CN202166728U - 发电机测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种发电机测试系统，包括：控制单元，检测单元，被试电机，直流电机和直流电机驱动单元，其特征在于：还包括负载电机，其中被试电机、负载电机和直流电机同轴连接；被试电机的输出与负载电机的输入连接以对负载电机提供电能输入；直流电机驱动单元与直流电机连接，用于驱动该直流电机；检测单元与被试电机连接，用于检测被试电机的参数；控制单元用于向直流电机驱动单元发送控制信号，以控制直流电机的运转。该测试系统采用功率回馈法，将被试发电机在测试过程中产生的电能输送至作为该被试发电机的负载的电动机，更加环保，而且简化了系统组成，从而也降低了故障率，提高了测试准确性；降低了测试成本，增强企业竞争力。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电机测试系统，特别是采用功率回馈法的发电机测试系统，其中，无需采用单独的电阻或电抗负载。
背景技术
各种发电机在出厂前均需要经过严格的检查和测试，以确保其符合各种标准，例如GB 755-2000旋转电机基本技术要求(对应IEC 60092船用电机)、GB/T1029-2005三相同步电机试验方法(对应IEC 60034，TOCT 11828等国外标准)和GB/T 1029-91船用发电机通用技术条件，等等。而且，由于一些发电机的独特性，例如风力发电机、船用发电机等，它们在投入运行后，一旦由于潜在的问题而导致无法工作，则维护非常困难，因此，发电机的出厂测试尤为重要。
因此，实际中存在大量的发电机产品测试。而且，随着应用的不断推进，也出现功率越来越大的发电机。在现有技术中，对大功率发电机的测试并不容易，需要采用相当大型的设备来驱动被试发电机，这增加了测试的难度。传统的方法是用一台足够大功率的原动机驱动被试发电机发电，发出的电能通过使作为负载的电阻丝等发热体发热，以热能的形式散失掉，整个过程中消耗了大量的能源(如：燃油、电能等)，输出的电能也被浪费了，不利于节能环保，也增加了企业的生产成本。而且，被试发电机需要连接单独的负载，在设备连接上也较复杂。
实用新型内容
针对现有技术中存在的以上技术问题，本实用新型提出了一种发电机测试系统，该系统采用功率回馈法，将被试发电机在测试过程中产生的电能输送至作为该被试发电机的负载的电动机，而且该电动机能够带动被试发电机，从而充分利用被试发电机产生的电能，更加环保；而且避免采用单独的负载作为被试电动机的负载，简化了系统组成，从而也降低了故障率，提高了测试准确性；提高了工作效率，并且操作简单可靠；降低了测试成本，增强企业竞争力。
为实现以上目的，本实用新型的技术方案如下。
一种发电机测试系统，包括：控制单元，检测单元，被试电机，直流电机和直流电机驱动单元，还包括负载电机，其中被试电机、负载电机和直流电机同轴连接；被试电机的输出与负载电机的输入连接以对负载电机提供电能输入；直流电机驱动单元与直流电机连接，用于驱动该直流电机；检测单元与被试电机连接，用于检测被试电机的参数；控制单元用于向直流电机驱动单元发送控制信号，以控制直流电机的运转。
优选地，所述负载电机还用于为被试电机提供励磁电流，控制单元还用于控制该励磁电流的大小。
优选地，控制单元接收检测单元检测到的参数，根据该参数调整控制操作。
优选地，该发电机测试系统还包括升降台，用于根据被试电机的高度来调节测试系统测试台的高度，而且该测试台也可以进行左右前后平移，从而使被试电机顺利与负载电机连接。
优选地，所述被试电机为1500KW同步发电机。
优选地，该发电机测试系统还包括输出设备，用于输出检测单元检测到的参数。
因此，在上述结构中，采用两电机直接反馈法回收功率，所用的电气设备较少，也较容易实现，耗资较少，设备的通用性强，通过控制单元对负载电机和直流电机进行调节和测试，实现方便。
附图说明
下面根据实施例和附图对本实用新型中公开的技术方案进行详细说明。
图1是本实用新型中的发电机测试系统的示意图。
具体实施方式
下面参照附图，结合本实用新型的具体实施例，对本实用新型中提出的发电机测试系统进行具体描述。该实施例仅用于便于说明本实用新型的技术方案，但其中作为例子给出的具体细节并非用于限制本实用新型的技术方案，相反，本领域技术人员能够根据本实用新型公开的内容，采用不同的变型来实现。
如图1所示，本实用新型中提出的发电机测试系统主要包括：控制单元，检测单元，被试电机，负载电机，直流电机和直流电机驱动单元；其中，被试电机、负载电机和直流电机同轴连接；被试电机的输出与负载电机的输入连接以为负载电机提供电能输入；直流电机驱动单元与直流电机连接，用于驱动该直流电机；检测单元与被试电机连接，用于检测被试电机的参数；控制单元用于向直流电机驱动单元发送控制信号，以控制直流电机的运转(例如转速、运转时间等等)。
优选地，负载电机还用于为被试电机提供励磁电流，控制单元还用于控制该励磁电流的大小。
优选地，控制单元接收检测单元检测到的参数，根据该参数调整控制操作。
在上述结构中，采用两电机直接反馈法回收功率，所用的电气设备较少，也较容易实现，耗资较少，设备的通用性强，通过控制单元对负载电机和直流电机进行调节和测试，实现方便。
具体而言，在测试开始时，控制单元控制直流电机驱动单元，驱动直流电机，拖动被试电机和负载电机运转。该直流电机的转速可由直流电机驱动单元控制，例如通过调节该直流电机的电枢电流来控制直流电机的转速，当然，也可通过现有技术中的其它方式来调节直流电机的转速。因此，该直流电机用作调速系统，调速范围宽，可用于调整被试电机和负载电机的转速。而且在直流电机调速装置中可配备滤波装置，噪音小，有良好的节能效果。之后，由于被试电机作为发电机运转而产生电能，所产生的电能又反馈给负载电机，驱动负载电机作为电动机运转。所以，在该测试系统正常运转时，直流电机只需补偿测试系统的机械损耗，大大降低了发电机测试所需的能耗。
在一优选实施例中，负载电机驱动一励磁机或者配有励磁绕组，从而产生励磁电流，通过该励磁电流控制被试电机的输出功率。而控制单元能够通过已知方法控制该励磁电流，进而控制被试电机的输出功率。例如，同步电机作为发电机运行时，有一个超前的功角，而作为电动机运行时，有一个滞后的功角。如果在被试电机与负载电机用刚性联轴器连接时，使他们的转子之间成某一角度，则被试电机作为发电机运行而负载电机作为电动机运行，此时，两电机功角之和等于耦合角。调节这两个电机的激磁或耦合角度都可以改变两电机的负载。
因此，本实用新型中提供的发电机测试系统具有很大的灵活性，能够根据需要调整直流电机的转速，调整被试电机的输出功率，调整负载电机的负载大小，因此，能够实现已知的各种参数测试，包括：发电机的相电压、线电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、励磁电压，励磁电流等基本参数。能够进行各种所需检测项目或实验项目，包括：1)电压调节器调整；2)温升试验；3)励磁温升试验；4)稳态调压率；5)瞬态调压率；6)热态过电流测试；7)短时升高电压测试；8)过载试验；9)超速试验；10)相序检查；11)电压平衡度检查；12)电流平衡度检查；13)剩磁电压；14)电压过载试验；15)波形畸变率。
关于该发电机测试系统的负载电机调节，可采用蜗轮蜗杆调节负载电机的定子电角度，实现对负载电机的负载电流和/或功率因数的调节。
本发电机性能测试系统可用于各种三相交流发电机的电力特性的测试。其中的控制单元能够结合多功能高速数据采集系统为用户提供快速，准确，可靠的测量结果，可满足发电机型式试验和出厂试验的要求。
此外，发电机测试系统还设有数据处理单元，其与所述控制单元连接，接收控制单元的数据，并对数据进行各种分析和处理，得到用户希望的数据，并以用户希望的形式呈现和储存数据。生成的测试报告可以在测试系统中自动存储，也可以通过网络在远程节点中存储的处理。
借助于该数据处理单元，本发电机测试系统可例如实现以下功能：
a)实时的数据采集，分析，数据显示；
b)用户可选择自动或手动的测试方式；
c)实时的检测画面为用户提供机组当前的运行状态；
d)能存储试验过程的所有发电机数据、报表、波形曲线，测试结束能直接生成报表格式，能直接拷贝与备份；
e)具有强大的数据处理功能，对瞬态试验中电压和频率的变化能进行快速而准确地测量，扫描时间可达10μs；
f)强大的谐波分析功能，最高阶数可根据用户需求设置，标准配置为50次，可提供波形畸变率(THD)，电话谐波因数(THF)，频谱分析等测量结果；
g)强大的数据库管理功能，能按机型机号、年月日、时间、试验编号(16位)等信息进行以往测试结果的搜索及相关测试报表的打印；
h)可显示、打印以下测试报告：
(1)电压整定试验报表；
(4)稳态试验报表；
(4)瞬态试验报表；
(5)连续运行试验报表；
(6)空载特性试验报告；
(7)谐波分析报表；
(8)电压调制试验报告；
(9)出厂试验报告；
(10)试验总报表；
i)可显示或打印以下图形
(1)瞬态电压试验加减载三次曲线；
(2)瞬态频率试验加减载三次曲线；
(3)相、线电压正弦波形频谱分析曲线；
(4)实时显示三相电压、电流波形；
(5)稳态试验曲线；
(6)短路特性曲线；
(7)空载特性曲线；
本实用新型中的发电机测试系统还可以连接外设以扩展功能，例如，该测试系统可连接打印机等输出设备，可连接附加的外设仪表进行数据显示，而且可根据用户需求提供相关的操作界面。
该发电机测试系统还包括升降台，用于根据被试电机的高度来调节测试台的高度，而且该测试台也可以进行左右前后平移，从而使被试电机顺利与负载电机连接。
在上述说明中，被试电机例如为1500KW发电机。被试电机、负载电机和直流电机之间的连接通过联轴器实现。本实用新型中提出的发电机测试系统也可用于不同功率的发电机测试，例如100KW-3000KW的被试发电机，范围为220V/50Hz-1000V/60Hz。
在本发电机测试系统中，被试发电机可具有不同的参数指标。例如，被试发电机的额定频率可为50Hz，额定电压可为三相100-400V，额定功率可为100-1500KW。用户可根据需要，任意调节被试电机的功率，以及测试时间。
例如，本发电机测试系统测试的参数和精度例如包括：1)交流电压，测量范围为三相0-500V，测试精度为±0.5％；2)交流电流，测试精度为±0.5％；3)有功功率，测试精度为±1％；4)功率因数，测量范围为0.4～1.0，测试精度为±0.01；5)频率，测量范围为0-100Hz，测试精度为±0.05％；6)温度，测量范围为0-200℃，测试精度为±1％。
本实用新型中的发电机测试系统能够依照预定的测试程序自动控制测试过程，或者，也可通过手工方式控制测试过程，进行各种参数的调整。
Claims (6)
1.一种发电机测试系统，包括：控制单元，检测单元，被试电机，直流电机和直流电机驱动单元，其特征在于：还包括负载电机，其中被试电机、负载电机和直流电机同轴连接；被试电机的输出与负载电机的输入连接以对负载电机提供电能输入；直流电机驱动单元与直流电机连接，用于驱动该直流电机；检测单元与被试电机连接，用于检测被试电机的参数；控制单元用于向直流电机驱动单元发送控制信号，以控制直流电机的运转。
2.根据权利要求1所述的发电机测试系统，其特征在于，所述负载电机还用于为被试电机提供励磁电流，控制单元还用于控制该励磁电流的大小。
3.根据权利要求1或2所述的发电机测试系统，其特征在于，控制单元接收检测单元检测到的参数，根据该参数调整控制操作。
4.根据权利要求1或2所述的发电机测试系统，其特征在于还包括升降台，用于根据被试电机的高度来调节测试系统测试台的高度，而且该测试台也可以进行左右前后平移，从而使被试电机顺利与负载电机连接。
5.根据权利要求1或2所述的发电机测试系统，其特征在于，所述被试电机为1500KW同步发电机。
6.根据权利要求1或2所述的发电机测试系统，其特征在于，还包括输出设备，用于输出检测单元检测到的参数。
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