TWI554769B - 測試電動裝置的系統及方法 - Google Patents
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Description
本發明是關於測試電動裝置的系統與方法,特別是關於利用能量循環之回收來測試電動裝置的系統與方法。
隨著工業經濟發展,作為風機、水泵、壓縮機、機床、印刷、造紙、紡織、軋鋼設備、工廠生產線、城市交通、以及運輸車輛的電動裝置的馬達(Motor)在各行各業都得到了廣泛的應用。據權威資料統計,全世界每年大約有56%的電能都被馬達動力裝置所消耗掉。
請參閱第一圖,其為傳統的電動裝置測試系統10的示意圖。電動裝置測試系統10包含一帶動馬達101、一發電機102、一待測馬達103、一動力計104、以及一負載箱105。該帶動馬達101接收一市電106而帶動該發電機102發電,該發電機102輸出電壓振幅、以及頻率可變化的一交流電壓107供給待測馬達103,待測馬達103響應該交流電壓107而帶動該動力計104,動力計104可為一負載發電機,該動力計104連接至該負載箱105,且該動力計104所生成的電力108完全經由該負載箱105消秏掉以測量該動力計104所產生之電力108,並藉由產生電力108的多寡來度量該待測馬達103所產生的功率。此種測試方法雖然結構簡單,但是卻有噪音大、輸出穩定性差、效率低、精度不好、電能浪費等諸多缺點。
請參閱第二圖,其為現行普遍的電動裝置測試系統20的示
意圖。電動裝置測試系統20包含一變壓器201、一變頻電源裝置202、一待測馬達203、以及一測功機204。變壓器201響應一市電205而輸出一可調整振幅之交流電壓206,變頻電源裝置202響應該可調整振幅之交流電壓206而輸出一振幅及頻率均可調整之交流電壓207,該待測馬達203接收該可振幅及頻率均可調整之交流電壓207,其符合該待測馬達203的額定工作電壓及頻率,待測馬達203連接到該測功機204,該測功機204內部會因應該待測馬達203在工作時所產生的一正向電磁場而產生一反向的電磁場,以抵消該正向電磁場,其中該正向電磁場係用以帶動該待測馬達203內部的一轉子(未顯示)。從該待測馬達203輸出的所有能量通過該測功機204的銅線繞組(未顯示),並經由一負載箱208發熱全部消耗掉,而該測功機204包含一水冷系統以用於該測功機204之冷卻。這種測試方法的特點是:結構相對簡單,噪音小、效率高、精度高、穩定性好,但是無能量回收系統,因而導致電能的浪費,因此期望有一種測試裝置的系統及其測試方法可回收測試之電力而達到節約能源的目的。
根據上述構想,本發明提出一種測試一電動裝置的系統,其包含一變頻電源裝置、一待測電動裝置、一量測裝置、以及一交流轉交流轉換器。該變頻電源裝置具有一輸入端,該輸入端接收一參考交流電壓,該變頻電源裝置響應該參考交流電壓而輸出具有一可調整參數的一第一交流電壓。該待測電動裝置響應該第一交流電壓而產生一機械動能。該量測裝置將該機械動能轉換成一第二交流電壓,並藉由該第二交流電壓測量該機械動能。該交流轉交流轉換器響應該第二交流電壓而提供一回授交流電壓到該輸入端。
依據上述構想,本發明提出一種測試一電動裝置的方法,該
方法包含響應具有一第一振幅和一第一相位的一參考交流電壓而輸出具有一可調整參數的一第一交流電壓。響應該第一交流電壓而產生一機械動能。將該機械動能轉換成一第二交流電壓,並藉由該第二交流電壓測量該機械動能。響應該第二交流電壓而產生具有一第二振幅和一第二相位的一回授交流電壓,其中該第二振幅和該第二相位分別被鎖定到該第一振幅和該第一相位。
依據上述構想,本發明提出一種測試一電動裝置的系統,包含一變頻電源裝置、一待測電動裝置、一量測裝置、一第二整流單元。變頻電源裝置包括一第一整流單元以及一換流器。該變頻電源裝置具有一輸入端,該輸入端接收一電力。該第一整流單元響應該電力的一參考交流電壓而輸出一第一直流電壓。該換流器包含一換流單元,並響應該第一直流電壓而輸出具有一可調整參數的一第一交流電壓。該待測電動裝置響應該第一交流電壓而產生一機械動能。該量測裝置將該機械動能轉換成一第二交流電壓,並藉由該第二交流電壓測量該機械動能。該第二整流單元響應該第二交流電壓而產生一第二直流電壓,其中該第二整流單元、該第一整流單元、以及該換流單元並接,且該第二直流電壓與該第一直流電壓被調整成相同以回收該電力。
依據上述構想,本發明提出一種測試一能量轉換裝置的系統,包含一變頻電源裝置、一能量轉換裝置、以及一交流轉交流轉換器。該變頻電源裝置響應一第一電力而輸出一第二電力。該能量轉換裝置響應該第二電力而輸出一動能,將該動能轉換成一第三電力,並藉由該第三電力測量該動能。該交流轉交流轉換器響應該第三電力而產生一第四電力,其中該第四電力與該第一電力進行混合以回收該第一電力。
依據上述構想,本發明提出一種測試一裝置的省電系統,包
含一電動裝置以及一負載。該電動裝置響應一第一電力而輸出一動能。該負載響應該動能而產生一第二電力,其中該第二電力與該第一電力進行混合以回收該第一電力。
依據上述構想,本發明提出一種用於一測試系統的省電方法,包含提供一第一電力,以驅動該測試系統。響應該第一電力而產生一第二電力。混合該第一電力與該第二電力。回收該第一電力。
對於量大且種類廣泛而會使用到電動裝置的產品,必須在電動裝置的研發、生產、檢測、老化過程中都要進行大量的各類測試,以確保其電氣性能和質量。傳統的“馬達+發電機+待測馬達”的測試方法具有噪音大、輸出穩定性差、效率低、精度不好、電能浪費等諸多缺點。而本發明的“變頻電源裝置+待測電動裝置+動力計+交流轉交流轉換器”的新測試系統與省電方法,可有效克服上述問題,不僅可以提高電動裝置的測試精度、提高其輸出效率,還具有電能反饋功能,能將絕大部份測試、老化實驗過程中需要的電能高效的回饋到測試系統,循環利用以達到節能效果,並可節約大量的測試成本。
10,20,30,40‧‧‧測試電動裝置系統
50‧‧‧測試一能量轉換裝置之省電系統
60‧‧‧測試一裝置之省電系統
101‧‧‧帶動馬達
102‧‧‧發電機
103‧‧‧待測馬達
104‧‧‧動力計
105,208‧‧‧負載箱
201‧‧‧變壓器
202‧‧‧變頻電源裝置
203‧‧‧待測馬達
204‧‧‧測功機
301,501‧‧‧變頻電源裝置
302,601‧‧‧待測電動裝置
303‧‧‧量測裝置
304,503‧‧‧交流轉交流轉換器
311,508‧‧‧電網
3011,3020‧‧‧整流單元
3016‧‧‧一組或多組二極體組件
3012‧‧‧濾波電容器
3014,3024,3027‧‧‧換流單元
3015,3028‧‧‧隔離變壓器
3017,3025‧‧‧第一組開關
3018,3026‧‧‧第二組開關
3036‧‧‧第三組開關
3038‧‧‧第四組開關
Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8,Q1’,Q2’,Q3’,Q4’,3032,3033‧‧‧開關
P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9,P10,P11,P12‧‧‧脈波
Icd‧‧‧交流電流
3029‧‧‧第一儲能裝置
3031‧‧‧緩啟動器
3030‧‧‧第二儲能裝置
3034‧‧‧電阻器
3019‧‧‧控制器
502‧‧‧能量轉換裝置
305‧‧‧輸入端
306‧‧‧參考交流電壓
310‧‧‧回授交流電壓
VDC1,VDC2‧‧‧直流電壓
307‧‧‧第一交流電壓
309‧‧‧第二交流電壓
308‧‧‧機械動能
PCL1,PCL2,PCL3‧‧‧疏密方波
PVW3‧‧‧第二疏密方波
PVW1‧‧‧疏密方波
PW1,PW2,PW3‧‧‧特定脈波寬度
Vrip3,Vrip4‧‧‧子漣波電壓
504,603‧‧‧第一電力
505,605‧‧‧第二電力
506‧‧‧第三電力
507‧‧‧第四電力
604‧‧‧動能
3015a,3028a‧‧‧一次側
3015b,3028b‧‧‧二次側
a,b,c,d,e,f,g1,g2‧‧‧節點
HW1+,HW2+‧‧‧第一半波
HW1-,HW2-‧‧‧第二半波
HW3+‧‧‧第三半波
HW3-‧‧‧第四半波
IHW+‧‧‧正半波
IHW-‧‧‧負半波
602‧‧‧負載
第一圖:傳統的電動裝置測試系統的示意圖。
第二圖:現行普遍的電動裝置測試系統的示意圖。
第三圖:本發明第一較佳實施例測試電動裝置的系統之示意圖。
第四圖:參考交流電壓/電流與回授交流電壓/電流的示意圖。
第五圖:本發明第一較佳實施例變頻電源裝置與交流轉交流轉換器的電路之示意圖。
第六圖:換流單元中控制各開關的脈波波形的示意圖。
第七圖:換流單元中控制各開關的脈波波形的示意圖。
第八圖:換流單元中控制各開關的脈波波形的示意圖。
第九圖:本發明第一較佳實施例測試一電動裝置的方法的示意圖。
第十圖:本發明第二較佳實施例測試電動裝置的系統之示意圖。
第十一圖:本發明第三較佳實施例測試一能量轉換裝置之省電系統的示意圖。
第十二圖:本發明第四較佳實施例測試一裝置之省電系統的示意圖。
第十三圖:本發明第四較佳實施例交流轉交流轉換器的示意圖。
第十四圖:本發明第四較佳實施例用於一測試系統的省電方法的示意圖。
請參閱第三圖,其為本發明第一較佳實施例測試電動裝置的系統30之示意圖。該系統30包含一變頻電源裝置301、一待測電動裝置302、一量測裝置303、以及一交流轉交流轉換器304。請參閱第四圖,其為參考交流電壓/電流與回授交流電壓/電流的示意圖。請同時參閱第三圖與第四圖,該變頻電源裝置301具有一輸入端305,該輸入端305接收一參考交流電壓306,該變頻電源裝置301響應該參考交流電壓306而輸出具有一可調整參數的一第一交流電壓307。該待測電動裝置302響應該第一交流電壓307而產生一機械動能308。該量測裝置303將該機械動能308轉換成一第二交流電壓309,並藉由該第二交流電壓309測量該機械動能308。該交流轉交流轉換器304響應該第二交流電壓309而提供一回授交流電壓310到該輸入端305。例如,該參考交流電壓306具有一振幅Av_r和一相位Φr,該回授交流電壓310具有一振幅Av_f和一相位Φf,且該振幅Av_f和該相位Φf分別被鎖定到振幅Av_r和相位Φr。
在第三圖中,在一較佳實施例中,該可調整參數包含該第一交流電壓307的振幅與頻率。該參考交流電壓306可為來自於一電網311的一市電,例如該市電為三相110伏特、220伏特、或380伏特的交流電壓,而該輸入端305則為三相電力之輸入端。例如市電為三相110伏特時,該輸入端305具有相應輸入接線端同三相110伏特的市電相連接,各相電力的相位相差120度。該待測電動裝置302係藉由該量測裝置303所輸出的電功率來測量該機械動能308,例如力學能。當該待測電動裝置302為一馬達,該量測裝置303為一發電機時,該馬達所輸出的功率PMOTOR=轉矩×角速度,而該馬達帶動該發電機所輸出的電功率Pe=發電機輸出電流×發電機輸出電壓,故該待測電動裝置302可藉由該量測裝置303所輸出的電功率來測量該機械動能308。
請同時參考第三圖與第四圖,本發明第一較佳實施例可更具體的說,該輸入端306接收一電力315,該電力315包含該參考交流電壓306和一參考交流電流312。在第四圖中,一基準振幅300與該回授交流電壓310的相位差為相位Φf,該基準振幅300與該參考交流電壓306的相位差為相位Φr,該回授交流電壓310的該振幅Av_f和該相位Φf與該參考交流電壓306的振幅Av_r和相位Φr被調整成相同,該交流轉交流轉換器304與該變頻電源裝置301在該輸入端305並接,以使該參考交流電流312與從該交流轉交流轉換器304輸出的一回授交流電流314混合以回收該電力315,其中該回授交流電流314的相位Φf與該參考交流電流312的相位Φr相同以進行兩者之振幅的相加,該參考交流電流312的振幅Ai_r經過該變頻電源裝置301、該待測電動裝置302、該量測裝置303、以及該交流轉交流轉換器304之能量消耗後振福減小而形成該回授交流電流314的振幅Ai_f。
在第三圖與第四圖中,在一較佳實施例中,當該回授交流電壓310未輸入到該輸入端305時,該電網311提供的具有該振幅Ai_r的該參考交流電流312至該變頻電源裝置301的該輸入端305,而當該回授交流電壓310輸入到該輸入端305時,由於該電力315可藉由該回授交流電流314回收,因此該電網311提供給該輸入端305的電力315可大幅下降,具體的說,由該電網311提供給該變頻電源裝置301的該參考交流電流312之振福Ai_r可大幅減少,因而可節省測試該待測電動裝置302的電力315,亦即測試電動裝置的系統30是以回收該電力315或能量的方式來節省測試該待測電動裝置302的電力315。此種測試方法對該待測電動裝置302長時間燒機測試時有特別顯著的節能省電之功效。
請參閱第五圖,其為本發明第一較佳實施例變頻電源裝置301與交流轉交流轉換器304的電路之示意圖。在一較佳實施例中,該變頻電源裝置301包含一整流單元3011、一濾波電容器3012、以及一換流器(inverter)3013。該換流器3013包含一換流單元3014以及一隔離變壓器3015。該整流單元3011包括一組或多組二極體組件3016,並將該參考交流電壓306轉換成一第一漣波電壓,該多組二極體組件3016的各組之間彼此並接。該系統30更包含一控制器3019,其可輸出脈波P1~P12,其可被調控以控制各開關之導通與關斷,且利用脈波寬度調變之技術來控制。該濾波電容器3012與該整流單元3011耦合以對該第一漣波電壓進行濾波而形成一直流電壓VDC1,典型地為530伏特。該換流器3013與該濾波電容器3012耦合,並響應該直流電壓VDC1而輸出該第一交流電壓307,典型地為208伏特或380伏特,該換流單元3014包括一第一組開關3017以及一第二組開關3018,該第一組開關3017包括一開關Q1與一開關Q2,該第二組開關3018包含一開關Q3與一開關Q4,該開關Q1,Q2,Q3,Q4的導通和關
閉的時間分別由脈波P1,P2,P3,P4來控制,該換流單元3014響應該直流電壓VDC1、脈波P1,P2,P3,P4而產生一第三交流電壓VAC1。該開關Q1,Q2,Q3,Q4可為絕緣柵雙極電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)。
請參閱第六圖,其為換流單元3014中控制各開關的脈波波形的示意圖,橫軸代表時間,縱軸代表電壓的振幅。請同時參閱第五圖與第六圖,該隔離變壓器3015的一次側3015a響應節點a至節點b之電壓Vab而在其二次側3015b輸出該第一交流電壓307,當在一第一期間T1與一第二期間T2,脈波P1為一疏密方波PCL1、脈波P4為疏密方波PCL1的互補疏密方波、脈波P3為一疏密方波PCL2、脈波P2為疏密方波PCL2的互補疏密方波,在第六圖中的節點a至節點g1的電壓之波形相當於疏密方波PCL1的波形,節點b至節點g1的電壓之波形相當於疏密方波PCL2的波形。當該疏密方波PCL1為高電位狀態且該疏密方波PCL2為低電位狀態時,在節點a至節點b之間會形成直流電壓VDC1;而當該疏密方波PCL1為高電位狀態且該疏密方波PCL2為高電位狀態時,或當該疏密方波PCL1為低電位狀態且該第二疏密方波PCL2為低電位狀態時,則節點a至節點b之間的電壓為節點g1的電壓,也就是接地的電位。藉由控制疏密脈波PCL1,PCL2之間的相互關係可在節點a至節點b之間生成疏密方波PCL3,如第六圖所示。在第六圖中,在第一期間T1疏密方波PCL3的脈波寬度從零漸增至一特定脈波寬度PW1再漸減至零,在二次測3015b所生成的電壓值相對應的從零漸增到相對最大值,然後再漸減至零,在第二期間T2也是類似的情況。開關Q1,Q2,Q3,Q4分別由脈波P1,P2,P3,P4控制以使其間歇性地導通,在第一期間T1在該隔離變壓器3015的二次側3015b產生一第一半波
HW1+,在第二期間T2在該隔離變壓器3015的二次側3015b產生一第二半波HW1-。在第二期間T2的疏密方波PCL3產生的方式也是類似在第一期間T1,差別是在第一期間T1該疏密方波PCL1為高電位狀態時的可變脈波寬度PV1大於該疏密方波PCL2為高電位狀態時的可變脈波寬度PV2,以使在節點a與b之間形成電壓值為正的直流電壓VDC1的疏密方波PCL3;而在第二期間T2該疏密方波PCL1為高電位狀態時的可變脈波寬度PV1小於該疏密方波PCL2為高電位狀態時的可變脈波寬度PV2,以使在節點a與b之間形成電壓值為負的直流電壓-VDC1的疏密方波PCL3。脈波P1,P2,P3,P4用以控制該第一交流電壓307的振幅與頻率,例如當該第一交流電壓307的振幅需要變大或變小時,則將該疏密方波PCL3的該特定脈波寬度PW1增加或減少,當該第一交流電壓307的頻率需變大時,則減少該疏密方波PCL3的脈波數量,當該第一交流電壓307的頻率需變小時,增加該疏密方波PCL3的脈波數量。該待測電動裝置302例如為一交流馬達,該量測裝置303例如為一動力計,該動力計例如為一發電機,該發電機將該機械動能308轉換成該第二交流電壓309。
在第五圖中,該交流轉交流轉換器304包含一整流單元3020、一濾波電容器3021、以及一換流器3022。該整流單元3020響應該第二交流電壓309而輸出一第二漣波電壓,該第二交流電壓309包含一第一半波HW2+與一第二半波HW2-,該第二漣波電壓包括一子漣波電壓Vrip3以及一子漣波電壓Vrip4,如第七圖所示。該整流單元3020包括一換流單元3024,該換流單元3024包括一第一組開關3025以及一第二組開關3026,該第一組開關3025包括一開關Q5與一開關Q6,該第二組開關包3026含
一開關Q7與一開關Q8,該開關Q5,Q6,Q7,Q8的導通和關閉的時間分別由脈波P5、脈波P6、脈波P7、以及脈波P8控制,該換流單元3024響應該第二交流電壓309、脈波P5、脈波P6、脈波P7、以及脈波P8而產生該第二漣波電壓。
請參閱第七圖,其為換流單元3024中控制各開關的脈波波形的示意圖,橫軸代表時間,縱軸代表振幅。請同時參閱第五圖與第七圖,在一第一期間T3,脈波P5為一疏密方波PCL4、脈波P8為疏密方波PCL4的互補疏密方波、脈波P7為一疏密方波PCL5、脈波P6為疏密方波PCL5的互補疏密方波。在第七圖中的節點c至節點g2的電壓之波形相當於疏密方波PCL4的波形,節點d至節點g2的電壓之波形相當於疏密方波PCL5的波形。當該疏密方波PCL4為高電位狀態且該疏密方波PCL5為低電位狀態時,該第二交流電壓309經過該儲能裝置3029後,在節點c至節點d之間形成直流電壓VDC2;而當該疏密方波PCL4為高電位狀態且該疏密方波PCL5為高電位狀態時,或當該疏密方波PCL4為低電位狀態且該第二疏密方波PCL5為低電位狀態時,則節點c至節點d之間的電壓為節點g2的電壓,也就是接地電位。因此藉由控制疏密脈波PCL4,PCL5之間致能與非致能的相互關係可在節點c至節點d之間生成疏密方波PCL6,並且可生成交流電流Icd,其包含正半波IHW+與負半波IHW-,如第七圖所示,且其振幅會小於參考交流電流312的振幅Ai_r,大於回授交流電流314的振幅Ai_f。在第七圖中,疏密方波PCL6的脈波寬度從零漸增至一特定脈波寬度PW2,然後漸減至零,在節點c至d之間所生成的電流值相對應的從零漸增到相對最大值,然後再漸減至零。該開關Q5,Q6,Q7,Q8分別由脈波P5,P6,P7,P8控制以使其間歇性地導通,以形成該子漣波電壓Vrip3,在一第二期間T4也是類似的方式來形成子漣波電壓Vrip3與交流電流Icd的負半波
IHW-,差別是在第一期間T3該疏密方波PCL4為高電位狀態時的可變脈波寬度PV4大於該疏密方波PCL5為高電位狀態時的可變脈波寬度PV5,以使在節點c與d之間形成電壓值為正的疏密方波PCL6;而在第二期間T4該疏密方波PCL4為高電位狀態時的可變脈波寬度PV4小於該疏密方波PCL5為高電位狀態時的可變脈波寬度PV5,以使在節點c與d之間形成電壓值為負的疏密方波PCL6。該濾波電容器3021與該整流單元3020耦合以對該子漣波電壓Vrip3和該子漣波電壓Vrip4進行濾波而形成一直流電壓VDC2。
在第五圖中,該換流器3022與該濾波電容器3021耦合,並響應該直流電壓VDC2而輸出一第三交流電壓VAC2,該換流器3022包括一換流單元3027、以及一隔離變壓器3028。該交流轉交流轉換器304更包含一第一儲能裝置3029以及一第二儲能裝置3030用以短路保護或軟啟動的功能,可耐受較大的啟動電流衝擊,特別適用於馬達測試,該第一儲能裝置3029耦接於該整流單元3020與該量測單元303之間,該第二儲能裝置3030耦接於該換流單元3027與該隔離變壓器3028之間。該交流轉交流轉換器304更包含一緩啟動器3031,該緩啟動器3031耦接於該第二換流單元3030和該隔離變壓器3028之間,並包含一開關3032、一開關3033、以及一電阻器3034,該開關3032與該電阻器3034串接而形成一阻尼裝置3035,該阻尼裝置3035與該開關3033並接,當該換流單元3027進行換流時,該開關3032在一第三期間導通,且該開關3033關斷,且該開關3033在一第四期間導通。
請參閱第八圖,其為該換流單元3027中控制各開關的脈波波形的示意圖,橫軸代表時間,縱軸代表電壓的振幅。請同時參閱第五圖與第八圖,該換流器3022與該濾波電容器3021耦合,並響應該直流電壓
VDC2而輸出該回授交流電壓310。該換流單元3027包括一第三組開關3036以及一第四組開關3037,該第三組開關3036包括一開關Q1’與一開關Q2’,該第四組開關包含一開關Q3’與一開關Q4’,該開關Q1’,Q2’,Q3’,Q4’的導通和關閉的時間分別由脈波P9,P10,P11,P12控制,該換流單元3027響應該直流電壓VDC2、脈波P9、脈波P10、脈波P11、以及脈波P12而在節點e至節點f之間輸出電壓Vef。該隔離變壓器3028的一次側3028a響應節點e至節點f之電壓Vef而在該隔離變壓器3028的二次側3028b輸出該回授交流電壓310,當在一第三期間T5與一第二期間T6,脈波P9為一疏密方波PCL7、脈波P12為疏密方波PCL7的互補疏密方波、脈波P11為一疏密方波PCL8、脈波P10為疏密方波PCL8的互補疏密方波。當該疏密方波PCL7為高電位狀態且該疏密方波PCL8為低電位狀態時,在節點e至節點f之間會形成直流電壓VDC2;而當該疏密方波PCL7為高電位狀態且該疏密方波PCL8為低電位狀態時,或當該疏密方波PCL7為低電位狀態且該第二疏密方波PCL8為低電位狀態時,則節點e至節點f之間的電壓為節點g2的電壓,也就是接地電位。藉由控制疏密脈波PCL7,PCL8之間的相互關係可在節點e至節點f之間生成疏密方波PCL9,如第八圖所示。在第八圖中,疏密方波PCL9的脈波寬度從零漸增至該特定脈波寬度PW3再漸減至零,在二次測3028b所生成的電壓值也相應地從零漸增至相對最大值,然後漸減至零。該開關Q1’,Q2’,Q3’,Q4’分別由脈波P9,P10,P11,P12控制以使其間歇性地導通,以在第三期間T5在該隔離變壓器3028的二次側3028b產生一第三半波HW3+,當在一第四期間T6,,在該隔離變壓器3028的二次側3028b產生一第四半波HW3-,該第三半波HW3+與該第四半波HW3-形成該回授交流電壓310的全波。在第二期間T6的疏密方波PCL9產生的方式也是類似在第一期間T5,差別是在第一期間T5該疏密方波PCL7為高電位
狀態時的可變脈波寬度PV7大於該疏密方波PCL8為高電位狀態時的可變脈波寬度PV8,以使在節點e與f之間形成電壓值為正的直流電壓VDC2的疏密方波PCL9;而在第二期間T6該疏密方波PCL7為高電位狀態時的可變脈波寬度PV7小於該疏密方波PCL8為高電位狀態時的可變脈波寬度PV8,以使在節點e與f之間形成電壓值為負的直流電壓-VDC2的疏密方波PCL9。
在本發明的各實施例中,變頻電源裝置301與交流轉交流轉換器304中只列出一個相位所需之裝置,與所需之控制訊號,然可依需求增加裝置,例如若變頻電源裝置可輸出三相電力,則在變頻電源裝置301中可包含1組整流單元3011、3組濾波電容器3012、以及3組換流器3013,該交流轉交流轉換器304可包含3組整流單元3020以及3組換流器3022。在本發明的各實施例中之變頻電源裝置301的換流單元3014採用最新的第六代IGBT開關器件及最穩定模塊化設計,變頻電源裝置301的輸出電壓典型地在5~300伏特,典型地輸出電壓的頻率在47~63赫茲,變頻電源裝置301的電功率轉換效率可達90%以上,在待測電動裝置302加上量測裝置303的相同負載的情況下,舊型的變頻電源裝置之轉換效率只達80%,因此本發明之變頻電源裝置301可更加省電。同時,在本發明各實施例中的交流轉交流轉換器304之內部採用高效率的IGBT整流、IGBT逆變及LCL濾波技術,具有高達92%的饋網效率,極低的自身損耗,其僅為內部元器件的發熱損耗。交流轉交流轉換器304將前端的量測裝置303之動力計發出的電能的92%饋回電網311,以供循環利用。
請參閱第九圖,其為本發明第一較佳實施例測試一電動裝置的方法的示意圖。步驟S101:響應具有一振幅Av_r和一相位Φr的一參考交流電壓306而輸出具有一可調整參數的一第一交流電壓307。步驟S102:
響應該第一交流電壓307而產生一機械動能308。步驟S103:將該機械動能308轉換成一第二交流電壓309,並藉由該第二交流電壓309測量該機械動能308。步驟S104:響應該第二交流電壓309而產生具有振幅Av_f和相位Φf的一回授交流電壓310,其中振幅Av_f和相位Φf分別被鎖定到振幅Av_r和相位Φr。
在本發明第一較佳實施例中,該可調整參數包含該第一交流電壓307的振幅與頻率。測試該電動裝置的方法更包含:響應該第一參考交流電壓306,並將該第一參考交流電壓306轉換成一漣波電壓。對該漣波電壓進行濾波而形成直流電壓VDC1。在一第一期間T1,產生脈波P1、脈波P2、脈波P3、以及脈波P4,脈波P1為一疏密方波PVW1、脈波P2的電壓維持一導通電位VQ_ON、以及脈波P3和脈波P4的電壓維持一關斷電位VQ_OFF,其中該疏密方波PVW1的脈波寬度從零漸增至一特定脈波寬度PW1再漸減至零。在一第二期間T2,脈波P3為該疏密方波PVW1、脈波P4的電壓維持一導通電位VQ_ON、以及脈波P1和脈波P2的電壓維持一關斷電位VQ_OFF,其中該疏密方波PVW1的脈波寬度從零漸增至該特定脈波寬度PW1再漸減至零。響應直流電壓VDC1、脈波P1、脈波P2、脈波P3、以及脈波P4而產生一第三交流電壓VAC1。響應該第三交流電壓VAC1而輸出該第一交流電壓307。
在本發明第一較佳實施例中,測試該電動裝置的方法更包含:產生脈波P5、脈波P6、脈波P7、脈波P8、脈波P9、脈波P10、脈波P11、以及脈波P12,並偵測該參考交流電壓306的相位Φr及振幅Av_r而輸出脈波P9、脈波P10、脈波P11、以及脈波P12。在一第一期間T3,脈波P5為一第一疏密方波PVW2、脈波P6的電壓維持一導通電位VQ_ON、以及脈波P7和脈波P8的電壓維持一關斷電位VQ_OFF,其中該第一疏密方波
PVW2的脈波寬度從一特定脈波寬度PW2漸減至零再漸增至特定脈波寬度PVW2。在一第二期間T4,脈波P7為該第一疏密方波PVW2、脈波P8的電壓維持一導通電位VQ_ON、以及脈波P5和脈波P6的電壓維持一關斷電位VQ_OFF,其中該第一疏密方波PVW2的脈波寬度從該特定脈波寬度PW2漸減至零再漸增至該特定脈波寬度PW2。響應該第二交流電壓309、脈波P5、脈波P6、脈波P7、以及脈波P8而輸出該第二漣波電壓,該第二漣波電壓包括一子漣波電壓Vrip3以及一子漣波電壓Vrip4,該第二交流電壓309具有一第一半波HW2+和一第二半波HW2-,該第一半波HW2+被轉換成該子漣波電壓Vrip3,該第二半波HW2-被轉換成該子漣波電壓Vrip4。對該子漣波電壓Vrip3以及該子漣波電壓Vrip4進行濾波而形成直流電壓VDC2。偵測該回授交流電壓310的相位Φf與振幅Av_f而產生脈波P9、脈波P10、脈波P11、以及脈波P12。當在一第三期間T5,脈波P9為一第二疏密方波PVW3、脈波P10的電壓維持該導通電位VQ_ON、以及脈波P11和脈波P12的電壓維持該關斷電位VQ_OFF,該第二疏密方波PVW3的脈波寬度從零漸增至該特定脈波寬度PW3再漸減至零,以產生一第三半波HW3+。當在一第四期間T6,脈波P11為該第二疏密方波PVW3、脈波P12的電壓維持該導通電位VQ_ON、以及脈波P9和脈波P10的電壓維持該關斷電位VQ_OFF,以產生一第四半波HW3-,該第三半波HW3+與該第四半波HW3-形成該回授交流電壓310的全波,用以使該回授交流電壓310的相位Φf與該參考交流電壓306的相位Φr同步,且使該回授交流電壓310的振幅Av_f與該參考交流電壓306的振幅Av_r相同。響應該直流電壓VDC2、脈波P9、脈波P10、脈波P11、以及脈波P12而產生一第三交流電壓VAC2。響應該第三交流電壓VAC2而輸出該參考交流電壓306。
在一較佳實施例中,該回授交流電壓310的相位Φf與該參
考交流電壓306的相位Φr同步的方式如下:當回授交流電壓310的相位Φf落後該參考交流電壓306的相位Φr時,該控制器3019增加或減少該第二疏密方波PVW3之數量,直到回授交流電壓310的相位Φf與該參考交流電壓306的相位Φr同步。當回授交流電壓310的相位Φf超前該參考交流電壓306的相位Φr時,亦可使用此方式來同步。該回授交流電壓310的振幅Av_f的調整則與該第二疏密方波PVW3的脈波寬度有關,該特定脈波寬度PW3用來調整該回授交流電壓310的振幅Av_f,以使該振幅Av_f與該參考交流電壓306的振幅Av_r相同,在實際的實作上,該回授交流電壓310的振幅Av_f會略大於該參考交流電壓306的振幅Av_r,以避免該參考交流電壓306饋入到該交流轉交流轉換器304。
在本發明第一較佳實施例中,從量測裝置303輸出的該第二交流電壓309可直接轉成直流電壓而饋入該換流器3013,毋需經過電網311。
請參閱第十圖,其為本發明第二較佳實施例測試電動裝置的系統40之示意圖。該系統40包含該變頻電源裝置301、該待測電動裝置302、該量測裝置303、以及整流單元3020。變頻電源裝置301包含整流單元3011以及換流器3013。該變頻電源裝置301具有一輸入端305,該輸入端305接收一電力401,該整流單元3011響應該電力401的參考交流電壓306而輸出直流電壓VDC1。該換流器3013包含換流單元3014,並響應直流電壓VDC1而輸出具有一可調整參數的第一交流電壓307。該待測電動裝置302響應該第一交流電壓307而產生機械動能308。該量測裝置303將該機械動能308轉換成第二交流電壓309,並藉由該第二交流電壓測量該機械動能。該整流單元3020響應該第二交流電壓309而產生一直流電壓VDC2,其中該整流單元3011、該整流單元3020、以及該換流單元3014並接,且該
直流電壓VDC2與該直流電壓VDC1被調整成相同以回收該電力401。
在第十圖中,該可調整參數包含該第一交流電壓307的振幅與頻率,該系統40更包含控制器3019,該控制器3019輸出脈波P1、脈波P2、脈波P3、以及脈波P4來控制該換流單元3014,該控制器3019輸出脈波P5、脈波P6、脈波P7、以及脈波P8來控制該換流單元3024。該變頻電源裝置301包含整流單元3011、濾波電容器3012、換流器3013。該換流器3013包括換流單元3014與隔離變壓器3015。整流單元3011包括一組或多組二極體組件3016,並將該參考交流電壓306轉換成該第一漣波電壓,該多組二極體組件3016的各組之間彼此並接。濾波電容器3012與該整流單元3011耦合以對該第一漣波電壓進行濾波而形成直流電壓VDC1。換流器3013與該濾波電容器3012耦合,並響應該直流電壓VDC1而輸出該第一交流電壓307。
在第十圖中的系統40係將第五圖中的系統30的換流器3022移除,直接將換流單元3024與濾波電容器3012並接,以使換流單元3024所輸出的該第二漣波電壓經由該濾波電容器3012濾波,此省電系統與其省電方法可回收該電力401再利用。
請參閱第十一圖,其為本發明第三較佳實施例測試一能量轉換裝置之省電系統50的示意圖。該省電系統50包含一變頻電源裝置501、該能量轉換裝置502、以及一交流轉交流轉換器503。該變頻電源裝置501響應一第一電力504而輸出一第二電力505。該能量轉換裝置502響應該第二電力505而產生一動能,並將該動能轉換成一第三電力506,並藉由該第三電力506測量該動能。該交流轉交流轉換器503響應該第三電力506而
產生一第四電力507,其中該第四電力507與該第一電力504進行混合以回收該第一電力504。
本發明第三較佳實施例中,該第一電力504從電網508送出,該能量轉換裝置502包括一待測電動裝置以及一量測裝置。該待測電動裝置響應該第二電力505而產生該動能。該量測裝置將該動能轉換成該第三電力506,並藉由該第三電力506測量該動能。該待測電動裝置為一交流馬達,該量測裝置為一動力計,該動力計將該動能轉換成該第三電力506。
在另一較佳實施例中,該變頻電源裝置501可不需要,在系統50中可直接從電網508饋入第一電力504到待測裝置,如第十二圖所示。請參閱第十二圖,其為本發明第四較佳實施例測試一裝置之省電系統60的示意圖。該省電系統60包含一電動裝置601以及一交流轉交流轉換器602。該電動裝置601響應一第一電力603而輸出一動能604,該電動裝置601可為一直流馬達,而該第一電力603具有一直流電壓。該交流轉交流轉換器602響應該動能604而產生一第二電力605,其中該第二電力605與該第一電力603進行混合以回收該第一電力603。
在本發明第四較佳實施例中,該負載602包含該量測裝置303與該整流單元3020,如第十圖與第十三圖所示,第十三圖為本發明第四較佳實施例負載602的示意圖,在第十三圖中的量測裝置303所輸出的第三電力606具有交流電壓,其交流電壓的波形與在第七圖中的第二交流電壓波型一樣。請同時參閱第七圖、第十圖、第十二圖、以及第十三圖,該整流單元3020包括第一組開關3025以及第二組開關3026,該第一組開關3025包括開關Q5與開關Q6,該第二組開關3026包含開關Q7與開關
Q8,該第一、該第二、該第三、以及該第四開關Q5,Q6,Q7,Q8的導通和關閉的時間分別由脈波P5、脈波P6、脈波P7、以及脈波P8控制。該量測裝置303響應該動力604而輸出一第三電力606,該整流單元3020響應該第三電力606、該脈波P5,P6,P7,P8而產生該第二漣波電壓,其中在期間T3與期間T4,脈波P5為疏密方波PCL4、脈波P8為該疏密方波PCL4的互補疏密方波、脈波P7為疏密方波PCL5、以及該脈波P6為該疏密方波PCL5的互補疏密方波,疏密方波PCL4與疏密方波PCL5的差值形成疏密方波PCL6,該疏密方波PCL6的脈波寬度從零漸增至特定脈波寬度PW2,然後再漸減至零,藉由控制疏密方波PCL4,PCL5之間的相互關係可在節點c至節點d之間生成疏密方波PCL6,並且可生成交流電流Icd,其包含正半波IHW+與負半波IHW-,如第七圖所示,也就是疏密方波PCL4的電壓減去疏密方波PCL5的電壓等於疏密方波PCL6的電壓。在第四較佳實施例中交流轉換直流的方式與說明書的段落[0020]相同。在第十三圖中,整流單元3020更包含一濾波電容器,子漣波電壓Vrip3,Vrip4經由該濾波電容器的濾波後形成該第一電力603的直流電壓,以回收該第一電力603。
在另一較佳實施例中,如第十二圖所示,該第一電力603具有一交流電壓,在此實施例中,負載602相當於在第三圖與第五圖中的負載304,且更包含一轉換裝置可將動能604轉為電力,因此該負載602可將該動能604轉換後,再經該負載602的處理而輸出第二電力605,請參閱第四圖,該第二電力605之交流電壓310的相位Φf亦與該第一電力603之交流電壓306的相位Φr同步,該交流轉交流轉換器602輸出的第二電力605之交流電壓310的振幅Av_f亦與該第一電力603之交流電壓306的振幅
Av_r相同,該交流轉交流轉換器602輸出的第二電力605之交流電流314的相位Φf亦與該第一電力603之交流電流312的相位Φr同步,以回收該第一電力603。
請參閱第十四圖,其為本發明第四較佳實施例用於一測試系統60的省電方法的示意圖,該方法包含步驟S201,提供一第一電力603,以驅動該測試系統60。步驟S202,響應該第一電力603而產生一第二電力605。步驟S203,混合該第一電力603與該第二電力605。步驟S204,回收該第一電力603。
就經濟效益而言,藉由本發明的測試系統60與省電方法,可節省電力如下:E=C×PF×T×η,E代表節約的電能 單位:kwh C代表馬達加載容量 單位:VA PF代表交流轉交流轉換器的功率因數 T代表老化時常 單位:小時η代表交流轉交流轉換器的饋網效率若以一台66KW電力驅動的馬達為例,滿載老化,按照一年52周、每周5個工作日、每日測試4小時計算,一年就可為企業節約電能:E=66×0.98×(52×5×4)×92%=61886kwh若平均電價按照3.64元台幣/度計算,則可節省電費是:61886×3.64=225265新台幣。
就社會效益而言,每度電需燃燒0.343Kg標準煤,每度電燃煤會產生0.779Kg CO2排放,一棵成年大樹每年可吸收CO2量為18Kg,所以,以一台66KW電力驅動的馬達為例,滿載老化,一年可以:減少61886×0.343=21227kg標準煤燃燒,減少排放61886×0.779=48209kg的
CO2,此相當於:48209÷18=2678棵大樹一整年的CO2吸收量。
當今世界隨著工業化進程的加快,過多的燃燒了煤炭\石油\天然氣等化石燃料,人類生產生活過程中產生的大量的有毒有害氣體排放到大氣當中,使我們生存的環境遭受了嚴重破壞。能源短缺、環境污染是全世界國家共同面臨的問題。能效型馬達測試系統的應用,在為企業節約能源,節省電費開支的同時,亦讓企業為保護人類共同生存的地球家園貢獻了一份力量。
實施例
1.一種測試一電動裝置的系統,包含一變頻電源裝置、一待測電動裝置、一量測裝置、以及一交流轉交流轉換器。該變頻電源裝置具有一輸入端,該輸入端接收一參考交流電壓,該變頻電源裝置響應該參考交流電壓而輸出具有一可調整參數的一第一交流電壓。該待測電動裝置響應該第一交流電壓而產生一機械動能。該量測裝置將該機械動能轉換成一第二交流電壓,並藉由該第二交流電壓測量該機械動能。該交流轉交流轉換器響應該第二交流電壓而提供一回授交流電壓到該輸入端。
2.如實施例1所述的系統,其中該可調整參數包含該第一交流電壓的振幅與頻率。該參考交流電壓具有一第一振幅和一第一相位,該回授交流電壓具有一第二振幅和一第二相位,且該第二振幅和該第二相位分別被鎖定到該第一振幅和該第一相位。該輸入端接收一電力,該電力包含該參考交流電壓和一參考交流電流,該回授交流電壓的該第二振幅和該第二相位與該參考交流電壓的該第一振幅和該第一相位分別被調整成相同,該交流轉交流轉換器與該變頻電源裝置在該輸入端並接,以使該參考交流電流與從該交流轉交流轉換器輸出的一回授交流電流混合以回收該電力,其中該回授交流電流的相位與該參考交流電流的相位相同以進行兩者
之振幅的相加,該參考交流電流的振幅經過該變頻電源裝置、該待測電動裝置、該量測裝置、以及該交流轉交流轉換器之能量消耗後振幅減小而形成該回授交流電流的振幅。該變頻電源裝置包含一整流單元、一濾波電容器、一換流器(inverter)。該換流器包含一換流單元以及一隔離變壓器。該整流單元包括一組或多組二極體組件,並將該參考交流電壓轉換成一漣波電壓,該多組二極體組件的各組之間彼此並接。該濾波電容器與該整流單元耦合以對該漣波電壓進行濾波而形成一第一直流電壓。該換流器與該濾波電容器耦合,並響應該第一直流電壓而輸出該第一交流電壓。該換流單元包括一第一組開關以及一第二組開關,該第一組開關包括一第一開關與一第二開關,該第二組開關包含一第三開關與一第四開關,該第一、該第二、該第三、以及該第四開關的導通和關閉的時間分別由一第一脈波、一第二脈波、一第三脈波、以及一第四脈波控制,該換流單元響應該第一直流電壓、該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波而產生一第一疏密方波。該隔離變壓器在其一次側響應該第一疏密方波而在其二次側輸出該第一交流電壓,在一第一期間與該第二期間該第一脈波為一第二疏密方波,該第四脈波為該第二疏密方波的互補疏密方波該第三脈波為一第三疏密方波,該第二脈波為該第三疏密方波的互補疏密方波,當該第二疏密方波為高電位狀態且該第三疏密方波為低電位狀態時,在該一次側的一第一節點至一第二節點之間產生該第一直流電壓,而當該第二疏密方波為高電位狀態且該第三疏密方波為高電位狀態時,或當該第二疏密方波為低電位狀態且該第三疏密方波為低電位狀態時,則該第一節點至該第二節點之間的電壓為該第二節點的電壓,藉由控制第二疏密脈波和第三疏密脈波之間的相互關係可在該第一節點至該第二節點之間生成該第一疏密方波,該第一疏密方波的脈波寬度從零漸增至一特定脈波寬度再漸減至零,該第
一交流電壓的電壓值相對應地從零漸增到一相對最大值,然後再漸減到零,該第一、第二、第三、第四開關分別由該第一、第二、第三、第四脈波控制以使其間歇性地導通,以在該第一期間在該隔離變壓器的該二次側產生一第一半波,並在一第二期間在該隔離變壓器的該二次側產生一第二半波,其中:在該第一期間該第二疏密方波為高電位狀態時的可變脈波寬度大於該第三疏密方波為高電位狀態時的可變脈波寬度,以使在該第一節點與該第二節點之間形成電壓值為正的第一疏密方波,並形成該第一半波;在第二期間該第二疏密方波為高電位狀態時的可變脈波寬度小於該第三疏密方波為高電位狀態時的可變脈波寬度,以使在該第一節點與該第二節點之間形成電壓值為負的該第一疏密方波,並形成該第二半波;該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波用以控制該第一交流電壓的振幅與頻率,調整該第一疏密方波的該特定脈波寬度以調整該第一交流電壓的振幅,調整該第一疏密方波的脈波數量以調整該第一交流電壓的頻率。該待測電動裝置為一交流馬達,該第一、該第二、該第三、該第四開關為絕緣柵雙極電晶體。該量測裝置為一動力計,該動力計該機械動能轉換成該第二交流電壓。
3.如實施例1~2所述的系統,其中該系統更包含一控制器,該控制器輸出一第一脈波、一第二脈波、一第三脈波、一第四脈波、一第五脈波、一第六脈波、一第七脈波、以及一第八脈波而控制該交流轉交流轉換器,並偵測該參考交流電壓的該第一相位及該第一振幅而輸出該第五、該第六脈波、該第七脈波、以及該第八脈波。該控制器使用一脈波寬調變,以使該回授交流電壓的該第二相位與該參考交流電壓的該第一相位同步,且該回授交流電壓的該第二振幅與該參考交流電壓的該第一振幅相等。該交流轉交流轉換器包含一整流單元、一濾波電容器、以及一換流
器。該整流單元包含一第一換流單元。該換流器包含一第二換流單元以及一隔離變壓器。該整流單元響應該第二交流電壓而輸出一漣波電壓,該漣波電壓包括一第一子漣波電壓以及一第二子漣波電壓。該第一換流單元包括一第一組開關以及一第二組開關,該第一組開關包括一第一開關與一第二開關,該第二組開關包含一第三開關與一第四開關,該第一、該第二、該第三、以及該第四開關的導通和關閉的時間分別由一第一脈波、一第二脈波、一第三脈波、以及一第四脈波控制,該第一開關與該第四開關在一第一節點連接,該第三開關與該第二開關在一第二節點連接,該第一換流單元響應該第二交流電壓、該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波而產生該漣波電壓,其中在一第一期間與一第二期間,該第一脈波為一第一疏密方波,該第四脈波為該第一疏密方波的互補疏密方波、該第三脈波為一第二疏密方波、該第二脈波為該第二疏密方波的互補疏密方波,當該第一疏密方波為一高電位狀態且該第二疏密方波為低電位狀態時,形成一第一直流電壓,而當該第一疏密方波為高電位狀態且該第二疏密方波為高電位狀態時,或當該第一疏密方波為低電位狀態且該第二疏密方波為低電位狀態時,則該第一節點至該第二節點之間的電壓為該第二節點的電壓,其等於接地電位,藉此由控制該第一疏密方波和該第二疏密方波之間的相互關係可在該第一節點至該第二節點之間生成一第三疏密方波,並且可生成一第一交流電流,其包含一電流正半波與一電流負半波,且該第一交流電流的振幅小於該參考交流電流的該第一振幅,該第一交流電流的振幅大於該回授交流電流的該第二振幅,該第三疏密方波的脈波寬度從零漸增至一特定脈波寬度後再漸減至零,在該第一節點至該第二之間所生成的電流值相對應的從零漸增到相對最大值,然後再漸減至零,該第一、第二、第三、以及第四開關分別由該第一、第二、第三、以及第四脈
波控制以在該第一期間形成該第一子漣波電壓,在該第二期間形成該第二子漣波電壓。該濾波電容器與該整流單元耦合以對該第一子漣波電壓和該第二子漣波電壓進行濾波而形成該第一直流電壓。該換流器與該濾波電容器耦合,並響應該第一直流電壓而輸出一第四疏密方波。該第二換流單元包括一第三組開關以及一第四組開關,該第三組開關包括一第五開關與一第六開關,該第四組開關包含一第七開關與一第八開關,該第五、該第六、該第七、以及該第八開關的導通和關閉的時間分別由該第五脈波、該第六脈波、該第七脈波、以及該第八脈波控制,該第二換流單元響應該第一直流電壓、該第五脈波、該第六脈波、該第七脈波、以及該第八脈波而輸出該第三交流電壓。該隔離變壓器響應該第三交流電壓而輸出該回授交流電壓,在一第三期間與一第四期間,該第五脈波為一第五疏密方波、該第八脈波為該第五疏密方波的互補疏密方波、該第七脈波為一第六疏密方波、該第六脈波為該第六疏密方波的互補疏密方波,當該第五疏密方波為高電位狀態且該第六疏密方波為低電位狀態時,在該隔離變壓器的一次側的一第三節點至一第四節點之間產生該第二直流電壓,而當該第五疏密方波為高電位狀態且該第六疏密方波為高電位狀態時,或當該第五疏密方波為低電位狀態且該第六疏密方波為低電位狀態時,則該第三節點至該第四節點之間的電壓為該第四節點的電壓,其等於接地電位,藉由控制第五疏密脈波和第六疏密脈波之間的相互關係可在該第三節點至該第四節點之間生成該第四疏密方波,該第四疏密方波的脈波寬度從零漸增至一特定脈波寬度再漸減至零,該回授交流電壓的電壓值相對應地從零漸增到一相對最大值,然後再漸減到零,該第一、第二、第三、第四開關分別由該第一、第二、第三、第四脈波控制以使其間歇性地導通,以在該第三期間在該隔離變壓器的該二次側產生一第一半波,並在一第四期間在該隔離變壓器的該
二次側產生一第二半波,其中:在該第一期間該第二疏密方波為高電位狀態時的可變脈波寬度大於該第三疏密方波為高電位狀態時的可變脈波寬度,以使在該第一節點與該第二節點之間形成電壓值為正的該第一疏密方波,並形成該電流正半波;在第二期間該第二疏密方波為高電位狀態時的可變脈波寬度小於該第三疏密方波為高電位狀態時的可變脈波寬度,以使在該第一節點與該第二節點之間形成電壓值為負的該第一疏密方波,並形成該電流正半波;該交流轉交流轉換器更包含一第一儲能裝置以及一第二儲能裝置用以短路保護,該第一儲能裝置耦接於該整流單元與該量測單元之間,該第二儲能裝置耦接於該第二換流單元與該隔離變壓器之間。該交流轉交流轉換器更包含一緩啟動器,該緩啟動器耦接於該第二換流單元和該隔離變壓器之間,並包含一第五開關、一第六開關、以及一電阻器,該第五開關與該電阻器串接而形成一阻尼裝置,該阻尼裝置與該第六開關並接,當該第二換流單元進行換流時,該第五開關在一第三期間導通,且該第六開關關斷,且該第六開關在一第四期間導通。該參考交流電壓來自於一電網。
4.一種測試一電動裝置的方法,包含響應具有一第一振幅和一第一相位的一參考交流電壓而輸出具有一可調整參數的一第一交流電壓。響應該第一交流電壓而產生一機械動能。將該機械動能轉換成一第二交流電壓,並藉由該第二交流電壓測量該機械動能。響應該第二交流電壓而產生具有一第二振幅和一第二相位的一回授交流電壓,其中該第二振幅和該第二相位分別被鎖定到該第一振幅和該第一相位。
5.如實施例4所述的方法,其中該可調整參數包含該第一交流電壓的振幅與頻率。該輸入端接收一電力,該電力包含該參考交流電壓和一參考交流電流,該回授交流電壓的該第二振幅和該第二相位與該參
考交流電壓的該第一振幅和該第一相位被調整成相同,該交流轉交流轉換器與該變頻電源裝置在該輸入端並接,以使該參考交流電流與從該交流轉交流轉換器輸出的一回授交流電流混合以回收該電力,其中該回授交流電流的相位與該參考交流電流的相位相同以進行兩者之振幅的相加,該參考交流電流的振幅經過該變頻電源裝置、該待測電動裝置、該量測裝置、以及該交流轉交流轉換器之能量消耗後振福減小而形成該回授交流電流的振幅,且該方法更包含響應該參考交流電壓,並將該參考交流電壓轉換成一漣波電壓。對該漣波電壓進行濾波而形成一第一直流電壓。在一第一期間與一第二期間產生一第一脈波、一第二脈波、一第三脈波、以及一第四脈波,該第一脈波為一第一疏密方波、該第四脈波為該第一疏密方波的互補疏密方波、該第三脈波為一第二疏密方波、以及該第二脈波為該第二疏密方波的互補疏密方波,該第一疏密方波和該第二疏密方波的差值形成一第三疏密方波,其中該第三疏密方波的脈波寬度從零漸增至一特定脈波寬度再漸減至零,該第一交流電壓的電壓值相對應地從零漸增到一相對最大值,然後再漸減到零。響應該第一直流電壓、該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波而產生該第三疏密方波。響應該第三疏密方波而輸出該第一交流電壓。
6.如實施例4~5所述的方法,更包含產生一第一脈波、一第二脈波、一第三脈波、一第四脈波、一第五脈波、一第六脈波、一第七脈波、以及一第八脈波,並偵測該參考交流電壓的該第一相位及該第一振幅而輸出該第五、該第六脈波、該第七脈波、以及該第八脈波。在一第一期間與該第二期間,該第一脈波為一第一疏密方波、該第四脈波為該第一疏密方波的互補疏密方波、該第三脈波為一第二疏密方波、以及該第二脈波為該第二疏密方波的互補疏密方波,該第一疏密方波和該第二疏密方波
的差值形成一第三疏密方波,藉由控制該第三疏密方波以形成一第一交流電流,其包含一電流正半波與一電流負半波,且該第一交流電流的振幅小於一參考交流電流的振幅,該第一交流電流的振幅大於一回授交流電流的振幅,其中該第三疏密方波的脈波寬度從一特定脈波寬度漸減至零再漸增至特定脈波寬度,該第一交流電流的電流值相對應地從零漸增到相對最大值,然後再漸減至零。響應該第二交流電壓、該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波而輸出一漣波電壓,該漣波電壓包括一第一子漣波電壓以及一第二子漣波電壓,該第二交流電壓具有一第一半波和一第二半波,該第一半波被轉換成該第一子漣波電壓,該第二半波被轉換成該第二子漣波電壓。對該第一子漣波電壓以及該第二子漣波電壓進行濾波而形成一第一直流電壓。偵測該回授交流電壓的該第二相位與該第二振福而產生該第五脈波、該第六脈波、該第七脈波、以及該第八脈波。在一第三期間與一第四期間,該第五脈波為一第四疏密方波、該第八脈波為該第四疏密方波的互補疏密方波、該第七脈波為一第五疏密方波、該第六脈波為該第五疏密方波的互補疏密方波,該第四疏密方波和該第五疏密方波的差值形成一第六疏密方波,該第六疏密方波的脈波寬度從零漸增至該特定脈波寬度再漸減至零,該第三交流電壓的電壓值相對應地從零漸增到一相對最大值,然後再漸減到零,以在該第三期間形成一第三半波,在該第四期間形成一第四半波。該第三半波與該第四半波形成該回授交流電壓的全波,用以使該回授交流電壓的該第二相位與該參考交流電壓的該第一相位同步,且使該回授交流電壓的該第二振幅與該參考交流電壓的該第一振幅相同。響應該第一直流電壓、該第五脈波、該第六脈波、該第七脈波、以及該第八脈波而產生一第六疏密方波。當回授交流電壓的該第二相位落後該參考交流電壓的該第一相位時,增加或減少該第六疏密方波之脈波數
量,直到回授交流電壓的該第二相位與該參考交流電壓的該第一相位同步。調整該第六疏密方波的該特定脈波寬度,以調整該第一交流電壓的振幅。響應該第六疏密方波而輸出該回授交流電壓。
7.一種測試一電動裝置的系統,包含一變頻電源裝置、一待測電動裝置、一量測裝置、一第二整流單元。變頻電源裝置包括一第一整流單元以及一換流器。該變頻電源裝置具有一輸入端,該輸入端接收一電力。該第一整流單元響應該電力的一參考交流電壓而輸出一第一直流電壓。該換流器包含一換流單元,並響應該第一直流電壓而輸出具有一可調整參數的一第一交流電壓。該待測電動裝置響應該第一交流電壓而產生一機械動能。該量測裝置將該機械動能轉換成一第二交流電壓,並藉由該第二交流電壓測量該機械動能。該第二整流單元響應該第二交流電壓而產生一第二直流電壓,其中該第二整流單元、該第一整流單元、以及該換流單元並接,且該第二直流電壓與該第一直流電壓被調整成相同以回收該電力。
8.如實施例7所述的系統,其中該可調整參數包含該第一交流電壓的振幅與頻率。該系統更包含一控制器,該控制器輸出一第一脈波、一第二脈波、一第三脈波、以及一第四脈波來控制該第一換流單元,該控制器輸出一第五脈波、一第六脈波、一第七脈波、以及一第八脈波來控制該第二換流單元。該變頻電源裝置包含一第一整流單元、一濾波電容器、一換流器(inverter)。換流器包含一第一換流單元以及一隔離變壓器。該第一整流單元包括一組或多組二極體組件,並將該參考交流電壓轉換成一第一漣波電壓,該多組二極體組件的各組之間彼此並接。該濾波電容器與該第一整流單元耦合以對該第一漣波電壓進行濾波而形成一第一直流電壓。該換流器與該濾波電容器耦合,並響應該第一直流電壓而輸出該第一交流電壓,該換流器包括一第一換流單元,該第一換流單元包括一第一組
開關以及一第二組開關,該第一組開關包括一第一開關與一第二開關,該第二組開關包含一第三開關與一第四開關,該第一、該第二、該第三、以及該第四開關的導通和關閉的時間分別由一第一脈波、一第二脈波、一第三脈波、以及一第四脈波控制,該第一換流單元響應該第一直流電壓、該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波而產生一第三交流電壓。該隔離變壓器響應該第一疏密方波而輸出該第一交流電壓,在一第一期間與一第二期間,該第一脈波為一第二疏密方波、該第四脈波為該第二疏密方波的互補疏密方波、該第三脈波為一第三疏密方波、以及該第二脈波為該第三疏密方波的互補疏密方波,該第一疏密方波的脈波寬度從零漸增至一第一特定脈波寬度再漸減至零,該第一交流電壓的電壓值相對應地從零漸增到一相對最大值,然後再漸減到零,該第一、第二、第三、以及第四開關分別由該第一、第二、第三、以及第四脈波控制以使其間歇性地導通,以在該隔離變壓器的二次測在該第一期間產生一第一半波,在該第二期間產生一第二半波,該第一半波與該第二半波形成該第一交流電壓的全波,其中該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波用以控制該第一交流電壓的振幅與頻率,控制器藉由調整該第一疏密方波的脈波寬度以調整該第一交流電壓的振幅,藉由調整該第一疏密方波的脈波數量以調整該第一交流電壓的頻率。該待測電動裝置為一交流馬達,該第一、該第二、該第三、該第四開關為絕緣柵雙極電晶體。該量測裝置為一動力計,該動力計將該機械動能轉換成該第二交流電壓。該第二整流單元響應該第二交流電壓而輸出一第二漣波電壓,該第二漣波電壓包括一第三子漣波電壓以及一第四子漣波電壓,該第二整流單元包括一第二換流單元,第二換流單元包括一第三組開關以及一第四組開關,該第二組開關包括一第五開關與一第六開關,該第四組開關包含一第七開關與一第八開
關,該第五、該第六、該第七、以及該第八開關的導通和關閉的時間分別由該第五脈波、該第六脈波、該第七脈波、以及該第八脈波控制,該第二換流單元響應該第二交流電壓、該第五脈波、該第六脈波、該第七脈波、以及該第八脈波而產生該第二漣波電壓,其中在一第三期間與一第四期間,該第五脈波為一第四疏密方波、該第八脈波為該第四疏密方波的互補疏密方波、該第七脈波為一第五疏密方波、以及該第六脈波為該第五書秘方波的互補疏密方波,該第四疏密方波的電壓與該第五疏密方波的電壓之差值形成一第六疏密方波的電壓,該第六疏密方波的脈波寬度從零漸增至一第二特定脈波寬度後,再漸減至零,該第五、第六、第七、以及第八開關分別由該第五、第六、第七、第八脈波控制以使其間歇性地導通,以在該第三期間形成該第三子漣波電壓,在該第四期間形成該第四子漣波電壓。
9.一種測試一能量轉換裝置的系統,包含一變頻電源裝置、一能量轉換裝置、以及一交流轉交流轉換器。該變頻電源裝置響應一第一電力而輸出一第二電力。該能量轉換裝置響應該第二電力而輸出一動能,將該動能轉換成一第三電力,並藉由該第三電力測量該動能。該交流轉交流轉換器響應該第三電力而產生一第四電力,其中該第四電力與該第一電力進行混合以回收該第一電力。
10.如實施例9所述的系統,其中該能量轉換裝置包括一待測電動裝置以及一量測裝置。該待測電動裝置響應該第二電力而產生該動能。該量測裝置將該動能轉換成該第三電力,並藉由該第三電力測量該動能。該待測電動裝置為一交流馬達,該量測裝置為一動力計,該動力計將該動能轉換成該第三電力。
11.一種測試一裝置的省電系統,包含一電動裝置以及一負載。該電動裝置響應一第一電力而輸出一動能。該負載響應該動能而產生
一第二電力,其中該第二電力與該第一電力進行混合以回收該第一電力。
12.如實施例11所述的省電系統,其中該省電系統更包含一控制器,該控制器輸出一第一脈波、一第二脈波、一第三脈波、以及一第四脈波來控制該負載。該負載包含一量測裝置與一整流單元,該單整流單元包括一第一組開關以及一第二組開關,該第一組開關包括一第一開關與一第二開關,該第二組開關包含一第三開關與一第四開關,該第一、該第二、該第三、以及該第四開關的導通和關閉的時間分別由該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波控制,該量測裝置響應該動力而輸出一第三電力,該整流單元響應該第三電力的一交流電壓、該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波而產生一漣波電壓,其中在一第一期間與一第二期間,該第一脈波為一第一疏密方波、該第四脈波為該第一疏密方波的互補疏密方波、該第三脈波為一第二疏密方波、以及該第二脈波為該第二疏密方波的互補疏密方波,該第三疏密方波的脈波寬度從一特定脈波寬度漸減至零再漸減至該特定脈波寬度,該第一、第二、第三、第四開關分別由該第一、第二、第三、第四脈波控制以使其間歇性地導通,以在該第一期間形成該第一子漣波電壓,在該第二期間形成該第二子漣波電壓。
13.一種用於一測試系統的省電方法,包含提供一第一電力,以驅動該測試系統。響應該第一電力而產生一第二電力。混合該第一電力與該第二電力。回收該第一電力。
綜上所述,本發明的說明與實施例已揭露於上,然其非用來限制本發明,凡習知此技藝者,在不脫離本發明的精神與範圍之下,當可做各種更動與修飾,其仍應屬在本發明專利的涵蓋範圍之內。
301‧‧‧變頻電源裝置
302‧‧‧待測電動裝置
303‧‧‧量測裝置
304‧‧‧交流轉交流轉換器
311‧‧‧電網
Claims (13)
- 一種測試一電動裝置的系統,包含:一變頻電源裝置,具有一輸入端,該輸入端接收具有一參考交流電壓的一電力,該變頻電源裝置響應該參考交流電壓而輸出具有一可調整參數的一第一交流電壓;一待測電動裝置,響應該第一交流電壓而產生一機械動能;一量測裝置,將該機械動能轉換成一第二交流電壓,並藉由該第二交流電壓測量該機械動能;以及一交流轉交流轉換器,響應該第二交流電壓而提供一回授交流電壓到該輸入端,其中所述測試該電動裝置的系統經過該變頻電源裝置、該待測電動裝置、該量測裝置、以及該交流轉交流轉換器來回收該電力來節省測試該待測電動裝置的電力。
- 如申請專利範圍第1項所述的系統,其中:該可調整參數包含該第一交流電壓的振幅與頻率;該參考交流電壓具有一第一振幅和一第一相位,該回授交流電壓具有一第二振幅和一第二相位,且該第二振幅和該第二相位分別被鎖定到該第一振幅和該第一相位;該電力包含該參考交流電壓和一參考交流電流,該回授交流電壓的該第二振幅和該第二相位與該參考交流電壓的該第一振幅和該第一相位被調整成相同,該交流轉交流轉換器與該變頻電源裝置在該輸入端並接,以使該參考交流電流與從該交流轉交流轉換器輸出的一回授交流電流混合以回收該電力,其中該回授交流電流的相位與該參考交流電流的相位相同以進行兩者之振幅的相加,該參考交流電流的振幅經過該變頻電源裝置、該待 測電動裝置、該量測裝置、以及該交流轉交流轉換器之能量消耗後振福減小而形成該回授交流電流的振幅;該變頻電源裝置包含:一整流單元,包括一組或多組二極體組件,並將該參考交流電壓轉換成一漣波電壓,該多組二極體組件的各組之間彼此並接;一濾波電容器,與該整流單元耦合以對該漣波電壓進行濾波而形成一第一直流電壓;一換流器(inverter),與該濾波電容器耦合,並響應該第一直流電壓而輸出該第一交流電壓,該換流器包括:一換流單元,包括一第一組開關以及一第二組開關,該第一組開關包括一第一開關與一第二開關,該第二組開關包含一第三開關與一第四開關,該第一、該第二、該第三、以及該第四開關的導通和關閉的時間分別由一第一脈波、一第二脈波、一第三脈波、以及一第四脈波控制,該換流單元響應該第一直流電壓、該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波而產生一第一疏密方波;以及一隔離變壓器,在其一次側響應該第一疏密方波而在其二次側輸出該第一交流電壓,在一第一期間與該第二期間該第一脈波為一第二疏密方波,該第四脈波為該第二疏密方波的互補疏密方波該第三脈波為一第三疏密方波,該第二脈波為該第三疏密方波的互補疏密方波,當該第二疏密方波為高電位狀態且該第三疏密方波為低電位狀態時,在該一次側的一第一節點至一第二節點之間產生該第一直流電壓,而當該第二疏密方波為高電位狀態且該第三疏密方波為高電位狀態時,或當該第二疏密方波為低電位狀態且該第三疏密方波為低電位狀態時,則該第一節點至該第二節點之間的電壓為該第二節點的電壓,藉由控制第二疏密脈波和第三疏密脈 波之間的相互關係可在該第一節點至該第二節點之間生成該第一疏密方波,該第一疏密方波的脈波寬度從零漸增至一特定脈波寬度再漸減至零,該第一交流電壓的電壓值相對應地從零漸增到一相對最大值,然後再漸減到零,該第一、第二、第三、第四開關分別由該第一、第二、第三、第四脈波控制以使其間歇性地導通,以在該第一期間在該隔離變壓器的該二次側產生一第一半波,並在一第二期間在該隔離變壓器的該二次側產生一第二半波,其中:在該第一期間該第二疏密方波為高電位狀態時的可變脈波寬度大於該第三疏密方波為高電位狀態時的可變脈波寬度,以使在該第一節點與該第二節點之間形成電壓值為正的第一疏密方波,並形成該第一半波;在第二期間該第二疏密方波為高電位狀態時的可變脈波寬度小於該第三疏密方波為高電位狀態時的可變脈波寬度,以使在該第一節點與該第二節點之間形成電壓值為負的該第一疏密方波,並形成該第二半波;該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波用以控制該第一交流電壓的振幅與頻率,調整該第一疏密方波的該特定脈波寬度以調整該第一交流電壓的振幅,調整該第一疏密方波的脈波數量以調整該第一交流電壓的頻率;該待測電動裝置為一交流馬達;該第一、該第二、該第三、該第四開關為絕緣柵雙極電晶體;以及該量測裝置為一動力計,該動力計將該機械動能轉換成該第二交流電壓。
- 如申請專利範圍第1項所述的系統,其中:該系統更包含一控制器,該控制器輸出一第一脈波、一第二脈波、一 第三脈波、一第四脈波、一第五脈波、一第六脈波、一第七脈波、以及一第八脈波而控制該交流轉交流轉換器,並偵測該參考交流電壓的該第一相位及該第一振幅而輸出該第五、該第六脈波、該第七脈波、以及該第八脈波;該控制器使用一脈波寬調變,以使該回授交流電壓的該第二相位與該參考交流電壓的該第一相位同步,且該回授交流電壓的該第二振幅與該參考交流電壓的該第一振幅相等;該交流轉交流轉換器包含:一整流單元,響應該第二交流電壓而輸出一漣波電壓,該漣波電壓包括一第一子漣波電壓以及一第二子漣波電壓,該整流單元包括:一第一換流單元,包括一第一組開關以及一第二組開關,該第一組開關包括一第一開關與一第二開關,該第二組開關包含一第三開關與一第四開關,該第一開關與該第四開關在一第一節點連接,該第三開關與該第二開關在一第二節點連接,該第一、該第二、該第三、以及該第四開關的導通和關閉的時間分別由一第一脈波、一第二脈波、一第三脈波、以及一第四脈波控制,該第一換流單元響應該第二交流電壓、該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波而產生該漣波電壓,其中在一第一期間與一第二期間,該第一脈波為一第一疏密方波,該第四脈波為該第一疏密方波的互補疏密方波、該第三脈波為一第二疏密方波、該第二脈波為該第二疏密方波的互補疏密方波,當該第一疏密方波為一高電位狀態且該第二疏密方波為低電位狀態時,形成一第一直流電壓,而當該第一疏密方波為高電位狀態且該第二疏密方波為高電位狀態時,或當該第一疏密方波為低電位狀態且該第二疏密方波為低電位狀態時,則該第一節點至該第二節點之間的電壓為該第二節點的電壓,其等於接地電位,藉此由控制 該第一疏密方波和該第二疏密方波之間的相互關係可在該第一節點至該第二節點之間生成一第三疏密方波,並且可生成一第一交流電流,其包含一電流正半波與一電流負半波,且該第一交流電流的振幅小於該參考交流電流的該第一振幅,該第一交流電流的振幅大於該回授交流電流的該第二振幅,,該第三疏密方波的脈波寬度從零漸增至一特定脈波寬度後再漸減至零,在該第一節點至該第二之間所生成的電流值相對應的從零漸增到相對最大值,然後再漸減至零,該第一、第二、第三、以及第四開關分別由該第一、第二、第三、以及第四脈波控制以在該第一期間形成該第一子漣波電壓,在一第二期間形成該第二子漣波電壓;一濾波電容器,與該整流單元耦合以對該第一子漣波電壓和該第二子漣波電壓進行濾波而形成該第一直流電壓;一換流器,與該濾波電容器耦合,並響應該第一直流電壓而輸出一第三交流電壓,該換流器包括:一第二換流單元,包括一第三組開關以及一第四組開關,該第三組開關包括一第五開關與一第六開關,該第二組開關包含一第七開關與一第八開關,該第五、該第六、該第七、以及該第八開關的導通和關閉的時間分別由該第五脈波、該第六脈波、該第七脈波、以及該第八脈波控制,該第二換流單元響應該第一直流電壓、該第五脈波、該第六脈波、該第七脈波、以及該第八脈波而輸出一第四疏密方波;以及一隔離變壓器,響應該第三交流電壓而輸出該回授交流電壓,在一第三期間與一第四期間,該第五脈波為一第五疏密方波、該第八脈波為該第五疏密方波的互補疏密方波、該第七脈波為一第六疏密方波、該第六脈波為該第六疏密方波的互補疏密方波,當該第五疏密方波為高電位狀態且該第六疏密方波為低電位狀態時,在該隔離變壓器的一次側的一 第三節點至一第四節點之間產生該第二直流電壓,而當該第五疏密方波為高電位狀態且該第六疏密方波為高電位狀態時,或當該第五疏密方波為低電位狀態且該第六疏密方波為低電位狀態時,則該第三節點至該第四節點之間的電壓為該第四節點的電壓,其等於接地電位,藉由控制第五疏密脈波和第六疏密脈波之間的相互關係可在該第三節點至該第四節點之間生成該第四疏密方波,該第四疏密方波的脈波寬度從零漸增至一特定脈波寬度再漸減至零,該回授交流電壓的電壓值相對應地從零漸增到一相對最大值,然後再漸減到零,該第一、第二、第三、第四開關分別由該第一、第二、第三、第四脈波控制以使其間歇性地導通,以在該第三期間在該隔離變壓器的該二次側產生一第一半波,並在一第四期間在該隔離變壓器的該二次側產生一第二半波,其中:在該第一期間該第二疏密方波為高電位狀態時的可變脈波寬度大於該第三疏密方波為高電位狀態時的可變脈波寬度,以使在該第一節點與該第二節點之間形成電壓值為正的該第一疏密方波,並形成該電流正半波;在第二期間該第二疏密方波為高電位狀態時的可變脈波寬度小於該第三疏密方波為高電位狀態時的可變脈波寬度,以使在該第一節點與該第二節點之間形成電壓值為負的該第一疏密方波,並形成該電流正半波;該交流轉交流轉換器更包含一第一儲能裝置以及一第二儲能裝置用以短路保護,該第一儲能裝置耦接於該整流單元與該量測單元之間,該第二儲能裝置耦接於該第二換流單元與該隔離變壓器之間;該交流轉交流轉換器更包含一緩啟動器,該緩啟動器耦接於該第二換流單元和該隔離變壓器之間,並包含一第五開關、一第六開關、以及一電阻器,該第五開關與該電阻器串接而形成一阻尼裝置,該阻尼裝置與該第六開關並接,當該第二換流單元進行換流時,該第五開關在一第三期間導 通,且該第六開關關斷,且該第六開關在一第四期間導通;以及該參考交流電壓來自於一電網。
- 一種在一系統中測試一待測電動裝置的方法,該系統具一輸入端並包含一變頻電源裝置,該方法包含:響應具有一第一振幅和一第一相位的一參考交流電壓而輸出具有一可調整參數的一第一交流電壓,其中該輸入端接收一電力,該電力具有該參考交流電壓;響應該變頻電源裝置的該第一交流電壓而產生一機械動能;將該機械動能轉換成一第二交流電壓,並藉由該第二交流電壓測量該機械動能;響應該第二交流電壓而產生具有一第二振幅和一第二相位的一回授交流電壓,其中該第二振幅和該第二相位分別被鎖定到該第一振幅和該第一相位;以及經過該參考交流電壓、該第一交流電壓、該機械動能、該第二交流電壓、以及該回授交流電壓來回收該電力來節省測試該待測電動裝置的電力。
- 如申請專利範圍第4項所述的方法,其中該系統更包含一量測裝置以及一交流轉交流轉換器,該可調整參數包含該第一交流電壓的振幅與頻率,該電力包含該參考交流電壓和一參考交流電流,該回授交流電壓的該第二振幅和該第二相位與該參考交流電壓的該第一振幅和該第一相位被分別調整成相同,該交流轉交流轉換器與該變頻電源裝置在該輸入端並接,以使該參考交流電流與從該交流轉交流轉換器輸出的一回授交流電流混合以回收該電力,其中該回授交流電流的相位與該參考交流電流的相位相同以進 行兩者之振幅的相加,該參考交流電流的振幅經過該變頻電源裝置、該待測電動裝置、該量測裝置、以及該交流轉交流轉換器之能量消耗後振福減小而形成該回授交流電流的振幅,且該方法更包含:響應該參考交流電壓,並將該參考交流電壓轉換成一漣波電壓;對該漣波電壓進行濾波而形成一第一直流電壓;在一第一期間與一第二期間產生一第一脈波、一第二脈波、一第三脈波、以及一第四脈波,該第一脈波為一第一疏密方波、該第四脈波為該第一疏密方波的互補疏密方波、該第三脈波為一第二疏密方波、以及該第二脈波為該第二疏密方波的互補疏密方波,該第一疏密方波和該第二疏密方波的差值形成一第三疏密方波,其中該第三疏密方波的脈波寬度從零漸增至一特定脈波寬度再漸減至零,該第一交流電壓的電壓值相對應地從零漸增到一相對最大值,然後再漸減到零;響應該第一直流電壓、該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波而產生該第三疏密方波;以及響應該第三疏密方波而輸出該第一交流電壓。
- 如申請專利範圍第4項所述的方法,更包含:產生一第一脈波、一第二脈波、一第三脈波、一第四脈波、一第五脈波、一第六脈波、一第七脈波、以及一第八脈波,並偵測該參考交流電壓的該第一相位及該第一振幅而輸出該第五、該第六脈波、該第七脈波、以及該第八脈波;在一第一期間與該第二期間,該第一脈波為一第一疏密方波、該第四脈波為該第一疏密方波的互補疏密方波、該第三脈波為一第二疏密方波、以及該第二脈波為該第二疏密方波的互補疏密方波,該第一疏密方波和該 第二疏密方波的差值形成一第三疏密方波,藉由控制該第三疏密方波以形成一第一交流電流,其包含一電流正半波與一電流負半波,且該第一交流電流的振幅小於一參考交流電流的振幅,該第一交流電流的振幅大於一回授交流電流的振幅,其中該第三疏密方波的脈波寬度從一特定脈波寬度漸減至零再漸增至特定脈波寬度,該第一交流電流的電流值相對應地從零漸增到相對最大值,然後再漸減至零;響應該第二交流電壓、該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波而輸出一漣波電壓,該漣波電壓包括一第一子漣波電壓以及一第二子漣波電壓,該第二交流電壓具有一第一半波和一第二半波,該第一半波被轉換成該第一子漣波電壓,該第二半波被轉換成該第二子漣波電壓;對該第一子漣波電壓以及該第二子漣波電壓進行濾波而形成一第一直流電壓;偵測該回授交流電壓的該第二相位與該第二振福而產生該第五脈波、該第六脈波、該第七脈波、以及該第八脈波;在一第三期間與一第四期間,該第五脈波為一第四疏密方波、該第八脈波為該第四疏密方波的互補疏密方波、該第七脈波為一第五疏密方波、該第六脈波為該第五疏密方波的互補疏密方波,該第四疏密方波和該第五疏密方波的差值形成一第六疏密方波,該第六疏密方波的脈波寬度從零漸增至該特定脈波寬度再漸減至零,該第三交流電壓的電壓值相對應地從零漸增到一相對最大值,然後再漸減到零,以在該第三期間形成一第三半波,在該第四期間形成一第四半波;該第三半波與該第四半波形成該回授交流電壓的全波,用以使該回授交流電壓的該第二相位與該參考交流電壓的該第一相位同步,且使該回授交流電壓的該第二振幅與該參考交流電壓的該第一振幅相同; 響應該第一直流電壓、該第五脈波、該第六脈波、該第七脈波、以及該第八脈波而產生該第六疏密方波;當回授交流電壓的該第二相位落後該參考交流電壓的該第一相位時,增加或減少該第二疏密方波之脈波數量,直到回授交流電壓的該第二相位與該參考交流電壓的該第一相位同步;調整該第三疏密方波的該特定脈波寬度,以調整該第一交流電壓的振幅,以及響應該第六疏密方波而輸出該回授交流電壓。
- 一種測試一電動裝置的系統,包含:一變頻電源裝置,具有一輸入端,該輸入端接收一電力,該變頻電源裝置包括:一第一整流單元,響應該電力的一參考交流電壓而輸出一第一直流電壓;以及一換流器,包含一換流單元,並響應該第一直流電壓而輸出具有一可調整參數的一第一交流電壓;一待測電動裝置,響應該第一交流電壓而產生一機械動能;一量測裝置,將該機械動能轉換成一第二交流電壓,並藉由該第二交流電壓測量該機械動能;以及一第二整流單元,響應該第二交流電壓而產生一第二直流電壓,其中該第二整流單元、該第一整流單元、以及該換流單元並接,且該第二直流電壓與該第一直流電壓被調整成相同以回收該電力,其中所述測試該電動裝置的系統經過該變頻電源裝置、該待測電動裝置、該量測裝置、以及該第二整流單元來回收該電力來節省測試該待測電動裝置的電力。
- 如申請專利範圍第7項所述的系統,其中:該可調整參數包含該第一交流電壓的振幅與頻率;該系統更包含一控制器,該控制器輸出一第一脈波、一第二脈波、一第三脈波、以及一第四脈波來控制該第一換流單元,該控制器輸出一第五脈波、一第六脈波、一第七脈波、以及一第八脈波來控制該第二換流單元;該變頻電源裝置包含:第一整流單元,包括一組或多組二極體組件,並將該參考交流電壓轉換成一第一漣波電壓,該多組二極體組件的各組之間彼此並接;一濾波電容器,與該第一整流單元耦合以對該第一漣波電壓進行濾波而形成一第一直流電壓;一換流器(inverter),與該濾波電容器耦合,並響應該第一直流電壓而輸出該第一交流電壓,該換流器包括:一第一換流單元,包括一第一組開關以及一第二組開關,該第一組開關包括一第一開關與一第二開關,該第二組開關包含一第三開關與一第四開關,該第一、該第二、該第三、以及該第四開關的導通和關閉的時間分別由一第一脈波、一第二脈波、一第三脈波、以及一第四脈波控制,該第一換流單元響應該第一直流電壓、該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波而產生一第一疏密方波;以及一隔離變壓器,響應該第一疏密方波而輸出該第一交流電壓,在一第一期間與一第二期間,該第一脈波為一第二疏密方波、該第四脈波為該第二疏密方波的互補疏密方波、該第三脈波為一第三疏密方波、以及該第二脈波為該第三疏密方波的互補疏密方波,該第一疏密方波的脈波寬度從零漸增至一第一特定脈波寬度再漸減至零,該第一交流電壓的電 壓值相對應地從零漸增到一相對最大值,然後再漸減到零,該第一、第二、第三、以及第四開關分別由該第一、第二、第三、以及第四脈波控制以使其間歇性地導通,以在該隔離變壓器的二次測在該第一期間產生一第一半波,在該第二期間產生一第二半波,該第一半波與該第二半波形成該第一交流電壓的全波,其中該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波用以控制該第一交流電壓的振幅與頻率,控制器藉由調整該第一疏密方波的脈波寬度以調整該第一交流電壓的振幅,藉由調整該第一疏密方波的脈波數量以調整該第一交流電壓的頻率;該待測電動裝置為一交流馬達;該第一、該第二、該第三、該第四開關為絕緣柵雙極電晶體;該量測裝置為一動力計,該動力計將該機械動能轉換成該第二交流電壓;該第二整流單元,響應該第二交流電壓而輸出一第二漣波電壓,該第二漣波電壓包括一第三子漣波電壓以及一第四子漣波電壓,該第二整流單元包括:一第二換流單元,包括一第三組開關以及一第四組開關,該第二組開關包括一第五開關與一第六開關,該第四組開關包含一第七開關與一第八開關,該第五、該第六、該第七、以及該第八開關的導通和關閉的時間分別由該第五脈波、該第六脈波、該第七脈波、以及該第八脈波控制,該第二換流單元響應該第二交流電壓、該第五脈波、該第六脈波、該第七脈波、以及該第八脈波而產生該第二漣波電壓,其中在一第三期間與一第四期間,該第五脈波為一第四疏密方波、該第八脈波為該第四疏密方波的互補疏密方波、該第七脈波為一第五疏密方波、以及該第六脈波為該第五書秘方波的互補疏密方波,該第四疏密方波的電壓與該第五疏密方波的電 壓之差值形成一第六疏密方波的電壓,該第六疏密方波的脈波寬度從零漸增至一第二特定脈波寬度後,再漸減至零,該第五、第六、第七、以及第八開關分別由該第五、第六、第七、第八脈波控制以使其間歇性地導通,以在該第三期間形成該第三子漣波電壓,在該第四期間形成該第四子漣波電壓。
- 一種測試一能量轉換裝置的系統,包含:一變頻電源裝置,響應一第一電力而輸出一第二電力,並具有一輸入端來接收相關於該第一電力的一第一電流;一能量轉換裝置,響應該第二電力而輸出一動能,將該動能轉換成一第三電力,並藉由該第三電力測量該動能;以及一交流轉交流轉換器,響應該第三電力而產生一第四電力,其中該第四電力與該第一電力進行混合以回收該第一電力,該交流轉交流轉換器輸出與該第四電力相關的一第二電流,該第二電流的相位與該第一電流的相位相同以進行兩者之振幅的相加,所述測試該能量轉換裝置的系統經過該變頻電源裝置、該能量轉換裝置、以及該交流轉交流轉換器來回收該第一電力來節省測試該能量轉換裝置的電力。
- 如申請專利範圍第9項所述的系統,其中:該第一電流為一參考交流電流,該第二電流為一回授交流電流;該能量轉換裝置包括:一待測電動裝置,響應該第二電力而產生該動能;以及一量測裝置,將該動能轉換成該第三電力,並藉由該第三電力測量該動能; 該待測電動裝置為一交流馬達;以及該量測裝置為一動力計,該動力計將該動能轉換成該第三電力。
- 一種測試一裝置的省電系統,該省電系統具有接收一第一電流的一輸入端,該省電系統包含:一電動裝置,響應一第一電力而輸出一動能,該第一電力與該第一電流相關;以及一交流轉交流轉換器,響應該動能而產生一第二電力,其中該第二電力與該第一電力進行混合以回收該第一電力,該交流轉交流轉換器輸出與該第二電力相關的一第二電流,該第二電流的相位與該第一電流的相位相同以進行兩者之振幅的相加,所述測試一裝置的省電系統經過該電動裝置、以及該交流轉交流轉換器來回收該第一電力來節省測試該裝置的電力。
- 如申請專利範圍第11項所述的省電系統,其中:該第一電流為一參考交流電流,該第二電流為一回授交流電流;該省電系統更包含一控制器,該控制器輸出一第一脈波、一第二脈波、一第三脈波、以及一第四脈波來控制該交流轉交流轉換器;該交流轉交流轉換器包含一量測裝置與一整流單元,該單整流單元包括一第一組開關以及一第二組開關,該第一組開關包括一第一開關與一第二開關,該第二組開關包含一第三開關與一第四開關,該第一、該第二、該第三、以及該第四開關的導通和關閉的時間分別由該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波控制,該量測裝置響應該動力而輸出一第三電力,該整流單元響應該第三電力的一交流電壓、該第一脈波、該第二脈波、該第三脈波、以及該第四脈波而產生一漣波電壓,其中在一第 一期間與一第二期間,該第一脈波為一第一疏密方波、該第四脈波為該第一疏密方波的互補疏密方波、該第三脈波為一第二疏密方波、以及該第二脈波為該第二疏密方波的互補疏密方波,該第三疏密方波的脈波寬度從一特定脈波寬度漸減至零再漸減至該特定脈波寬度,該第一、第二、第三、第四開關分別由該第一、第二、第三、第四脈波控制以使其間歇性地導通,以在該第一期間形成該第一子漣波電壓,在該第二期間形成該第二子漣波電壓。
- 一種用於一測試系統的省電方法,該測試系統包含一待測裝置、一轉換器、以及一控制器,該方法包含:提供一第一電力,以驅動該測試系統並供應測試該待測裝置所需之電力,其中該第一電力具有一第一電流;該轉換器響應該第一電力而產生一第二電力,其中該第二電力具有一第二電流;該控制器使該第一電流與該第二電流的相位相同,使得該第一電力與該第二電力混合;以及該測試系統經過該第一電流、以及該第二電流來回收該第一電力而節省所述測試該待測裝置所需之電力。
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