CN206057513U - 一种基于高压变频器的发电机加载平台拓扑结构 - Google Patents

Abstract

一种基于高压变频器的发电机加载平台拓扑结构，包括输入高压开关、四象限变频器、输出电抗器、输出高压开关、发电机、编码器、联轴器、原动机，所述四象限变频器的输入侧经过输入高压开关与电网相连，输出侧通过输出电抗器、输出高压开关与发电机连接，发电机连接有用于检测发电机运行转速的编码器；所述的发电机通过联轴器与原动机相连接。四象限变频器不仅无谐波干扰，还能在试验过程中回收电能，大大节省能量消耗；通过变频器转矩控制来模拟发电机不同负载，并且可实现负载在系统运行中在线连续可调节，满足发电机不同负载运行试验的需求，提高效率。

Description

一种基于高压变频器的发电机加载平台拓扑结构

技术领域

本实用新型主要涉及一种基于高压变频器的发电机加载平台拓扑结构。

背景技术

发电机的传统性能试验一般采用常规负载试验，试验系统体积庞大，测试负载运行中在线调整难度大，搭建如此试验平台还将花费大量人力物力，给厂商带来诸多困扰和负担。

随着新能源技术和变频节能技术的快速发展，具有能量反馈能力的四象限高压变频器在多个领域中得到广泛应用。基于现状，提出一种基于高压变频器的发电机加载平台拓扑结构，结合四象限变频器的能量反馈能力和转矩控制能力，不仅能够将发电机电能无扰地反馈到电网，并节约电能，而且变频器的转矩控制功能可以用于进行发电机负载试验，实现运行中在线连续调整负载，满足发电机负载试验需求；基于此拓扑结构搭建的新型发电机负载试验平台，可以有效缓解传统试验平台结构复杂、体积庞大、成本昂贵、负载在线调整难度大等的不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中发电机负载试验平台的缺陷，提出一种基于高压变频器的发电机加载平台拓扑结构。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种基于高压变频器的发电机加载平台拓扑结构，其特征在于，包括输入高压开关、四象限变频器、输出电抗器、输出高压开关、发电机、编码器、联轴器、原动机，所述四象限变频器的输入侧经过输入高压开关与电网相连，输出侧通过输出电抗器、输出高压开关与发电机连接，发电机连接有用于检测发电机运行转速的编码器；所述的发电机通过联轴器与原动机相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提出的基于高压变频器的发电机加载平台拓扑结构，能够实现发电机负载试验，四象限变频器能够模拟发电机负载，通过转矩控制功能实现运行中在线对负载连续调节，满足发电机不同负载运行试验的需求；四象限变频器具有能量双向反馈能力，当发电机处于发电状态时，能量将从原动机到发电机，然后通过四象限变频器将电能无扰地回馈接入高压电网，极大地节省发电机加载试验中的能量消耗，特别地，利用四象限变频器进行发电机加载试验适用于各种不同额定频率的发电机系统，可以有效解决非工频发电机无法进行并网试验的缺陷；变频器通过转矩控制模块在运行中在线连续调整输出转矩，用以模拟发电机不同负载，满足发电机不同加载测试需求；基于此拓扑结构搭建的新型发电机负载试验平台，可以有效缓解传统试验平台结构复杂、体积庞大、成本昂贵、负载在线调整难度大的不足。

附图说明

图1为系统拓扑结构框图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于高压变频器的发电机加载平台拓扑结构，包括输入高压开关1、四象限变频器2、输出高压开关3、发电机4、联轴器5、原动机6、输出电抗器7、编码器8。

其中，所述输入高压开关1用于隔离高压电源和变频器，在启动变频器前，需要先将输入高压开关1合闸以对变频器进行充电；

所述四象限变频器2的输入侧经过输入高压开关1与电网相连，输出侧通过输出高压开关3与发电机4连接，四象限变频器具有能量反馈能力和转矩控制功能等，当发电机处于发电状态时，电能可以经过变频器无扰地回馈到电网，通过调节变频器输出转矩能够模拟发电机不同负载情况达到给发电机加载的目的，变频器控制系统内部集成有数据采集模块、核心控制模块、四象限整流模块和转矩控制模块等，以完成数据采集、电机调速控制、四象限能量回馈控制和输出转矩控制等；当采用原动机拖动发电机先启动的方式，变频器还可以通过飞车切入或同步切入的方式投入系统，四象限变频器是发电机负载试验平台的核心；

所述输出高压开关3由变频器系统控制，当变频器启动时自动完成合闸控制并将变频器输出与发电机绕组相连接；

所述发电机4与原动机6通过联轴器5相连，并且发电机4绕组与变频器输出侧相连，发电机可以将机械能转化为电能，发电机可以是同步发电机，也可以是异步发电机，发电机是试验平台的待测主体；

所述联轴器5，也可以是满足一定变比的齿轮箱等，一端连接原动机，另一端连接待测发电机，主要是实现原动机和发电机的联动，起到能量传递的作用；

所述原动机6可以是汽轮机，可以是风机，也可以是利用另一台变频器驱动的电动机等；原动机为发电机提供动力，通过联轴器驱动发电机发电；

所述输出电抗器具有缓解冲击的作用，当采取原动机首先拖动发电机启动再接入变频器时，变频器需要采用飞车切入或者同步切入的方式在运行中投入系统，串入电抗器可以有效减小变频器切入瞬间的冲击电流；

所述编码器8用于检测发电机运行转速，有利于变频器转速识别更加快速和准确；

针对不同频率发电机加载试验时，有两种启动方式可以采用，方式一为首先启动变频器拖动发电机运行，发电机处于电动状态，而原动机由于联轴器的作用也将联动运行，当变频器拖动发电机运行到目标频率后，原动机开始启动，试验系统完成启动过程，此时将变频器的输出转矩逐渐减小，并且从正向转矩逐渐调整到负向转矩，则发电机将由电动状态逐步转为发电状态；方式二是首先启动原动机拖动发电机运行，发电机处于发电状态，为了进行发电机加载试验，在发电机运行稳定状态下，需要运行中将变频器投入，变频器输出侧最好串接输出电抗器以缓解冲击，变频器可以选用飞车切入或同步切入的方式进行投入运行，飞车方式可以选配速度编码器，通过准确检测发电机转速准确切入，避免冲击；在整个系统启动运行完毕后，能量从原动机经连轴系统传递给发电机，电能再经由四象限变频器以无扰方式回馈到电网中，通过调节变频器输出转矩实现模拟发电机负载进行试验。四象限变频器回馈电能不仅无谐波干扰，还能在试验过程中回收电能，大大节省能量消耗；通过变频器转矩控制来模拟发电机不同负载，并且可实现负载在系统运行中在线连续可调节，满足发电机不同负载运行试验的需求，提高效率。

本实用新型提出一种基于高压变频器的发电机加载平台拓扑结构，能够实现发电机负载试验，四象限变频器能够模拟发电机负载，通过转矩控制功能实现运行中在线对负载连续调节，满足发电机不同负载运行试验的需求；四象限变频器具有能量双向反馈能力，当发电机处于发电状态时，能量将从原动机到发电机，然后通过四象限变频器将电能无扰地回馈接入高压电网，极大地节省发电机加载试验中的能量消耗，特别地，利用四象限变频器进行发电机加载试验适用于各种不同额定频率的发电机系统，可以有效解决非工频发电机无法进行并网试验的缺陷；变频器通过转矩控制模块在运行中在线连续调整输出转矩，用以模拟发电机不同负载，满足发电机不同加载测试需求；基于此拓扑结构搭建的新型发电机负载试验平台，可以有效缓解传统试验平台结构复杂、体积庞大、成本昂贵、负载在线调整难度大的不足。

特别指出，对于本领域的技术人员，凡针对本实用新型专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。

Claims (1)

1.一种基于高压变频器的发电机加载平台拓扑结构，其特征在于，包括输入高压开关、四象限变频器、输出电抗器、输出高压开关、发电机、编码器、联轴器、原动机，所述四象限变频器的输入侧经过输入高压开关与电网相连，输出侧通过输出电抗器、输出高压开关与发电机连接，发电机连接有用于检测发电机运行转速的编码器；所述的发电机通过联轴器与原动机相连接。