一种城轨主辅变流器通用高压试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种城轨主辅变流器通用高压试验装置及试验方法，该试验装置包括分别与被试变流器连接的控制系统、用于提供包括牵引变流器、辅助变流器的试验所需直流电源的直流电源系统以及含有牵引变流器、辅助变流器所需负载的负载系统，控制系统与直流电源系统连接，控制系统接收控制指令，控制直流电源系统输出被试变流器试验所需直流电源，以及控制被试变流器执行所需试验；该方法为上述试验装置的试验方法。本发明专利技术通过一套装置可同时满足牵引变流器、辅助变流器的试验需求，且具有结构简单、所需成本以及能耗低、自动化试验程度高，以及试验效率高、安全可靠等优点。

Universal high voltage test device and test method for urban rail main auxiliary converter

The invention discloses a rail auxiliary converter universal high voltage test device and test method, the test device includes test and control system of the converter, connected for providing test including traction converter and the auxiliary converter required DC power DC power supply system and with traction converter and the auxiliary converter required to load the system load and the control system is connected with the DC power supply system, the control system receives the control command, control of DC power supply system is required to test the output DC power converter, and the control subjects were required to perform converter test; test method this method for the experimental device. The invention can meet the test requirements of traction converter and the auxiliary converter through a device, and has the advantages of simple structure, cost and low energy consumption, high degree of automation test, and the test efficiency is high, safe and reliable.

【技术实现步骤摘要】
一种城轨主辅变流器通用高压试验装置及试验方法
本专利技术涉及城市轨道交通中变流器试验
，尤其涉及一种城轨主辅变流器通用高压试验装置、系统及试验方法。
技术介绍
城市轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等多种优点。城市轨道交通系统主要由牵引变流器、辅助变流器和牵引蓄电池充电机等构成，其中辅助变流器的运行独立于牵引系统，为城市轨道车辆输出三相四线AC380V/50Hz的交流电源，并向主压缩机、空调、散热风机和牵引蓄电池充电机等交流负载供电，同时可以从U、V、W相中任意一相与中心线N之间取出AC220V交流电；牵引蓄电池充电机将滞留电压降压斩波后向牵引蓄电池充电，可以实现牵引蓄电池的恒流、恒压、浮充、均充过程，并能在再生制动工况下快速进入牵引蓄电池充电过程。为了确保产品出厂后的质量和性能的稳定，产品出厂前都需要经过严格的功能试验、性能试验、功率考核试验等试验的筛选。变流器的出厂例行试验主要验证产品的硬件及软、硬件配合是否满足要求，包括启动输出试验、各项保护动作(如接触器故障、输入过流故障、散热风机故障等)、牵引蓄电池充电机试验及持续运行试验(即定工况持续运行指定时间)等。目前针对城轨牵引变流器、辅助变流器，普遍都是分别搭建牵引变流试验系统、辅变变流试验系统以对该两种产品进行试验，即由两套独立的试验系统分别对牵引变流器、辅助变流器进行测试，分别为：①包含输出电源、控制系统、纯感负载系统及辅助供电系统的牵引变流器试验系统，用以对牵引变流系统进行试验；②包含输出电源、控制系统、阻感负载系统及辅助供电系统的辅助变流器试验系统，用以对辅助变流器系统进行试验，试验系统搭建方式如图1所示。牵引变流器及辅变电源变流器的试验需求类型是基本相同的，仅功率大小和负载类型有区别，供电需求通常均为直流DC50V～2000V，因而该类试验方式具有以下缺陷：1)试验时搭建两套试验系统，需要使用到两套电源系统设备，所需的成本非常高、能源功耗大，造成试验资源以及能耗的浪费，且试验系统的占用面积大；2)试验系统的通用性差，牵引变流试验系统仅能适用于牵引变流器试验、辅助变流器试验系统则仅能适用于辅助变流器试验，不能满足目前对于产品通用性的需求；3)牵引变流器、辅助变流器的两套试验系统相互独立工作，试验时分别由独立的控制系统控制，试验过程中操作人员需要同时对两个试验系统进行操作，控制实现复杂，增加了试验执行复杂度以及试验操作的安全风险。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种通过一套装置可同时满足牵引变流器、辅助变流器的试验需求，且结构简单、所需成本以及能耗低、能够实现自动化试验，试验效率高且安全可靠的城轨主辅变流器通用高压试验装置，以及实现方法简单、所需成本以及能耗低、试验效率高且安全可靠的试验方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种城轨主辅变流器通用高压试验装置，包括分别与被试变流器连接的控制系统、用于提供包括牵引变流器、辅助变流器的试验所需直流电源的直流电源系统以及含有牵引变流器、辅助变流器所需负载的负载系统，所述控制系统与所述直流电源系统连接，所述控制系统接收控制指令，控制所述直流电源系统输出被试变流器试验所需直流电源，以及控制被试变流器执行所需试验。作为本专利技术装置的进一步改进：所述直流电源系统包括依次连接的电源输入单元、调压单元、整流单元以及电源输出单元，所述电源输入单元接入三相交流电源，经过所述调压单元进行调压、所述整流单元进行整流后，输出所需的直流电源，并通过所述电源输出单元输出。作为本专利技术装置的进一步改进：所述整流单元包括两组六脉波整流电路，两组所述六脉波整流电路之间按照试验所需电流、电压配置为串联或并联连接。作为本专利技术装置的进一步改进：所述调压单元包括依次连接的调压器TM1以及整流变压器TM2，所述调压器TM1将所述三相交流电源进行降压，输出第一交流电压，所述整流变压器TM2的输入端接入所述第一交流电压，输出端输出第二交流电压。作为本专利技术装置的进一步改进：所述负载系统包括用于提供牵引变流器所需负载的第一负载系统、用于提供辅助变流器所需负载的第二负载系统，当被试变流器为牵引变流器时，接入所述第一负载系统至被试变流器，当被试变流器为辅助变流器时，接入所述第二负载系统至被试变流器。作为本专利技术装置的进一步改进：所述控制系统包括分别与所述第一负载系统、第二负载系统连接的切换控制单元，通过所述切换控制单元控制接入所述第一负载系统或所述第二负载系统至被试变流器。作为本专利技术装置的进一步改进：所述第二负载系统为纯电感负载系统；所述纯电感负载系统包括DC110V负载以及多套不同档位的三相逆变负载。作为本专利技术装置的进一步改进：所述第一负载系统与所述第二负载系统之间为互锁控制。作为本专利技术装置的进一步改进：还包括与所述控制系统连接的信号采集系统，所述信号采集系统采集试验时被试变流器的试验信号，并回馈至所述控制系统。作为本专利技术装置的进一步改进：所述信号采集系统包括依次连接的传感器单元、信号调理电路以及PCI采集卡，所述传感器单元采集试验时被试变流器的包括电压、电流信号的试验信号，经过所述信号调理电路后，输出调理后试验信号，通过所述PCU采集卡采集所述调理后试验信号并发送给所述控制系统。作为本专利技术装置的进一步改进：所述控制系统包括相互连接的交互控制单元、控制执行单元，所述控制执行单元包括主控制器以及分别与主控制器连接的多个从控制器，所述交互控制单元接收试验设置数据、所述信号采集系统回馈的所述试验信号，并输出控制指令给所述控制执行单元；所述控制执行单元中所述主控制器接收所述控制指令，通过各个所述从控制器控制被试变流器以执行所需试验。本专利技术进一步公开利用上述试验装置的试验方法，步骤包括：1)当需要执行牵引变流器试验时，接入所述负载系统中对应牵引变流器所需负载的第一负载系统至被试变流器；当需要执行辅助变流器试验时，接入所述负载系统中对应辅助变流器所需负载的第二负载系统至被试变流器；转入执行步骤2)；2)启动试验，所述控制系统接收试验设置数据，并向所述直流电源系统发送控制指令，控制所述直流电源系统输出当前试验所需的直流电源给被试变流器，以及向所述被试变流器发送控制指令，控制被试变流器执行所需试验，所述试验包括牵引变流器试验、辅助变流器试验；3)执行试验时，采集被试变流器试验时的试验信号进行处理，输出所需试验参数，并将采集到的所述试验信号回馈至所述控制系统，返回执行步骤2)，直至退出当前试验。作为本专利技术方法的进一步改进：所述步骤3)中具体采集试验时被试变流器的输入电压和电流信号以及输出电压和电流信号，根据采集到的信号计算被试变流器的输入、输出功率，以及判定负载以及被试变流器的工作状态。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1)本通过复用一套控制结构及电源结构，由控制系统、直流电源系统以及负载系统构成一套通用高压试验装置，可同时满足牵引变流器及辅助变流器的试验需求，通用性强，大大减少了试验所需的成本、空间及能耗；同时基于一套试验装置，通过一套控制系统自动控制调节直流电源以及控制被试变流器执行试验，执行牵引变流器、辅助变流器试验，能够实现主辅变流器自动化试验，试验操作过程简单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城轨主辅变流器通用高压试验装置，其特征在于包括分别与被试变流器(1)连接的控制系统(2)、用于提供包括牵引变流器、辅助变流器的试验所需直流电源的直流电源系统(3)以及含有牵引变流器、辅助变流器所需负载的负载系统，所述控制系统(2)与所述直流电源系统(3)连接，所述控制系统(2)接收控制指令，控制所述直流电源系统(3)输出被试变流器(1)试验所需直流电源，以及控制被试变流器(1)执行所需试验。

【技术特征摘要】
1.一种城轨主辅变流器通用高压试验装置，其特征在于包括分别与被试变流器(1)连接的控制系统(2)、用于提供包括牵引变流器、辅助变流器的试验所需直流电源的直流电源系统(3)以及含有牵引变流器、辅助变流器所需负载的负载系统，所述控制系统(2)与所述直流电源系统(3)连接，所述控制系统(2)接收控制指令，控制所述直流电源系统(3)输出被试变流器(1)试验所需直流电源，以及控制被试变流器(1)执行所需试验。2.根据权利要求1所述的城轨主辅变流器通用高压试验装置，其特征在于：所述直流电源系统(3)包括依次连接的电源输入单元(31)、调压单元(32)、整流单元(33)以及电源输出单元(34)，所述电源输入单元(31)接入三相交流电源，经过所述调压单元(32)进行调压、所述整流单元(33)进行整流后，输出所需的直流电源，并通过所述电源输出单元(34)输出。3.根据权利要求2所述的城轨主辅变流器通用高压试验装置，其特征在于：所述整流单元(33)包括两组六脉波整流电路，两组所述六脉波整流电路之间按照试验所需电流、电压配置为串联或并联连接。4.根据权利要求3所述的城轨主辅变流器通用高压试验装置，其特征在于：所述调压单元(32)包括依次连接的调压器TM1以及整流变压器TM2，所述调压器TM1将所述三相交流电源进行降压，输出第一交流电压，所述整流变压器TM2的输入端接入所述第一交流电压，输出端输出第二交流电压。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的城轨主辅变流器通用高压试验装置，其特征在于：所述负载系统包括用于提供牵引变流器所需负载的第一负载系统(4)、用于提供辅助变流器所需负载的第二负载系统(5)，当被试变流器(1)为牵引变流器时，接入所述第一负载系统(4)至被试变流器(1)，当被试变流器(1)为辅助变流器时，接入所述第二负载系统(5)至被试变流器(1)。6.根据权利要求5所述的城轨主辅变流器通用高压试验装置，其特征在于：所述控制系统(2)包括分别与所述第一负载系统(4)、第二负载系统(5)连接的切换控制单元，通过所述切换控制单元控制接入所述第一负载系统(4)或所述第二负载系统(5)至被试变流器(1)。7.根据权利要求5所述的城轨主辅变流器通用高压试验装置，其特征在于：所述第二负载系统(5)为纯电感负载系统；所述纯电感负载系统包括DC110V负载以及多套不同档位的三相逆变负载。8.根据权利要求6或7所述的城轨主辅变...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文彬，谢明明，孙胜苗，谭冰，耶小方，张教文，屈宏涛，武洲，陈逢友，袁江煜，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43