一种行走式的IGBT故障状态指标自动检测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种行走式的IGBT故障状态指标自动检测系统，其技术特点是：由行走主体、装置主体、锁紧模块、角度调节模块、检测模块、控制模块、电源模块以及无线通讯模块构成，装置主体通过锁紧模块固定在行走主体上，角度调节模块安装在装置主体内，检测模块安装在装置主体上，检测模块和角度调节模块相连实现对IGBT的故障检测功能，控制模块与锁紧模块、角度调节模块、检测模块和无线通讯模块相连接实现检测控制功能。本实用新型专利技术采用半球形的螺旋式轨道结构，通过装置主体在轨道上的不断移动，获得不同时刻以及不同位置角度下的IGBT的状态信息，从而对IGBT模块完成360度全方位的立体式故障检测，实现IGBT的组合式故障自动检测功能。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力电子器件检测
，尤其是一种行走式的IGBT故障状态指标自动检测系统。
技术介绍
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为一种重要的电力电子器件，在各类电能变换装置中被广泛地应用。实际使用中，IGBT器件的运行可靠性和工作寿命与其所处的工作环境密切相关。当IGBT结温出现较大波动时，IGBT焊接层会加速老化，结温持续波动所产生的热循环冲击也会导致IGBT铝键合线断裂或者脱落。另外，在高结温运行过程中，IGBT芯片的工作寿命也会大大降低。以上情况都会造成IGBT的故障从而引起重大经济损失，影响正常的生产生活。目前，针对IGBT产生故障的原因，检测IGBT故障的方法主要包括热传感器法、红外摄像测温法、光纤测温法等，这些方法都是通过测量出IGBT工作结温来判断器件是否出现故障，但这些方法都不适用于IGBT结温的实时检测，很难同时兼顾操作便携性和测量准确性。针对IGBT的故障检测方面，人们不断地进行研究，专利申请号为CN201410580089.3的中国专利公开了一种检测IGBT功率器件可靠性的方法及装置，该专利采用显微红外测量方法和热敏参数法分别得到IGBT的峰值结温和平均热阻，从而对IGBT可靠性进行评价。该专利虽然可以有效判断温度对IGBT的影响，但仍不能够判断由于封装失效所造成的IGBT故障，无法直接观测到IGBT键和引线形变等情况，因此，大大降低了故障检测时的准确性。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有设计的不足，提供一种设计合理、准确性高且操作简单的行走式的IGBT故障状态指标自动检测系统。本技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种行走式的IGBT故障状态指标自动检测系统，包括行走主体、装置主体、锁紧模块、角度调节模块、检测模块、控制模块和电源模块；所述行走主体包括半球形架体、螺旋式轨道和连接支撑件，所述半球形架体由多个弧形骨架组成，弧形骨架底部均布安装在连接支撑件外沿上并向上延伸至半球形架体的顶部；所述螺旋式轨道下端安装在连接支撑件中部且上端与半球形架体顶部固装在一起，该螺旋式轨道由上方的横臂、中间的竖臂和下方的底座一体制成；所述装置主体包括一个横向单体和两个纵向单体，每个单体均为空心长方体结构，两个纵向单体通过转轴安装在横向单体两端下方且围绕横向单体做横向旋转运动，所述横向单体靠近半球形架体球心一侧的侧面通过角度调节模块和检测模块相连接，所述两个纵向单体在远离横向单体一侧的空心内部结构内分别安装有步进电机，该步进电机通过传动轴和锁紧模块相连接；所述锁紧模块包括主动轮、从动轮、连接板、第一锁紧连杆、第二锁紧连杆、轴承、轴承座、转轴、压缩弹簧、手柄；两个主动轮分别位于螺旋式轨道的横臂下端左右两侧，两个从动轮分别位于螺旋式轨道的横臂上侧左右两侧，所述连接板包括上段连接板和下段连接板，上段连接板连接从动轮和第一锁紧连杆的一端，下段连接板连接主动轮和第二锁紧连杆的一端，所述轴承与装置主体中步进电机的传动轴相连接，该轴承固定安装在轴承座上，所述轴承座和下段连接板相连接，所述上段连接板固装在从动轮的轮中心处，所述第一锁紧连杆和第二锁紧连杆各自中间部分通过转轴相连并互相成交叉状，所述压缩弹簧两端固定在远离连接板一侧的两个锁紧连杆上面，其中，所述转轴、压缩弹簧以及连接有压簧弹簧的部分锁紧连杆均安装在装置主体的两个纵向单体的内部空心结构里；两个手柄分别和远离连接板一侧的两个锁紧连杆的端部相互连接并且安装在两个纵向单体的外表面处；所述角度调节模块包括驱动电机、蜗杆、第一蜗轮、第二蜗轮、固定架、第一直齿锥齿轮、第二直齿锥齿轮、齿条、升降轨道、连接杆、纵向转动板、连接架和横向转动臂，该角度调节模块安装在装置主体中横向单体内的空心结构里，所述驱动电机通过传动轴和蜗杆的输入轴相连，所述第一蜗轮和第二蜗轮大小相同，均与蜗杆相互啮合连接并以蜗杆为中心对称分布，两个蜗轮通过固定架固定在横向单体的内部，所述固定架为空心圆柱体结构且圆半径比蜗轮的圆半径大，该固定架通过螺栓直接和横向单体连接，两个第一直齿锥齿轮分别和第一蜗轮、第二蜗轮相连，所述第二直齿锥齿轮与第一直齿锥齿轮相互啮合且成90度夹角，两个齿条固定在升降轨道上并分别与两个直齿锥齿轮相互啮合，所述升降轨道安装在横向单体内表面上，所述连接杆有四个且纵向转动板有两个，其中两个连接杆的同一端和一个纵向转动板相连，另一端分别连接于第一直齿锥齿轮和一个齿条上，另外两个连接杆的同一端和另一个纵向转动板相连，另一端分别连接于第二直齿锥齿轮和另一个齿条上，所述连接架一端和两个纵向转动板相连且另一端和横向转动臂相连，所述横向转动臂为正方形形状，所述连接架内部为空心结构并安装有电机，该电机通过传动机构与横向转动臂相连接用于带动转动臂旋转；所述检测模块包括驱动电机、太阳齿轮、行星齿轮、齿圈、行星齿轮轴、转盘、高清摄像头、红外摄像头和高速录像摄像头，所述检测模块和横向转动臂一侧相连接，所述驱动电机安装在横向转动臂内部空心结构里并通过传动机构带动太阳齿轮进行自身旋转，所述行星齿轮包括三个大小相同且相互呈120度夹角分布，三个行星齿轮相互靠近一侧共同和太阳齿轮啮合且相互远离一侧共同和齿圈啮合，所述行星齿轮轴各自套在三个行星齿轮轮中心且伸出来的一端同时和转盘相连，通过行星齿轮轴的一定带动转盘做旋转运动，所述转盘上安装有高清摄像头、红外摄像头以及高速摄像摄像头；所述控制模块与锁紧模块、角度调节模块、检测模块相连实现检测控制功能，所述电源模块与检测模块和控制模块相连为其供电。所述控制模块包括控制机构和报警电路，所述控制机构分别和锁紧模块、角度调节模块以及检测模块相连来控制各个模块完成各自相应动作从而实现整个检测过程，所述控制机构与报警电路相连接用于接收报警电路传送的报警信息并通过无线通讯模块与远程调控中心相连接。所述电源模块由蓄电池构成。本技术的优点和积极效果是：1、本技术采用半球形的螺旋式轨道结构，通过装置主体在轨道上的不断移动，获得不同时刻以及不同位置角度下的IGBT的状态信息，从而对IGBT模块完成360度全方位的立体式故障检测，同时检测过程中采用多种摄像头组合的方式，在IGBT发生故障前采用高清摄像头和红外摄像头组合的方式，实时检测IGBT的键合引线形变情况和IGBT芯片结温分布情况，当IGBT产生故障后，采用红外摄像头和高速录像摄像头组合的方式，将故障后的实时状态以录像形式记录下来，同时结合红外摄像头对IGBT结温的检测，供相关工作人员进行相关故障分析，实现IGBT的组合式故障自动检测功能。2、本技术中的装置主体整体为对称结构，避免了装置主体在轨道上行进过程中的重心偏移问题，增强了系统的实用性和可靠性。3、本技术在锁紧模块中采用压缩弹簧的结构，当检测系统在运行过程中，压缩弹簧处于被拉长的状态，与压缩弹簧直接相连的一端的两个锁紧连杆会因为压缩弹簧的拉力产生互相远离的趋势，通过转轴的作用，远离压缩弹簧一端的两个锁紧连杆会产生相互靠近的趋势，从而将轨道上的轮子固定，起到锁紧的作用，当需要将装置主体从轨道上拆卸和安装时，工作人员可以通过握紧手柄使得压缩弹簧被压缩，从而使装置主体中的轮子从轨道上脱离，增加了系统的实用性和便携性。4、本技术在角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种行走式的IGBT故障状态指标自动检测系统，其特征在于：包括行走主体、装置主体、锁紧模块、角度调节模块、检测模块、控制模块和电源模块；所述行走主体包括半球形架体、螺旋式轨道和连接支撑件，所述半球形架体由多个弧形骨架组成，弧形骨架底部均布安装在连接支撑件外沿上并向上延伸至半球形架体的顶部；所述螺旋式轨道下端安装在连接支撑件中部且上端与半球形架体顶部固装在一起，该螺旋式轨道由上方的横臂、中间的竖臂和下方的底座一体制成；所述装置主体包括一个横向单体和两个纵向单体，每个单体均为空心长方体结构，两个纵向单体通过转轴安装在横向单体两端下方且围绕横向单体做横向旋转运动，所述横向单体靠近半球形架体球心一侧的侧面通过角度调节模块和检测模块相连接，所述两个纵向单体在远离横向单体一侧的空心内部结构内分别安装有步进电机，该步进电机通过传动轴和锁紧模块相连接；所述锁紧模块包括主动轮、从动轮、连接板、第一锁紧连杆、第二锁紧连杆、轴承、轴承座、转轴、压缩弹簧、手柄；两个主动轮分别位于螺旋式轨道的横臂下端左右两侧，两个从动轮分别位于螺旋式轨道的横臂上侧左右两侧，所述连接板包括上段连接板和下段连接板，上段连接板连接从动轮和第一锁紧连杆的一端，下段连接板连接主动轮和第二锁紧连杆的一端，所述轴承与装置主体中步进电机的传动轴相连接，该轴承固定安装在轴承座上，所述轴承座和下段连接板相连接，所述上段连接板固装在从动轮的轮中心处，所述第一锁紧连杆和第二锁紧连杆各自中间部分通过转轴相连并互相成交叉状，所述压缩弹簧两端固定在远离连接板一侧的两个锁紧连杆上面，其中，所述转轴、压缩弹簧以及连接有压簧弹簧的部分锁紧连杆均安装在装置主体的两个纵向单体的内部空心结构里；两个手柄分别和远离连接板一侧的两个锁紧连杆的端部相互连接并且安装在两个纵向单体的外表面处；所述角度调节模块包括驱动电机、蜗杆、第一蜗轮、第二蜗轮、固定架、第一直齿锥齿轮、第二直齿锥齿轮、齿条、升降轨道、连接杆、纵向转动板、连接架和横向转动臂，该角度调节模块安装在装置主体中横向单体内的空心结构里，所述驱动电机通过传动轴和蜗杆的输入轴相连，所述第一蜗轮和第二蜗轮大小相同，均与蜗杆相互啮合连接并以蜗杆为中心对称分布，两个蜗轮通过固定架固定在横向单体的内部，所述固定架为空心圆柱体结构且圆半径比蜗轮的圆半径大，该固定架通过螺栓直接和横向单体连接，两个第一直齿锥齿轮分别和第一蜗轮、第二蜗轮相连，所述第二直齿锥齿轮与第一直齿锥齿轮相互啮合且成90度夹角，两个齿条固定在升降轨道上并分别与两个直齿锥齿轮相互啮合，所述升降轨道安装在横向单体内表面上，所述连接杆有四个且纵向转动板有两个，其中两个连接杆的同一端和一个纵向转动板相连，另一端分别连接于第一直齿锥齿轮和一个齿条上，另外两个连接杆的同一端和另一个纵向转动板相连，另一端分别连接于第二直齿锥齿轮和另一个齿条上，所述连接架一端和两个纵向转动板相连且另一端和横向转动臂相连，所述横向转动臂为正方形形状，所述连接架内部为空心结构并安装有电机，该电机通过传动机构与横向转动臂相连接用于带动转动臂旋转；所述检测模块包括驱动电机、太阳齿轮、行星齿轮、齿圈、行星齿轮轴、转盘、高清摄像头、红外摄像头和高速录像摄像头，所述检测模块和横向转动臂一侧相连接，所述驱动电机安装在横向转动臂内部空心结构里并通过传动机构带动太阳齿轮进行自身旋转，所述行星齿轮包括三个大小相同且相互呈120度夹角分布，三个行星齿轮相互靠近一侧共同和太阳齿轮啮合且相互远离一侧共同和齿圈啮合，所述行星齿轮轴各自套在三个行星齿轮轮中心且伸出来的一端同时和转盘相连，通过行星齿轮轴的一定带动转盘做旋转运动，所述转盘上安装有高清摄像头、红外摄像头以及高速摄像摄像头；所述控制模块与锁紧模块、角度调节模块、检测模块相连实现检测控制功能，所述电源模块与检测模块和控制模块相连为其供电。...

【技术特征摘要】
1.一种行走式的IGBT故障状态指标自动检测系统，其特征在于：包括行走主体、装置主体、锁紧模块、角度调节模块、检测模块、控制模块和电源模块；所述行走主体包括半球形架体、螺旋式轨道和连接支撑件，所述半球形架体由多个弧形骨架组成，弧形骨架底部均布安装在连接支撑件外沿上并向上延伸至半球形架体的顶部；所述螺旋式轨道下端安装在连接支撑件中部且上端与半球形架体顶部固装在一起，该螺旋式轨道由上方的横臂、中间的竖臂和下方的底座一体制成；所述装置主体包括一个横向单体和两个纵向单体，每个单体均为空心长方体结构，两个纵向单体通过转轴安装在横向单体两端下方且围绕横向单体做横向旋转运动，所述横向单体靠近半球形架体球心一侧的侧面通过角度调节模块和检测模块相连接，所述两个纵向单体在远离横向单体一侧的空心内部结构内分别安装有步进电机，该步进电机通过传动轴和锁紧模块相连接；所述锁紧模块包括主动轮、从动轮、连接板、第一锁紧连杆、第二锁紧连杆、轴承、轴承座、转轴、压缩弹簧、手柄；两个主动轮分别位于螺旋式轨道的横臂下端左右两侧，两个从动轮分别位于螺旋式轨道的横臂上侧左右两侧，所述连接板包括上段连接板和下段连接板，上段连接板连接从动轮和第一锁紧连杆的一端，下段连接板连接主动轮和第二锁紧连杆的一端，所述轴承与装置主体中步进电机的传动轴相连接，该轴承固定安装在轴承座上，所述轴承座和下段连接板相连接，所述上段连接板固装在从动轮的轮中心处，所述第一锁紧连杆和第二锁紧连杆各自中间部分通过转轴相连并互相成交叉状，所述压缩弹簧两端固定在远离连接板一侧的两个锁紧连杆上面，其中，所述转轴、压缩弹簧以及连接有压簧弹簧的部分锁紧连杆均安装在装置主体的两个纵向单体的内部空心结构里；两个手柄分别和远离连接板一侧的两个锁紧连杆的端部相互连接并且安装在两个纵向单体的外表面处；所述角度调节模块包括驱动电机、蜗杆、第一蜗轮、第二蜗轮、固定架、第一直齿锥齿轮、第二直齿锥齿轮、齿条、升降轨道、连接杆、纵向转动板、连接架和横向转动臂，该角度调节模块安装在装置主体中横向单体内的空心结构里，所述驱动电机通过传动轴和蜗杆的输入轴相连，所述第一蜗轮和第二蜗轮大小相同，均与蜗杆相互啮...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志刚，李玲玲，顾俏丽，李昊宇，程鹏，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津;12