[发明专利]一种变流器全功率试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种变流器全功率试验装置，包括试验电路，所述试验电路包括依次连接的被试变流器、电抗器和陪试变流器，所述被试变流器的输入端和陪试变流器的输出端均与电网连接；所述陪试变流器用于输出可调节的输出频率和输出电压以调节被试变流器的输出频率与输出电压进行试验。本发明还公开了一种基于如上所述的变流器全功率试验装置的试验方法，通过调节陪试变流器的输出频率和输出电压以调节被试变流器的输出频率与输出电压进行试验。本发明的变流器全功率试验装置及试验方法均具有试验成本低、稳定性好、损耗小以及全频率点试验等优点。

技术领域

本发明主要涉及轨道交通技术领域，特指一种变流器全功率试验装置及方法。

背景技术

全功率试验是大功率变流器产品型式试验的必要项点，也是大功率变流器产品设计参数考核验证与产品质量提升的必要途径。现有变流器装置全功率试验方法主要有电抗器式无功负载方法、电阻式能耗负载方法、电机对拖能馈负载方法。其中电抗器式无功负载无法考核到移相变压器；电阻式能耗负载主要是负载能量以热能的方式消耗，不够经济，且对散热设备成本与场地等要求高；电机对拖能馈负载试验能力全面，是中小功率等级常用的试验方法，但随着变频器功率等级的增加，需要不断增加更大功率等级的电机与能馈变频器，投资成本高，占地面积大，不适应用产业在大功率方向的长远发展；直接回馈输入电网方法有效解决了电网容量不足、试验投资成本高、试验损耗大等问题，但存在变流器直流电压输出能力不足、变流器试验输出频率固定的问题。现就各种功率试验方法具体介绍如下：

(1)电抗器式无功负载方法

由于该方法装置主要输出无功率电流，所以只能考核变流器输出功率元件，对有输入元件、输入变压器等无法考核，同时由于输入无功，无法对装置进行模拟负载情况下的输出功率因数调节考核。

(2)电阻式能耗负载方法

该方法能对被试变流器进行全面考核，但功率损耗非常大，所有负载全部以热能消耗，试验成本高，且散热量极大，散热设备与场地等要求高。

(3)电机对拖负载方法

该方法中被试变频器的负载是通过电机对拖的方式由能馈变频器加载，并且由能馈变频器将负载能量回馈电网。该方法试验能力全面，但随着变频器功率等级的不断增加，要不断增加更大功率等级的电机与能馈变频器，投资成本高，占地面积大。

(4)直接回馈输入电网方法

专利：CN200910011321.0《一种微功耗的变流器全负载变流试验方法》提出一种试验方法，该方法变流器输出通过电抗器直接接入变频器的输入端电网，控制变频器输出功率直接回馈到输入端电网，前级电网只提供试验损耗，如图4所示，此方案有效解决了电网容量不足、试验投资成本高、试验损耗大等问题。但是存在以下问题：

1、由于变流器的本身设计特点、成本等因素，变频器直流侧电压往往不会有太多余量，导致变频器特别是满功率情况下不足以输出比输入电网更高的电压，即使其输出电压能勉强达到输入电压的大小，但由于没有更多的余量无法适应试验时变频器抗电网的冲击等，无法试验过程的稳定性。

2、由于电网频率固定，所有试验全程变流器输出频率也只能固定为电网频率，无法实现变频器装置各频率点的全负载试验。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、试验过程稳定、实现全频率点的全负载试验的变流器全功率试验装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种变流器全功率试验装置，包括试验电路，所述试验电路包括依次连接的被试变流器、电抗器和陪试变流器，所述被试变流器的输入端和陪试变流器的输出端均与电网连接；所述陪试变流器用于输出可调节的输出频率和输出电压以调节被试变流器的输出频率与输出电压进行试验。