[发明专利]变频器老化测试用回馈式交流电子负载

说明书

技术领域

    本发明涉及节能型交流电源装置负载测试设备，尤其是涉及一种节能型变频器负载测试设备。

背景技术

变频器是一种应用变频技术和微电子技术来改变电机工作电源的频率来控制交流电机的电力控制设备。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了越来越广泛的应用，与此同时，对变频器的性能要求也越来越高。对变频器的性能进行保障的重要方式之一就是在其设计开发和出厂时的两个阶段都进行严格的测试，如散热器温升测试、负载老化试验和输出短路保护测试等。

当前变频器测试主要有两种：

其一，电动机与直流发电机对拖平台。被测变频器驱动相应功率的电动机拖动直流发电机运转进行发电，通过电阻把发出来的电转化为热能消耗掉；

其二，两台电动机对拖平台。被测变频器驱动相应功率的电动机与另外一台负载变频器拖动的电动机进行同轴对拖，负载变频器运行在转矩模式下给被测变频器增加负载，从而达到测试要求。

以上两种方式不仅设备体积大，产生的噪声在，而且负载调节能力差，能量消耗大。

另经检索发现，中国专利申请号为201420073126.7，名称为“一种节能型变频器负载测试设备”的专利，该专利公开的方案所述的节能型变频器负载测试设备由被测变频器、负载设备、和装置变频器组成，系统结构采用电能回馈式设计，负载电机同方向运行转差，带动发电，输出电机的能量被重新利用。该专利公开的方案的缺点在于负载设备为两个三相交流异步电动机，不能完全模拟负载特性，不能连续调节负载大小，而且电能回馈效率低。

能量回馈型交流电子负载能够模拟各种负载特性，使设备测试更方便全面，同时因其还提供实时在线监控和有效信息的存储，故而还可以实现无人值守，减少人力成本；再结合逆变技术，可以将从变频器测试中吸收的电能无污染的回馈电网，实现了能量的循环利用。由此可见，能量回馈型交流电子负载能够满足变频器老化测试的自动化和节约能源的要求，具有较高的社会经济效益和广阔的市场应用前景。

经对现有的技术文献的检索发现，“大功率交流电子负载的研究”（潘诗锋，赵剑锋，王浔. 大功率交流电子负载的研究[J].电力电子技术.2006.12(4).97-100）研究了一种基于AC-DC-AC变换结构的交流电子负载，其主电路结构两端各引入了一个滤波电容，以滤除输入、输出电流的高次谐波。但LC滤波器本身存在谐振问题，一旦这种滤波器设计及控制策略不合适，就会破坏系统的稳定性，同时滤波电容也会引起无功电流而导致电流控制算法复杂；而且采用滞环PWM电流控制，将导致开关频率随电流变化率变化而波动，滤波电感的设计难度就会大大增加。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题而提出变频器老化测试用回馈式交流电子负载；该变频器老化测试用回馈式交流电子负载既能实现对真实负载特性的模拟，又能将待测设备吸引的能量无污染地回馈到电网。

本发明的技术方案如下：

本发明为变频器老化测试用回馈式交流电子负载，包括被测设备。本发明还包括第一整流IPM模块、第二整流IPM模块和DSP处理器；

所述第一整流IPM模块，用于模拟负载特性，包括交流端口、直流端口和控制端口；第一整流IPM模块的交流端口与被测设备电连接；

所述第二整流IPM模块，用于将被测设备吸收的电能无污染地回馈回电网，包括交流端口、直流端口和控制端口；第二整流IPM模块的直流端口与第一整流IPM模块的直流端口电连接，第二整流IPM模块的交流端口连有一电网电源；

所述DSP处理器包括用于产生PWM信号的EVA输出端口和用于产生PWM信号的EVB输出端口；DSP处理器的EVA输出端口与第一整流IPM模块的控制端口通信连接，DSP处理器的EVB输出端口与第二整流IPM模块的控制端口通信连接。

较优地，所述DSP处理器的芯片型号为TMS320F2812。

较优地，本发明还包括用于检测第一整流IPM模块的交流端口处电压的频率和相位的第一侧相位检测模块，本发明还包括用于检测电网电源处电压的频率和相位的第二侧相位检测模块；所述DSP处理器还包括第一I/O端口和第二I/O端口；所述第一侧相位检测模块将检测到的信号传给DSP处理器的第一I/O端口；所述第二侧相位检测模块将检测到的信号传给DSP处理器的第二I/O端口。