专利名称：消除线路阻抗和电源谐波对电动机性能测试影响的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于辅助测试电动机实验领域，特别涉及一种消除线路阻抗和实验电源谐波对电动机损耗及运行性能测试结果影响的装置。
背景技术：
通常，不同电机的型式试验均不可避免会在谐波环境下进行。谐波一方面是由于电力电子器件以及非线性负载的大量应用所引起；另一方面是由电机开槽、铁心饱和以及绕组分布等因素造成，这些因素导致电机内部产生谐波磁场，进而在定子绕组中感应出谐波电势，产生谐波电流，这种情况下，电机本身就是谐波源。大量谐波的存在会直接影响试验结果，严重时将影响被试电机的性能评估。此外，在对电机进行仿真计算时，给定的电源激励是标准正弦电压且没有线路阻抗值，而在测试时，测试电源不可避免的包含谐波分量且整个测试线路的阻抗也是未知的，这样也会导致计算与实测的前提条件不同而影响仿真和实测结果对比。因此，为了能够准确测试电动机的损耗及运行性能，实验电源的谐波和线路阻抗对电动机测试的影响不可忽略。故在电机损耗及运行性能测试过程中，避免谐波以及线路阻抗对测试结果的影响是非常必要的。在消除线路阻抗以及电源谐波影响方面，一个有效的措施是采用输出电压波形接近正弦波的标准电源进行试验，但标准电源的容量需根据被试电机容量而定，主要缺点是制造工艺复杂、经济成本高。因此，研制一种经济实用性的消除线路阻抗以及实验电源谐波装置是一种可行方法。
发明内容本实用新型针对供电电源谐波含量较大以及电机设计计算与样机实测外部条件不一致的问题，提供了一种消除线路阻抗和实验电源谐波对电动机损耗及运行性能测试结果影响的装置。本实用新型采用的技术方案为在实验电源与被测试电动机之间串联三相可调电抗器，同时在被测试电动机机端并联一组或多组容抗混联的无源滤波系统。所述在实验电源与被测试电动机之间串联的三相可调电抗器的数值可根据具体实验情况而定，此电抗器的作用一是可以减小滤波系统中谐波电流得以保护滤波系统；二是为了避免无源滤波器中的电容与电机漏电抗发生某一频率的并联谐振。所述容抗混联的无源滤波系统由三相角接的电容器和三个电抗值可调的单相电抗器串联组成，构成容抗星角混合接法的无源滤波系统。所述容抗混联的无源滤波系统在和实验线路的并联连接处加装无触点开关装置， 使滤波系统在电容器的电压过零处投入，以避免投切滤波器时产生的冲击电压对电容器造成的破坏。[0011]本实用新型的有益效果为(1)通过在被测试电动机端口处并联无源滤波系统，从根本上消除了电源谐波对电动机损耗及运行性能测试结果的影响，同时也确保了电机设计计算与样机实测对比的条件接近一致；(2)操作简单、实用性强、经济耐用。采取了可调节电抗器以及容抗星角混联连接方式，大大降低了装置成本；同时，对于不同电源质量以及不同类型的电机，也可在试验过程中灵活调节滤波器参数使其满足不同的试验需求；(3)使用范围广，可用于交直流电机的测试，例如异步电机、永磁电机等。
图1为本装置接线原理示意图；图2为容抗混联的无源滤波器原理图；图3为一台7. 5kff永磁电机在滤波前后机端电压主要谐波频谱对比。
具体实施方式
本实用新型提供了一种消除线路阻抗和实验电源谐波对电动机损耗及运行性能测试结果影响的装置，下面通过附图说明和具体实施方式
对本实用新型做进一步说明。如图1所示，在实验电源与被测试电动机之间串联三相可调电抗器，同时在被测试电动机机端并联一组容抗混联的无源滤波系统。其中容抗混合联接的无源滤波器的内部结构如图2所示，该容抗混联的无源滤波系统由三相角接的电容器和三个电抗值可调的单相电抗器串联组成，构成容抗混联的无源滤波系统。容抗混联的无源滤波系统在和实验线路的并联连接处加装无触点开关装置，使滤波系统在电容器的电压过零处投入，以避免投切滤波器时产生的冲击电压对电容器造成破坏。在实验电源与被测试电动机之间串联的三相可调电抗器的数值可根据具体实验情况而定，此电抗器的作用一是可以减小滤波系统中谐波电流得以保护滤波系统；二是为了避免无源滤波器中的电容与电机漏电抗发生某一频率的并联谐振。实施效果选择一台7. 5kW永磁电机作为被测试电机，并联滤波器前后电机机端的电压主要谐波频谱对比如图3所示。从图4可看出，在没有接入滤波装置时，电压谐波含量较高，经谐波分析发现主要含有5、7、11、13次等奇次谐波，其中11次谐波电压幅值可达到9V ；当在永磁电机端并联安装本发明所提供的滤波装置后，高次谐波电压明显减少，滤波效果明显， 经谐波分析发现，各次谐波电压幅值均在0. 6V以下。综上，本装置投入运行后，永磁电机机端高次谐波电压含量大幅降低，这就相当于经滤波后的电源直接加在了永磁电机机端，使得被试电机试验电源达到接近理想的正弦波形。上述实施例中，选择固态接触器作为无触点开关；上述实施例中，可根据不同被试电机的具体参数对所串联的三相电抗器以及滤波系统中的单相电抗器的电抗值进行选择；上述实施例中，可根据不同电机机端电源谐波含量大小来确定试验时所需并联一组或几组滤波器。一般情况下，对常见的5、7、11、13次等奇次谐波，可并联用于滤除该四种
4谐波的四组滤波器，如果被试电机机端仍有其它含量较高谐波，一方面可通过调整电抗值实现滤波，另一方面也可重新设计专门用于滤除该次谐波的滤波器。
权利要求1.一种消除线路阻抗和电源谐波对电动机性能测试影响的装置，其特征在于，在实验电源与被测试电动机之间串联三相可调电抗器，同时在被测试电动机机端并联一组或多组容抗混联的无源滤波系统。
2.根据权利要求1所述的一种消除线路阻抗和电源谐波对电动机性能测试影响的装置，其特征在于，所述容抗混联的无源滤波系统由三相角接的电容器和三个电抗值可调的单相可调电抗器串联组成，构成容抗星角混合接法的无源滤波系统。
3.根据权利要求1所述的一种消除线路阻抗和电源谐波对电动机性能测试影响的装置，其特征在于，所述容抗混联的无源滤波系统在和实验线路的并联连接处加装无触点开关装置。
专利摘要本实用新型属于辅助测试电动机实验领域，特别涉及一种消除线路阻抗和电源谐波对电动机性能测试影响的装置。本实用新型通过在实验电源与被测试电动机之间串联三相可调电抗器，同时在被测试电动机机端并联一组或多组容抗混联的无源滤波系统，消除了线路阻抗以及实验电源谐波对电动机损耗及运行性能测试结果的影响。为精确测试电动机损耗及运行性能提供了理想的测试环境。
文档编号G01R1/30GK201984148SQ20112000772
公开日2011年9月21日 申请日期2011年1月12日 优先权日2011年1月12日
发明者刘晓芳, 杨亚秋, 罗应立, 赵海森 申请人:华北电力大学