风电变流器用功率单元测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种风电变流器用功率单元测试装置。它能够适用于多种结构的功率组件模块的测试。该实用新型专利技术主要分为五部分结构：一、供电部分，负责给测试装置提供控制电源和测试电源；二、控制部分，负责控制测试装置动作，输出所需脉冲并接受功率模块返回信号；三、测试部分，连接被测单元，为测试装置的主要功能单元；四、测量部分，负责测量功率模块的电压、电流等波形；五、人机交互部分，负责输出测试装置状态与接受操作人员指令。该测试装置直接采用变流器备件，不用专门设计电路，降低成本，保证测试装置与变流器的兼容性，可以完成功率模块的导通测试，大电流测试，过流保护测试，温度测试。

Power Unit Testing Device for Wind Power Converter

The utility model relates to a power unit testing device for wind power converters. It can be applied to the test of power module with various structures. The utility model is mainly divided into five parts: first, the power supply part, which is responsible for providing control power and test power supply to the test device; second, the control part, which is responsible for controlling the action of the test device, outputting the required pulse and receiving the return signal of the power module; third, the test part, which connects the unit under test, is the main functional unit of the test device; fourth, the measurement part, which is responsible for measuring work. Voltage and current waveforms of the rate module; Fifth, the human-computer interaction part is responsible for the output of the test device status and the acceptance of operator instructions. The test device directly uses converter spare parts, does not need special circuit design, reduces costs, guarantees the compatibility between the test device and the converter, and can complete the conduction test, high current test, over-current protection test and temperature test of the power module.

【技术实现步骤摘要】
风电变流器用功率单元测试装置
本技术应用于电力电子领域，涉及一种风电变流器用功率单元测试装置，能够适用于多种结构的功率组件模块的测试。
技术介绍
由半导体功率器件为核心组装成的功率单元模块在安装到变流器之前需要先进行测试，确保其功能正常，减少后期整机测试步骤，便于生产调试。而且近年来随着风电装机量的增加，导致备件消耗快速增长，风电现场返回的功率单元维修时同样需要通过测试来定位故障原因。目前，现有的功率单元的测试装置通常需要专门设计电路，不能直接利用现有配件，无法测试与变流器控制模块的兼容性。同时操作复杂，没有windows系统上的上位机，输出为固定频率、数量脉冲，不能根据需要自行设置。对于风电行业功率模块需要的导通测试，大电流测试，过流保护测试，温度测试等不能全部实现。
技术实现思路
为了克服现有技术中的问题，本技术提出了一种用于风电变流器用功率单元测试装置。提供一种风电变流器用功率单元测试装置，其特征在于，包括：供电部分，其用于给测试装置提供控制电源和测试电源；控制部分，其用于控制测试装置的动作，输出所需脉冲并接受功率模块的返回信号；测试部分，其为测试主回路；测量部分，其用于测量功率模块的电压、电流的波形；人机交互部分，其用于输出测试装置状态和接受操作人员指令，其中，所述控制部分包括风电变流器上的配置板、控制板和光纤板。在至少一个实施方式中，所述供电部分采用380V三相四线制进线，由三相漏电保护器作为总开关，总开关后分为用于提供测试电源的强电供电电路和用于提供控制电源的控制电供电回路。在至少一个实施方式中，所述强电供电电路包括：急停开关；与所述急停开关连接的调压器，其用于产生高电压；与所述调压器连接的变压器，其用于隔离市电；与所述变压器连接的三相桥式整流器，其用于产生直流电压并连接到所述测试部分。在至少一个实施方式中，所述配置板由所述控制电源供电，通过20针接口接到所述控制板为所述控制板供电，所述配置板具有用于连接到功率单元的脉冲输出和温度采集接口。在至少一个实施方式中，所述控制板包括数字信号处理器和复杂可编程逻辑器件，通过34针接口连接至所述配置板用于实现驱动脉冲与温度采集信号的传递，所述控制板通过64针接口接到所述光纤板，用于传递开关信号。在至少一个实施方式中，所述测试部分由所述测试电源供电，并包括充电限流电阻、直流母线电容、负载电阻，所述负载电阻和所述直流母线电容用于连接到功器单元。在至少一个实施方式中，所述测试部分还包括：用于为所述直流母线电容充电的充电开关；用于为所述直流母线电容放电的放电开关和放电电阻；以及用于测量所述直流母线电容的电压的电压表。在至少一个实施方式中，所述直流母线电容采用风电变流器同型号电容，采用串并联组成电容组。在至少一个实施方式中，所述测量部分包括：示波器；以及与所述示波器连接并分别用于测量所述功率单元的电流和电压的电流探头和电压探头。在至少一个实施方式中，所述人机交互部分包括与所述控制板连接的电脑。该测试装置直接采用变流器备件(控制模块、电容、开关)，不用专门设计电路，降低成本，保证测试装置与变流器的兼容性，而且可以完成功率模块的导通测试，大电流测试，过流保护测试，温度测试。通过Windows平台实现界面化操作，输出所需各种驱动信号。本技术的有益效果包括，本技术中所述测试装置所用元器件大部分来自风电变流器上现有元器件，降低了成本，减少了研发时间。因直流电容，控制电路均是风电变流器配件，所以可以完全还原功率模块在变流器上的连接，测试结果更具真实性。更进一步，本测试装置可以实现功率模块的导通测试、大电流测试、过流保护测试、温度测试，完成了功率模块所需的所有测试。更进一步，本测试装置控制部分与被测模块之间连线既可以用排线形式也可以用光纤形式，可以测试风电变流器的各种功率模块。更进一步，采用电脑做人机交互，显示更直观，操作更方便，简单易用。可以任意调节输出脉冲。更进一步，采用直流母线电容，可以产生大电流，不必受供电电源影响，可以做短路试验。附图说明图1是本技术的风电变流器用功率单元测试装置的原理图。图2是本技术的测试装置的测试主回路的电路图。图3是本技术的测试装置的控制回路的原理图。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行说明。本技术为一种风电变流器用功率单元测试装置，采用380V三相四线制供电。如图1所示，在电源进线处采用三相漏电保护器1作为测试装置总开关，用于保护测试操作人员安全。漏电保护器1后分别接：急停开关3，220V供电开关8，电压表2。急停开关3用于在紧急情况下切断强电供电，220V回路开关8给控制回路供电，电压表2检测供电电压。急停开关3后接强电供电回路，采用调压器4控制供电电压，变压器5起升压和隔离作用。变压器5后电压表6指示升压后电压值。通过布控整流器7输出直流供给测试主回路。图2中测试主回路闭合充电开关15就可以给直流电容组17充电。其中限流电阻16用于防止充电电流过大，通过调节调压器4旋钮就可以控制输出直流电压，从而控制直流电容组17上电压。通过电压表18可以读出此时直流电容组17上电压，直流电容组17上最大电压约为变压器5输出电压的峰值。电脑(即，上位机)9与示波器12直接使用220V电源，控制板24使用开关电源10供电，需要+5V、-5V、+15V、-15V四种电压。开关电源10输出接到配置板23，然后接到控制板24，再由控制板24接到光纤板25，被测模块的电源由配置板23提供。其中控制板24控制核心采用DSP(DigitalSignalProcessing数字信号处理器)+CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice复杂可编程逻辑器件)组合，并有AD模块用于采集模拟量，RS-485接口和RS232接口可用于与电脑9通讯。通过34针接口连接至配置板23实现驱动脉冲与温度采集信号的传递。驱动信号与温度采集信号在配置板23上一分为三，可以同时驱动A、B、C三相驱动模块。控制板24通过64针接口接到光纤板25，同样用于传递开关信号。电脑9采用USB转485线接到控制板24485接口。示波器12使用一个电流探头13测量流过功率器件的电流，一个电压探头14测量功率器件(即，被测模块)C，E端的电压。每次测量后保存波形并记录。当进行测试时，首先按照附图接好被测模块(强电接头、控制线与测量线)，然后通过上位机设定要输出的脉冲占空比、个数、周期。单击上位机软件开始测试按钮，控制板24DSP接受到指令后按照设定值输出脉冲。脉冲到驱动板有两种方式，一、通过控制板24输入至配置板23，使用排线接到驱动板，最终驱动功率器件导通；二、通过光纤板25转为光纤信号，输出到驱动板控制功率器件导通。记录导通波形即完成测试，调节直流母线电容组17电压大小和脉冲模式就可以实现导通测试、大电流测试。将负载旁路开关22闭合后，功率器件直接短接于直流电容组17两端，可以做过流保护测试。测试过程中母线电压不得超过功率器件允许电压。进行温度测试时，用同样的方式接线，单击电脑9温度采集按钮，DSP通过AD芯片将功率模块中热敏电阻值转换成温度信号，发送至电脑9，在上位机界面显示出来。应当理解，图1中的控制器11包括图3中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电变流器用功率单元测试装置，其特征在于，包括：供电部分，其用于给测试装置提供控制电源和测试电源；控制部分，其用于控制测试装置的动作，输出所需脉冲并接受功率模块的返回信号；测试部分，其为测试主回路；测量部分，其用于测量功率模块的电压、电流的波形；人机交互部分，其用于输出测试装置状态和接受操作人员指令，其中，所述控制部分包括风电变流器上的配置板、控制板和光纤板。

【技术特征摘要】
1.一种风电变流器用功率单元测试装置，其特征在于，包括：供电部分，其用于给测试装置提供控制电源和测试电源；控制部分，其用于控制测试装置的动作，输出所需脉冲并接受功率模块的返回信号；测试部分，其为测试主回路；测量部分，其用于测量功率模块的电压、电流的波形；人机交互部分，其用于输出测试装置状态和接受操作人员指令，其中，所述控制部分包括风电变流器上的配置板、控制板和光纤板。2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述供电部分采用380V三相四线制进线，由三相漏电保护器作为总开关，总开关后分为用于提供测试电源的强电供电电路和用于提供控制电源的控制电供电回路。3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述强电供电电路包括：急停开关；与所述急停开关连接的调压器，其用于产生高电压；与所述调压器连接的变压器，其用于隔离市电；与所述变压器连接的三相桥式整流器，其用于产生直流电压并连接到所述测试部分。4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述配置板由所述控制电源供电，通过20针接口接到所述控制板为所述控制板供电，所述配置板具有用于连接到功率单元的脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏哲侃，
申请(专利权)人：国电龙源电气有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11