*CN103344915A*
(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 103344915 A(43)申请公布日 2013.10.09
(12)发明专利申请
(21)申请号 201310261489.3(22)申请日 2013.06.27
(71)申请人深圳市汇川技术股份有限公司
地址518101 广东省深圳市宝安区宝城70
区留仙二路鸿威工业区E栋申请人苏州汇川技术有限公司
苏州默纳克控制技术有限公司(72)发明人林喜波 林建洪
(74)专利代理机构深圳市顺天达专利商标代理
有限公司 44217
代理人陆军(51)Int.Cl.
G01R 31/34(2006.01)G01K 13/00(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图2页权利要求书1页 说明书4页 附图2页
(54)发明名称
同步电机温升测试系统及方法(57)摘要
本发明提供了一种同步电机温升测试系统，包括温升显示单元、与同步电机刚性连接的异步电机、第一变频器及第二变频器；所述第一变频器包括电流检测单元、启动控制单元和降压控制单元；所述第二变频器包括运转控制单元。本发明还提供一种对应的方法及通过控制单元控制两个变频器实现温升测试的系统。本发明使用VF分离控制同步电机，可以避免设备容量的不匹配而造成矢量控制加载失败、无法进行温升测试，同时降低试验成本，提高试验效率。
CN 103344915 ACN 103344915 A
权 利 要 求 书
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1.一种同步电机温升测试系统，其特征在于：包括温升显示单元、与同步电机刚性连接的异步电机、第一变频器及第二变频器；所述第一变频器包括电流检测单元、启动控制单元和降压控制单元；所述第二变频器包括运转控制单元；所述电流检测单元，用于检测第一变频器输出电流；所述启动控制单元，用于通过VF分离控制模式使同步电机运行到额定频率和额定电压；所述运转控制单元，用于通过矢量控制模式使异步电机运行到额定频率；所述降压控制单元，用于逐步降低第一变频器的输出电压；所述温升显示单元，用于在第一变频器输出电流达到同步电机额定电流时，显示同步电机的额定温升。
2.一种同步电机温升测试系统，所述同步电机由第一变频器驱动并与由第二变频器驱动的异步电机刚性连接，其特征在于：包括控制单元且该控制单元包括电机启动子单元、降压控制子单元、电流检测子单元及温升显示子单元，其中：所述电流检测子单元，用于检测第一变频器输出电流；所述电机启动子单元，用于通过VF分离控制模式使同步电机运行到额定频率和额定电压，然后通过矢量控制模式使异步电机运行到额定频率；所述降压控制子单元，用于在所述异步电机运行到额定频率时逐步降低第一变频器的输出电压；所述温升显示单元，用于在第一变频器输出电流达到同步电机额定电流时，显示同步电机的额定温升。
3.根据权利要求2所述的同步电机温升测试系统，其特征在于：所述控制单元还包括停机控制子单元，用于在停机时先使第一变频器停止输出，然后使第二变频器停止输出。
4.根据权利要求2或3所述的同步电机温升测试系统，其特征在于：所述控制单元为DSP或ARM的控制器。
5.根据权利要求2所述的同步电机温升测试系统，其特征在于：所述降压控制子单元在降低第一变频器的输出电压到同步电机的反电动势后逐步降低第一变频器的输出电压，并使电流检测子单元开始检测第一变频器的输出电流。
6.一种同步电机温升测试方法，所述同步电机由第一变频器驱动并与由第二变频器驱动的异步电机刚性连接，其特征在于：包括以下步骤：
（a）第一变频器通过VF分离控制模式使同步电机运行到额定频率和额定电压；（b）第二变频器通过矢量控制模式使异步电机运行到额定频率；（c）所述第一变频器逐步降低输出电压，并将该第一变频器的输出电流达到同步电机的额定电流时的温升显示为同步电机额定温升。
7.根据权利要求6所述的同步电机温升测试方法，其特征在于：所述步骤（c）之后包括：第一变频器停止输出，然后第二变频器停止输出。
8.根据权利要求6所述的同步电机温升测试方法，其特征在于：所述步骤（c）包括：（c1）所述第一变频器降低输出电压到同步电机的反电动势；（c2）所述第一变频器逐步降低输出电压并持续检测第一变频器的输出电流；（c3）在所述第一变频器的输出电流达到同步电机的额定电流时，检测同步电机的定子绕组、铁心及转自绕组的温升并将该温升作为同步电机额定温升显示。
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说 明 书
同步电机温升测试系统及方法
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技术领域
[0001]
本发明涉及同步电机测试领域，更具体地说，涉及一种同步电机温升测试系统及
方法。背景技术
在对电机进行温升测试时，通常采用直接负载法温升实验，其以一对刚性连接的
机组来做对拖实验，其中一个电机作为被测电机，另一个作为陪测电机来实现负载加载。[0003] 如图1所示，当被测电机为同步电机11、陪测电机为异步电机12时，在测试同步电机额定负载情况下的性能时，通常第二变频器14采用矢量控制模式来控制异步电机12运行，以实现负载加载，而同步电机11则通过第一变频器13采用矢量控制模式使其频率达到额定频率。
[0004] 上述在试验开始时，先通过第一变频器13将被测的同步电机11拖动至额定转速，然后通过第二变频器14调节其负载，即异步电机12，使被测的同步电机11的电流达到额定电流，此时即可得到被测的同步电机11的额定温升结果，从而实现直接负载温升实验。[0005] 然而，受设备容量的限制，当第一变频器13的容量和同步电机11的容量相差比较大，即第一变频器13的容量远大于被测的同步电机11的容量时，同步机采用矢量控制中，采样得到三相电流由于精度不够，从而造成直接负载法温升试验失败。
[0002]
发明内容
[0006] 本发明要解决的技术问题在于，针对上述温升实验在变频器容量和同步电机容量相差较大时无法操作的问题，提供一种基于VF分离控制的同步电机温升测试系统及方法。[0007] 本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种同步电机温升测试系统，包括温升显示单元、与同步电机刚性连接的异步电机、第一变频器及第二变频器；所述第一变频器包括电流检测单元、启动控制单元和降压控制单元；所述第二变频器包括运转控制单元；所述电流检测单元，用于检测第一变频器输出电流；所述启动控制单元，用于通过VF分离控制模式使同步电机运行到额定频率和额定电压；所述运转控制单元，用于通过矢量控制模式使异步电机运行到额定频率；所述降压控制单元，用于逐步降低第一变频器的输出电压；所述温升显示单元，用于在第一变频器输出电流达到同步电机额定电流时，显示同步电机的额定温升。
[0008] 本发明还提供一种同步电机温升测试系统，所述同步电机由第一变频器驱动并与由第二变频器驱动的异步电机刚性连接，包括控制单元且该控制单元包括电机启动子单元、降压控制子单元、电流检测子单元及温升显示子单元，其中：所述电流检测子单元，用于检测第一变频器输出电流；所述电机启动子单元，用于通过VF分离控制模式使同步电机运行到额定频率和额定电压，然后通过矢量控制模式使异步电机运行到额定频率；所述降压控制子单元，用于在所述异步电机运行到额定频率时逐步降低第一变频器的输出电压；所述温升显示单元，用于在第一变频器输出电流达到同步电机额定电流时，显示同步电机的
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说 明 书
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额定温升。
[0009] 在本发明所述的同步电机温升测试系统中，所述控制单元还包括停机控制子单元，用于在停机时先使第一变频器停止输出，然后使第二变频器停止输出。[0010] 在本发明所述的同步电机温升测试系统中，所述控制单元为DSP或ARM的控制器。[0011] 在本发明所述的同步电机温升测试系统中，所述降压控制子单元在降低第一变频器的输出电压到同步电机的反电动势后逐步降低第一变频器的输出电压，并使电流检测子单元开始检测第一变频器的输出电流。
[0012] 本发明还提供一种同步电机温升测试方法，所述同步电机由第一变频器驱动并与由第二变频器驱动的异步电机刚性连接，包括以下步骤：[0013] （a）第一变频器通过VF分离控制模式使同步电机运行到额定频率和额定电压；[0014] （b）第二变频器通过矢量控制模式使异步电机运行到额定频率；[0015] （c）所述第一变频器逐步降低输出电压，并将该第一变频器的输出电流达到同步电机的额定电流时的温升显示为同步电机额定温升。[0016] 在本发明所述的同步电机温升测试方法中，所述步骤（c）之后包括：第一变频器停止输出，然后第二变频器停止输出。
[0017] 在本发明所述的同步电机温升测试方法中，所述步骤（c）包括：[0018] （c1）所述第一变频器降低输出电压到同步电机的反电动势；[0019] （c2）所述第一变频器逐步降低输出电压并持续检测第一变频器的输出电流；[0020] （c3）在所述第一变频器的输出电流达到同步电机的额定电流时，检测同步电机的定子绕组、铁心及转自绕组的温升并将该温升作为同步电机额定温升显示。[0021] 本发明的同步电机温升测试系统及方法，使用VF分离控制同步电机，可以避免设备容量的不匹配而造成矢量控制加载失败、无法进行温升测试，同时可以免去被测的同步电机的编码器连接，降低试验成本，提高试验效率。附图说明
[0022] 图1是现有直接负载法温升测试的原理示意图。
[0023] 图2是本发明同步电机温升测试系统第一实施例的示意图。[0024] 图3是本发明同步电机温升测试系统第二实施例的示意图。[0025] 图4是本发明同步电机温升测试方法实施例的流程示意图。
具体实施方式
[0026] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0027] 如图2所示，是本发明同步电机温升测试系统第一实施例的示意图。本实施例中的同步电机温升测试系统包括与被测的同步电机21刚性连接的异步电机23、驱动同步电机21运行的第一变频器22、驱动异步电机23运行的第二变频器24以及温升显示单元25，其中述第一变频器22包括电流检测单元223、启动控制单元221和降压控制单元222，第二变频器24包括运转控制单元241。上述电流检测单元223、启动控制单元221和降压控制
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说 明 书
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单元222可由集成到第一变频器22的软件并结合外围电路实现，运转控制单元241则由集成到第二变频器24的软件并结合外围电路实现。
[0028] 电流检测单元223用于持续检测第一变频器22的输出电流（或被测的同步电机21的输入电流）。启动控制单元231用于通过VF分离控制模式使同步电机21运行到额定频率和额定电压。运转控制单元241用于通过矢量控制模式使异步电机23运行到额定频率。降压控制单元222用于逐步降低第一变频器22的输出电压（即输出到同步电机21的电压）。[0029] 温升显示单元25用于在第一变频器22输出电流达到同步电机21的额定电流时显示同步电机额定温升。该温升显示单元25可通过温度传感器等直接测得同步电机定子绕组、铁心、转子绕组等的温度。[0030] 特别地，上述降压控制单元222在异步电机23运行到额定功率后，将输出到同步电机21的电压降低到同步电机21的反电动势（此时输入同步电机21的电流接近0A），此时启动电流检测单元223使其检测输入同步电机21的电流并逐步降低输出到第一变频器22的电压，直到电流检测单元223检测到输入同步电机21的电流达到同步电机21的额定电流。
[0031] 上述同步电机温升测试系统可由操作人员通过对第一变频器22和第二变频器24进行手动操作，从而完成同步电机温升测试。[0032] 如图3所示，是本发明同步电机温升测试系统第二实施例的示意图。本实施例中的同步电机温升测试系统包括与被测的同步电机31刚性连接的异步电机33、驱动同步电机31运行的第一变频器32、驱动异步电机33运行的第二变频器34以及用于控制温升测试过程的控制单元35。
[0033] 上述控制单元35包括电机启动子单元351、降压控制子单元352、电流检测子单元353及温升显示子单元354。特别地，该控制单元35可采用一个DSP或ARM的控制器，而电机启动子单元351、降压控制子单元352、电流检测子单元353及温升显示子单元354则可由集成到DSP或ARM的控制器的软件结合外围电路实现。
[0034] 电流检测子单元353用于检测第一变频器32输出电流（或同步电机31的输入电流）。电机启动子单元351用于使第一变频器32采用VF分离控制模式控制同步电机31运行到额定频率和额定电压，然后使第二变频器34采用矢量控制模式控制异步电机33运行到额定频率。降压控制子单元352用于在异步电机33运行到额定频率时逐步降低第一变频器32的输出电压。温升显示单元354用于在电流检测子单元353检测到第一变频器32输出电流达到同步电机31的额定电流时显示同步电机额定温升。[0035] 此外，上述控制单元35还可包括停机控制子单元。该停机控制子单元用于在温升检测完成后停机时，先使第一变频器32停止输出，然后使第二变频器34停止输出。[0036] 特别地，上述降压控制子单元352在降压时，首先降低输出电压到同步电机31的反电动势（此时输入同步电机21的电流接近0A），然后逐步降低第一变频器32的输出电压并使电流检测子单元353持续检测第一变频器32的输出电流，直到电流检测单元223检测到输入同步电机21的电流达到同步电机21的额定电流。
[0037] 同步电机温升测试系统采用VF分离控制来控制被测的同步电机的运行，可避免设备容量不匹配而无法进行温升测试，提高试验效率。同时省去了同步电机的编码器，节省了成本。
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如图4所示，是本发明同步电机温升测试方法实施例的流程示意图，其中同步电
机由第一变频器驱动并与由第二变频器驱动的异步电机刚性连接，该方法包括以下步骤：[0039] 步骤S41：第一变频器通过VF（恒压频比）分离控制模式使同步电机运行到额定频率和额定电压。[0040] 步骤S42：第二变频器通过矢量控制模式使异步电机运行到额定频率。步骤S43：第一变频器逐步降低输出电压，并将该第一变频器的输出电流达到同步电机的额定电流时的温升显示为同步电机额定温升。[0042] 在该步骤中，可具体包括：第一变频器降低输出电压到同步电机的反电动势；第一变频器逐步降低输出电压并持续检测第一变频器的输出电流；在第一变频器的输出电流达到同步电机的额定电流时，检测同步电机的定子绕组、铁心及转自绕组的温升并将该温升作为同步电机额定温升显示。[0043] 在温升测试完成停机时，先使第一变频器停止输出，然后使第二变频器停止输出。[0044] 上述同步电机温升测试方法可通过手动控制两个变频器实现，也可通过DSP或ARM的控制器控制两个变频器的输出实现。[0045] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
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说 明 书 附 图
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说 明 书 附 图
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