一种便携式高压变频器功率单元综合检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种便携式高压变频器功率单元综合检测装置，可有效解决级联式高压变频器功率单元的整流二极管、直流支撑电容、IGBT进行耐压试验的问题，技术方案是，该检测装置包括壳体和装在壳体内的断路器、电抗器和DSP主控板，壳体上分别设置有触摸屏HMI、控制按钮、驱动脉冲输出端口、待测功率单元直流侧电压输入端口、待测功率单元直流侧电流及泄漏电流信号输入端、仪器输出接口和仪器电源输入接口，本实用新型专利技术利用高压变频器功率单元输出级自带的H桥，将220V市电变换为1‑5kV的直流电，简单可靠，成本低、体积小。针对级联式高压变频器功率单元的整流二极管、直流支撑电容、IGBT等关键器件的耐压性能及动态性能的考察，使用方便，效果好。

Portable high-voltage frequency converter power unit comprehensive detection device

The utility model relates to a portable high-voltage inverter power unit integrated detection device, rectifier diode, DC can effectively solve the cascade high voltage inverter power unit supporting capacitance and IGBT test problems, technical scheme is that the detection device comprises a shell body and mounted on the circuit breaker, the reactor and the DSP main control board shell. And the shell are respectively provided with a touch screen, a control button, HMI drive pulse output port, the power unit of DC side voltage input port, the measured DC power unit side to measure the current and leakage current signal input, output interface and instrument instrument power input interface, the utility model uses H bridge high voltage converter power unit with output stage the 220V will transform into DC power, 1 5kV is simple and reliable, low cost, small volume. In order to investigate the performance and dynamic performance of the rectifier diode, DC capacitor, IGBT and other key components of the cascaded high voltage inverter power unit, it is easy to use and has good effect.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高压变频器功率单元综合检测，特别是针对级联式高压变频器功率单元的整流二极管、直流支撑电容、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）等关键器件的耐压性能及动态性能的考察等，也可实现对风电变流器进行相关试验。
技术介绍
目前，基于节能减排及工艺的考虑，高压变频器广泛应用电力、冶金、石化等行业。高压变频器的可靠性在电力等行业的生产过程中起着关键的作用，但是针对高压变频器缺乏行之有效的预防性试验手段。经常的做法是常规的定期维护，这样不能及时发现高压变频器的早期故障，往往是等变频器故障停机后，再由厂家来进行维修。因此，其改进和创新势在必行。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本技术之目的就是提供一种便携式高压变频器功率单元综合检测装置，可有效解决级联式高压变频器功率单元的整流二极管、直流支撑电容、IGBT绝缘栅双极型晶体管等关键器件进行耐压试验；测试直流支撑电容的泄露电流；在线动态改变开关频率考察IGBT器件的开通关断动态特性，有效的发现高压变频器开关器件的早期问题以及功率单元的绝缘问题。本技术解决的技术方案是，一种便携式高压变频器功率单元综合检测装置，该检测装置包括壳体和装在壳体内的断路器、电抗器和DSP主控板，壳体上分别设置有触摸屏HMI、控制按钮、驱动脉冲输出端口、待测功率单元直流侧电压输入端口、待测功率单元直流侧电流及泄漏电流信号输入端、仪器输出接口和仪器电源输入接口；所述的触摸屏HMI与DSP主控板相连，用于人机交互设置耐压电压数值、显示交流输入电压、交流输入电流、直流泄露电流参数以及报警显示；所述的控制按钮的输出端与DSP主控板的输入端相连，用于控制仪器的工作状态；所述的驱动脉冲输出端口的输入端与DSP主控板的输出端相连，用于驱动待检测的高压变频器功率单元输出级IGBT；所述的待测功率单元直流侧电压输入端口的输出端与DSP主控板的输入端相连，用于输入待检测功率单元直流侧电压信号；所述的待测功率单元直流侧电流及泄漏电流信号输入端的输出端与DSP主控板的输入端相连，用于输入待测功率单元直流侧电流及泄漏电流信号；所述的仪器电源输入接口的输出端与DSP主控板的电源输入端相连，用于连接220V交流电源；所述的仪器输出接口有2个，其中一个与断路器的一端相连，另一个与仪器电源输入接口的零线接口相连，断路器的另一端与电抗器的一端相连，电抗器的另一端与仪器电源输入接口的相线接口相连。本技术结构新颖独特，利用高压变频器功率单元输出级自带的H桥，将220V市电变换为1-5kV的直流电，简单可靠，成本低、体积小。针对级联式高压变频器功率单元的整流二极管、直流支撑电容、IGBT等关键器件的耐压性能及动态性能的考察，可有效的发现高压变频器开关器件的早期问题以及功率单元的绝缘问题，使用方便，效果好，有良好的社会和经济效益。附图说明图1为本技术的结构示意图（壳体局部剖开）。图2为本技术使用状态的电路原理图。图3为本技术控制原理图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细说明。由图1-3给出，本技术包括壳体和装在壳体内的断路器1、电抗器4和DSP主控板5，壳体上分别设置有触摸屏HMI3、控制按钮6、驱动脉冲输出端口7、待测功率单元直流侧电压输入端口8、待测功率单元直流侧电流及泄漏电流信号输入端9、仪器输出接口10和仪器电源输入接口11；所述的触摸屏HMI3与DSP主控板5相连，用于人机交互设置耐压电压数值、显示交流输入电压、交流输入电流、直流泄露电流参数以及报警显示；所述的控制按钮6的输出端与DSP主控板5的输入端相连，用于控制仪器的工作状态；所述的驱动脉冲输出端口7的输入端与DSP主控板5的输出端相连，用于驱动待检测的高压变频器功率单元输出级IGBT；所述的待测功率单元直流侧电压输入端口8的输出端与DSP主控板5的输入端相连，用于输入待检测功率单元直流侧电压信号；所述的待测功率单元直流侧电流及泄漏电流信号输入端9的输出端与DSP主控板5的输入端相连，用于输入待测功率单元直流侧电流及泄漏电流信号；所述的仪器电源输入接口11的输出端与DSP主控板5的电源输入端相连，用于连接220V交流电源；所述的仪器输出接口10有2个，其中一个与断路器1的一端相连，另一个与仪器电源输入接口11的零线接口相连，断路器1的另一端与电抗器4的一端相连，电抗器4的另一端与仪器电源输入接口11的相线接口相连。为保证使用效果，所述的壳体上设置有与DSP主控板5的输入端相连的通信接口12，用于扩展功能；所述的壳体为方形或圆形；所述的DSP主控板包括电源模块（将220V交流电变换为±15V、+5V控制电源供给整个DSP主控板用）、模数采样模块、驱动PWM信号生成模块、通信模块、霍尔电压模块、霍尔电流模块等；该DSP主控板为市售产品（现有技术），如可以采用TI公司生产的型号为DSP28335的芯片等；所述的检测装置与高压变频器功率单元相连，高压变频器功率单元包括整流二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6，电容C1、C2和绝缘栅双极型晶体管VT1、VT2、VT3、VT4；整流二极管D1的负极分别接整流二极管D3的负极、整流二极管D5的负极、电容C1的一端和绝缘栅双极型晶体管VT1的集电极，整流二极管D1的正极接整流二极管D4的负极，整流二极管D3的正极接整流二极管D6的负极，整流二极管D5的正极接整流二极管D2的负极，整流二极管D4的正极分别接整流二极管D6的正极、整流二极管D2的正极、电容C2的一端和绝缘栅双极型晶体管VT2的发射极，电容C1的另一端接电容C2的另一端；整流二极管D1和整流二极管D4的共端A、整流二极管D3和整流二极管D6的共端B、整流二极管D5和整流二极管D2的共端C作为功率单元的三个输入端；绝缘栅双极型晶体管VT1的集电极与绝缘栅双极型晶体管VT3的集电极相连，发射极与绝缘栅双极型晶体管VT2的集电极相连，绝缘栅双极型晶体管VT2的发射极与绝缘栅双极型晶体管VT4的发射极相连，绝缘栅双极型晶体管VT4的集电极与绝缘栅双极型晶体管VT3的发射极相连，构成高压变频器功率单元输出级IGBTH桥；绝缘栅双极型晶体管VT1发射极和绝缘栅双极型晶体管VT2集电极的共端作为高压变频器功率单元的一个输出端，该输出端通过电缆l9与断路器KM（即断路器1）的一端相连，断路器KM的另一端与电抗器L（即电抗器4）的一端相连，电抗器L的另一端接220V交流电的相线L，绝缘栅双极型晶体管VT3发射极和绝缘栅双极型晶体管VT4集电极的共端作为高压变频器功率单元的另一个输出端，该输出端通过电缆l10接220V交流电的零线N；DSP主控板（5）的脉冲输出端口分别经信号线l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7、l8与IGBT绝缘栅双极型晶体管VT1、VT2、VT3和VT4的栅极、发射极相连；分别控制待测功率单元输出级H桥的绝缘栅双极型晶体管VT1、VT2、VT3、VT4的导通与关断，从而将220V交流电变换为1-5kV的直流电，利用高压变频器功率单元输出级的H桥即可将220V市电整流升至1kV-5kV的平稳直流电，从而考察高压变频器功率单元直流母线上的整流二极管、支撑电容以及IGBT绝缘栅双极型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式高压变频器功率单元综合检测装置，其特征在于，该检测装置包括壳体和装在壳体内的断路器（1）、电抗器（4）和DSP主控板（5），壳体上分别设置有用于人机交互设置耐压电压数值、显示交流输入电压、交流输入电流、直流泄露电流参数以及报警显示的触摸屏HMI（3）、用于控制仪器的工作状态的控制按钮（6）、用于驱动待检测的高压变频器功率单元输出级IGBT的驱动脉冲输出端口（7）、用于输入待检测功率单元直流侧电压信号的待测功率单元直流侧电压输入端口（8）、用于输入待测功率单元直流侧电流及泄漏电流信号的待测功率单元直流侧电流及泄漏电流信号输入端（9）、用于输出220V交流电连接至待检测功率单元输出端的仪器输出接口（10）和用于连接220V交流电源的仪器电源输入接口（11）；所述的触摸屏HMI（3）、控制按钮（6）、驱动脉冲输出端口（7）、待测功率单元直流侧电压输入端口（8）、待测功率单元直流侧电流及泄漏电流信号输入端（9）和仪器电源输入接口（11）均与DSP主控板（5）相连，所述的仪器输出接口（10）有2个，其中一个与断路器（1）的一端相连，另一个与仪器电源输入接口（11）的零线接口相连，断路器（1）的另一端与电抗器（4）的一端相连，电抗器（4）的另一端与仪器电源输入接口（11）的相线接口相连。...

【技术特征摘要】
1.一种便携式高压变频器功率单元综合检测装置，其特征在于，该检测装置包括壳体和装在壳体内的断路器（1）、电抗器（4）和DSP主控板（5），壳体上分别设置有用于人机交互设置耐压电压数值、显示交流输入电压、交流输入电流、直流泄露电流参数以及报警显示的触摸屏HMI（3）、用于控制仪器的工作状态的控制按钮（6）、用于驱动待检测的高压变频器功率单元输出级IGBT的驱动脉冲输出端口（7）、用于输入待检测功率单元直流侧电压信号的待测功率单元直流侧电压输入端口（8）、用于输入待测功率单元直流侧电流及泄漏电流信号的待测功率单元直流侧电流及泄漏电流信号输入端（9）、用于输出220V交流电连接至待检测功率单元输出端的仪器输出接口（10）和用于连接220V交流电源的仪器电源输入接口（11）；所述的触摸屏HMI（3）、控制按钮（6）、驱动脉冲输出端口（7）、待测功率单元直流侧电压输入端口（8）、待测功率单元直流侧电流及泄漏电流信号输入端（9）和仪器电源输入接口（11）均与DSP主控板（5）相连，所述的仪器输出接口（10）有2个，其中一个与断路器（1）的一端相连，另一个与仪器电源输入接口（11）的零线接口相连，断路器（1）的另一端与电抗器（4）的一端相连，电抗器（4）的另一端与仪器电源输入接口（11）的相线接口相连。2.根据权利要求1所述的便携式高压变频器功率单元综合检测装置，其特征在于，所述的壳体上设置有与DSP主控板（5）的输入端相连的通信接口（12）。3.根据权利要求1所述的便携式高压变频器功率单元综合检测装置，其特征在于，所述的检测装置与高压变频器功率单元相连，高压变频器功率单元包括整流二极管D1、D2、...

【专利技术属性】
技术研发人员：付瑞清，韩金华，栗占伟，郑豫生，岳啸鸣，贾少华，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中分公司，
类型：新型
国别省市：河南;41