维修试验系统，其特征在于：包括干式变压器TC1、TC2，变频器试验控制柜G1、G2；变频器试验控制柜G1、G2连接被测变频器输入，干式变压器TC1、TC2连接被测变频器输出；

所述的干式变压器TC1、TC2作为被测变频器的大负载，干式变压器TC1的本体内部连接低压侧采用三角形连接，高压侧采用星型连接；干式变压器TC2的本体内部连接低压侧采用三角形连接，高压侧采用星型连接；干式变压器TC1、TC2的高压侧通过接触器顺次连接；

所述的干式变压器的高压侧通过接触器顺次连接，干式变压器TC1的GD1、GD2、GD3端与干式变压器TC2的GD1、GD2、GD3端通过由变频器试验控制柜G1控制的接触器GYJ连接。

2.根据权利要求1所述的变频器维修试验系统，其特征在于：所述的干式变压器TC1、TC2的初次级线圈变比为25：1，功率为630KVA，以适应500KW以内变频器试验；通过调节干式变压器TC1的抽头为变频器试验控制柜G2提供电源，变频器试验控制柜G2的输出端输出为直流电压550V，变频器试验控制柜G2输出的直流电压550V作为无整流单元变频器的输入电源。

3.根据权利要求1所述的一种变频器维修试验系统，其特征在于，变频器试验控制柜G2内部设计采用可控硅全桥整流电路，变频器试验控制柜G2输出直流电压并不局限于550V，通过在干式变压器TC1设置中间抽头，调节中间抽头的位置，在干式变压器TC1的输入电压为三相交流电压380V的情况下，使TC1的输出电压为三相交流电压690V，将TC1的输出电压690V作为变频器试验控制柜G2的输入电压，使变频器试验控制柜G2可输出1000V直流电压。