一种双馈电机测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种双馈电机测试系统及其测试方法，所述的系统包括发电机单元、电动机单元和系统启动单元，所述的发电机单元包括电机A和双馈变频器A，所述的电动机单元包括电机B和双馈变频器B，所述系统启动单元包括定子短接接触器A和定子短接接触器B；所述的电机A和电机B均为同规格型号的双馈电机、通过联轴器刚性连接。所述的方法包括定子短接转子变频运行模式和双馈运行模式。本实用新型专利技术将陪试电机的定子短接，转子通过双馈变频器控制，实现对拖系统的自启动。解决了由于双馈电机转子输出电压的限制、使双馈运行时调速范围窄导致无法启动的问题。本实用新型专利技术通过改变双馈电机控制方法实现系统的启动和低速运行，大大节约了测试成本。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电功率封闭式转矩测试系统，尤其是一种双馈电机测试系统。
技术介绍
电机是风电机组中最重要的设备之一，它不仅决定了整个机组的发电电能质量， 而且也影响风机的使用寿命。因此在风机总装前，必须要针对电机各项性能进行测试，其中包括负载测试、温升测试、变速恒频测试等。为了满足双馈电机的性能测试，就需要设计出一套可以模拟风能并针对双馈电机在不同转速下，对其施加不同转矩的测试平台。目前的测试方案是采用全功率变频调速系统进行测试，如图1所示，被试电机为双馈电机，通过双馈变频器控制被试电机的转子电流，使其工作在双馈发电工况下；陪试电机为异步鼠笼电机，通过全功率变频器驱动，使其工作在电动模式下。被试电机和陪试电机对轴连接，这种方案虽然结构简单、转速调节范围宽，但是存在如下问题陪试电机需要全功率变频器驱动，设备成本高；由于陪试电机为异步鼠笼电机，规格型号与被试电机不同， 在不换工装的前提下，每次只能测试一台双馈电机，测试工装复杂，影响测试效率。所谓双馈电机的拖动控制，是将双馈电机定子并网，即同电网相连，通过调节电机转子励磁实现电机定子和转子同时与电网交换电能，其耗电或馈电由转速决定大于同步转速时定子转子同时馈电；小于同步转速时定子馈电转子耗电。双馈电机的并网运行速度不能很低，这是因为当双馈电机在转速很低时滑差大，导致双馈电机转子电压很高，现有双馈变频器很难实现。中国专利ZL200610021181. 1公开了另外一种用于风力发电机组齿轮箱测试台的方法，该方法为了解决双馈电机低转速下运行的问题，除被试电机和陪试电机外，额外配置了一台启动电机来实现双馈电机对拖控制。这就使得整个系统配置繁冗，设备成本增加。因此研制一种造价低、使用方便、配置简洁的双馈电机测试系统是十分必要的。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题，本技术要设计一种造价低、使用方便、配置简洁的双馈电机测试系统。为了实现上述目的，本技术的技术方案如下一种双馈电机测试系统，包括发电机单元、电动机单元和系统启动单元，所述的发电机单元包括电机A和双馈变频器A，所述的电动机单元包括电机B和双馈变频器B，所述系统启动单元包括定子短接接触器A和定子短接接触器B ；所述的电机A和电机B均为同规格型号的双馈电机、通过联轴器刚性连接；所述的电机A依次与双馈变频器A、双馈变频器前端接触器A和双馈电机并网接触器A 串联构成环路，所述的定子短接接触器A连接在电机A与双馈电机并网接触器A之间的电缆上；所述的电机B依次与双馈变频器B、双馈变频器前端接触器B和双馈电机并网接触器 B串联构成环路，所述的定子短接接触器B连接在电机B与双馈电机并网接触器B之间的电3缆上；调压器分别与发电机单元和电动机单元连接。本技术所述的电动机单元和发电机单元组成对称的电功率封闭系统。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果1、本技术将陪试电机的定子短接，转子通过双馈变频器控制，实现对拖系统的自启动。解决了由于双馈电机转子输出电压的限制、使双馈运行时调速范围窄导致无法启动的问题。2、本技术通过调节双馈变频器A和双馈变频器B分别输出给电机A和电机B 转子的励磁电流，实现系统的速度和功率调节，完成电机负载测试。虽然电机在双馈运行过程中调速范围小，但是可以实现对风能的模拟，满足双馈电机负载测试的需求。3、与
技术介绍
中提到的用于风力发电机组齿轮箱测试台的方法相比，本技术无需额外启动电机，仅采用一台被试电机和一台陪试电机，通过改变双馈电机控制方法实现系统的启动和低速运行，大大节约了测试成本。4、由于本技术的陪试电机采用双馈变频器拖动，不需要采用全功率变频器， 节约了成本。5、本技术的被试侧和陪试侧均采用双馈电机，在不换工装的情况下可以实现被试电机和陪试电机的互换，提高测试效率。6、本技术不使用额外的拖动电机即可实现双馈对拖系统的启动和低速运行。附图说明本技术共有附图3张，其中图1是全功率变频系统的单线原理图。图2是本技术所采用的单线原理图。图3是本技术实施例中的电气配置简图。图中1、电机A，2、电机B，3、双馈变频器A，4、双馈变频器B，5、双馈变频器前端接触器A，6、双馈电机并网接触器A，7、定子短接接触器A，8、双馈变频器前端接触器B，9、双馈电机并网接触器B，10、定子短接接触器B。具体实施方式以下结合附图和一个实施例对本技术作进一步说明。如图2所示，一种双馈电机测试系统，包括发电机单元、电动机单元和系统启动单元，所述的发电机单元包括电机 Al和双馈变频器A3，所述的电动机单元包括电机B2和双馈变频器B4，所述系统启动单元包括定子短接接触器A7和定子短接接触器B10;所述的电机Al和电机B2均为同规格型号的双馈电机、通过联轴器刚性连接；所述的电机Al依次与双馈变频器A3、双馈变频器前端接触器A5和双馈电机并网接触器A6串联构成环路，所述的定子短接接触器A7连接在电机 Al与双馈电机并网接触器A6之间的电缆上；所述的电机B2依次与双馈变频器B4、双馈变频器前端接触器B8和双馈电机并网接触器B9串联构成环路，所述的定子短接接触器BlO 连接在电机B2与双馈电机并网接触器B9之间的电缆上；调压器分别与发电机单元和电动机单元连接。所述的电动机单元和发电机单元组成对称的电功率封闭系统。本技术的测试方法，包括以下步骤A、定子短接转子变频运行模式将定子短接接触器BlO接通，使电机B2的定子被短路，双馈变频器B4作为一台全功率变频器与电机B2的转子绕组相连，直接驱动电机B2 做异步运行，实现电机B2从静止到同步转速范围内的无级调速；启动过程中，双馈变频器 B4采用恒压频比控制，保证起动转矩并限制冲击电流，实现对拖系统的平滑启动；B、双馈运行模式当对拖系统到达并网速度后，将定子短接接触器BlO断开，双馈变频器A3控制电机Al的转子电流，双馈变频器B4控制电机B2的转子电流，使电机Al和电机B2的定子发出与电网同频、同压、同相位的电能，满足并网要求后，令双馈电机并网接触器A6和双馈电机并网接触器B9依次接通，使电机Al和电机B2工作在双馈运行模式下。本技术所述的并网速度一般为同步转速的70% 90%。如图3所示，电机Al作为被试电机作发电运行，电机B2作为陪试电机作电动运行。电机Al和电机B2容量为1520KW，定子额定电压为690V，定子额定电流为1060A，定子额定频率为50Hz，转子开路电压为2100V，转子工作频率为0 20Hz，电机同步转速为 1500RPM，额定转速为 1800RPM。在进行电机测试前，需要通过联轴器将电机Al和电机B2的电机输出轴对轴连接。 进行测试时，首先将QF接通，通过调压器将系统工作电压稳定在690V，将双馈变频器前端接触器A5、双馈变频器前端接触器B8和定子短接接触器BlO接通。此时陪试的电机B2定子绕组被短接，双馈变频器双馈变频器B4调节电机B2转子的输入电流，直接驱动电机B2 做异步变频运行采用恒压频比控制。当转速到达1300RPM并网速度时，将定子短接接触器 BlO断开，双馈变频器B4由转子变频模式切换至双馈运行模式。双馈变频器B4向电机B2 转子绕组通入励磁电流，并检测电机B2定子绕组的发电电能数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闻宇，张乐，王浩，
申请(专利权)人：大连华锐股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：