一种变频器的测试系统及其方法与流程

本发明涉及变频器技术领域，特别是涉及一种变频器的测试系统及其方法。

背景技术：

在低压变频器的应用领域，低压变频器的型式试验和例行试验多以单项和逐项进行为主，试验者需要在每项试验环节依次准备好相应的检测设备，并根据所测量的指标相应地连接线路，整个低压变频器试验过程的工作较为繁琐和冗长，没有相对完善的一体化集成试验系统，试验者的工作量较大，费时费力。

针对试验环节存在的这种不足，实现变频器各试验环节集成化已迫在眉睫。低压变频器测试系统用于满足1140V及以下电压等级(即三相1140V、三相690V、三相660V、三相500V、三相380V、三相220V、单相220V、单相110V)，同时适用变频器种类包括异步电机、同步电机和永磁电机三种电机用变频器试验需求，基本已经含盖了市场上常规变频器的所有种类。设计一种变频器的集成化测试系统，把同类工况下不同试验项目参数统一测量，进行远程控制，能够有效减少试验步骤和操作者的工作量，为整个试验过程提供便利。

所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种变频器的测试系统及其方法，具有集成化和一体化的特性，减少了原本逐项进行试验时环境和人工带来的影响和误差，增加了试验的可靠性。

其解决的技术方案是，一种变频器的测试系统，包括单相变压器、马达开关、断路器、陪试电机、回馈电机、励磁装置、陪试变频器、电网模拟器、磁式重载编码器、NJ型扭矩传感器、控制系统、测量系统、保护系统，所述单相变压器把单相220V交流电转变成单相110V交流电的交流变压装置；

所述马达开关控制电机的通、断电及陪试电机和回馈电机保护，本测试系统用了2n个马达开关，分别为马达开关11、马达开关12直到马达开关n1和马达开关n2，n为1-80内的自然数；

所述断路器控制供电线路和回馈线路的通、断，本测试系统用了4个断路器，分别为断路器1、断路器2和断路器3以及断路器4；

所述陪试电机也即是电动机，充当被试变频器的负载，建立变频器带载正常及故障工况的运行环境，本测试系统用了n个陪试电机，为陪试电机1直到陪试电机n，n为1-80内的自然数；

所述回馈电机也即是发电机，为陪试电机的对托电机，把机械能转化为电能，本测试系统用了n个回馈电机，为回馈电机1直到回馈电机n，n为1-80内的自然数；

所述励磁装置为发电机转子提供励磁电源；

所述陪试变频器主要用于对回馈电机电能的回馈，即把回馈电机产生的交流电转化为直流电回馈到直流母线；

所述电网模拟器提供0～1140V可调连续交流电压，并能模拟电网常见各种工况；

所述磁式重载编码器采用磁阻传感器，编码器用在电机的轴端采集旋转了多少角度，通过转子在编码器内部扫过了多少个暗刻线来输出多少个脉冲信号；

所述NJ型扭矩传感器也即是转矩转速传感器，可通过弹性轴、两组磁电信号发生器，用于采集精确的转矩、转速及功率值；

所述控制系统主要实现试验系统的二次控制功能和通讯；

所述测量系统主要实现试验数据采集、处理和通讯；

所述保护系统主要实现电机的保护功能和通讯。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；

1，本发明每一路供电线路和电机负载线路均经过开关器件控制通断，电动机不同的使用电压，可以由断路器进行切换。在检测多个电压规格的变频器时，对于不同的电机负载，试验时通过马达开关的切换便可以实现，便于试验人员的操作，避免重复试验。

2，本发明采用远程人工控制，各试验功能模块和指标数据均能得到实时反馈和控制，在进行某一项试验的时候，可以同时得到其余的部分试验所需的试验参数，相应的试验可以同时完成并记录数据，相比于原来的逐项试验，多项试验的测试可以同步完成，减少了人工重复，提高工作效率。

3，本发明具有集成化和一体化的特点，减少了原本逐项进行试验时环境和人工带来的影响和误差，增加了试验的可靠性；当出现由于操作失误或者环境因素影响试验结果时，可以通过实时数据反馈及时判断，提高了试验容错率。

附图说明

图1为本发明一种变频器的测试系统及其方法的示意图。

图2为本发明一种变频器的测试系统及其方法的控制流程图。

图3为本发明一种变频器的测试系统及其方法的结构图。

图4为本发明一种变频器的测试系统及其方法的控制系统原理图。

图5为本发明一种变频器的测试系统及其方法的保护系统原理图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图5对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

实施例一，一种变频器的测试系统，包括单相变压器、马达开关、断路器、陪试电机、回馈电机、励磁装置、陪试变频器、电网模拟器、磁式重载编码器、 NJ型扭矩传感器、控制系统、测量系统、保护系统，所述单相变压器把单相220V 交流电转变成单相110V交流电的交流变压装置；

所述马达开关控制电机的通、断电及陪试电机和回馈电机保护，本测试系统用了2n个马达开关，分别为马达开关11、马达开关12直到马达开关n1和马达开关n2，n为1-80内的自然数；

所述断路器控制供电线路和回馈线路的通、断，本测试系统用了4个断路器，分别为断路器1、断路器2和断路器3以及断路器4；

所述陪试电机也即是电动机，充当被试变频器的负载，建立变频器带载正常及故障工况的运行环境，本测试系统用了n个陪试电机，为陪试电机1直到陪试电机n，n为1-80内的自然数；

所述回馈电机也即是发电机，为陪试电机的对托电机，把机械能转化为电能，本测试系统用了n个回馈电机，为回馈电机1直到回馈电机n，n为1-80内的自然数；

所述励磁装置为发电机转子提供励磁电源；

所述陪试变频器主要用于对回馈电机电能的回馈，即把回馈电机产生的交流电转化为直流电回馈到直流母线；

所述电网模拟器提供0～1140V可调连续交流电压，并能模拟电网常见各种工况；

所述磁式重载编码器采用磁阻传感器，编码器用在电机的轴端采集旋转了多少角度，通过转子在编码器内部扫过了多少个暗刻线来输出多少个脉冲信号；

所述NJ型扭矩传感器也即是转矩转速传感器，可通过弹性轴、两组磁电信号发生器，用于采集精确的转矩、转速及功率值；

所述控制系统主要实现试验系统的二次控制功能和通讯；

所述测量系统主要实现试验数据采集、处理和通讯；

所述保护系统主要实现电机的保护功能和通讯。

实施例二，在实施例一的基础上，该测试系统中可调三相0～1140V母线为不同电压等级的三相被试变频器供电；单相220V电源母线为220V单相被试变频器直接供电，单相220V电源母线经单相变压器降压后为110V单相被试变频器供电；每一路供电线路和陪试电机、回馈电机的负载线路均由断路器控制其通断，选用指定的电压等级电源后，通过被试变频器驱动陪试电动机，陪试电机带动回馈发电机转子轴转动，使回馈电机定子侧产生电能经回馈变频器转变成直流电后，反馈至直流回馈公共母线内；所述测量系统内包括高精度功率分析仪、波形记录仪、接地电阻测量仪和全数显耐压测试仪；所述高精度功率分析仪也即是配置高精度电流传感器，可测量变频器的输入和输出，具有马达分析功能，对应变频器的干扰测量；所述波形记录仪也即是录波仪，可以同时测量电压、电流、应变、加速度多种信号；所述接地电阻测量仪对设备接地电阻的测量；所述全数显耐压测试仪用于直流耐压及绝缘电阻测试。

实施例三，一种变频器的测试方法，使用实施例一的测试系统，其具体测试方法如下；

S1，用户通过选择账号、输入密码的方式，登录系统平台；

S2，通过控制系统也即是试验系统对该系统的电压、电流、容量进行参数设定；

S3，选择试验类型、项目；

S4，选择试验控制方式，是手动还是自动；

S5，试验人员参与，负责手动操作步骤，比如接线、装被测变频器；

S6，产品开始根据S4步骤的试验步骤进行试验；

S7，选择试验报告输出形式，另存或打印；

S8，是否继续相同产品试验，否，退出试验，是，进入S9步骤；

S9，是否继续相同试验，是，回到步骤S4，否，回到步骤S2。

本发明具体使用时，一种变频器的测试系统，包括单相变压器、马达开关、断路器、陪试电机、回馈电机、励磁装置、陪试变频器、电网模拟器、磁式重载编码器、NJ型扭矩传感器、控制系统、测量系统、保护系统，该测试系统中可调三相0～1140V母线为不同电压等级的三相被试变频器供电；单相220V电源母线为220V单相被试变频器直接供电，单相220V电源母线经单相变压器降压后为110V单相被试变频器供电；每一路供电线路和陪试电机、回馈电机的负载线路均由断路器控制其通断，选用指定的电压等级电源后，通过被试变频器驱动陪试电动机，陪试电机带动回馈发电机转子轴转动，使回馈电机定子侧产生电能经回馈变频器转变成直流电后，反馈至直流回馈公共母线内；所述测量系统内包括高精度功率分析仪、波形记录仪、接地电阻测量仪和全数显耐压测试仪；所述高精度功率分析仪也即是配置高精度电流传感器，可测量变频器的输入和输出，具有马达分析功能，对应变频器的干扰测量；所述波形记录仪也即是录波仪，可以同时测量电压、电流、应变、加速度多种信号；所述接地电阻测量仪对设备接地电阻的测量；所述全数显耐压测试仪用于直流耐压及绝缘电阻测试；控制系统主要包括运行人员工作站、I/O接口单元、功能模块。上位工控机系统为试验系统的硬件平台，通过试验控制程序实现对试验系统的控制，控制屏柜主要完成控制数据的处理，实现相应的试验系统控制功能；功能模块主要包括通讯模块和接口单元，用于实现控制系统与试验主设备之间的通讯，通讯模块包括Modbus-RTU协议、Modbus-RTU协议、PROFIBUS-DP协议和PROFIBUS-DP 协议以及Modbus协议；人工通过软件操作界面控制输入、输出开关柜器件的通断和试验项目的切换；测量系统主要包括各种测量仪器仪表、隔离/转换单元、输入输出模块；主要为利用各种测量仪器仪表及功能模块，测控系统实时测量各试验系统运行参数，并通过与控制系统、保护系统之间的通讯；被试变频器运行测试期间输入测量箱(内含测量装置)、输出测量箱(内含测量装置)、转矩转速传感器及电机部分测量器件等的反馈信号为实时数据记录；控制及保护系统将测得的实时记录数据，经相关参量的计算后判断该试验项目是否合格；保护系统主要为电机的保护系统，包括各类保护单元模块，即过流保护、过压保护、短路保护、过温保护、超速保护、缺相保护及三相不平衡保护；该测试系统中涉及到的温度采用的是带红外测温功能风速仪，具有内置红外非接触式测温功能,同时显示空气流量、空气流速和周边温度。

以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。