一种针对船用电气电子产品的能源波动测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种针对船用电气电子产品的能源波动测试系统，包括：电网侧电源，其用于提供测试所需的系统电源；变流装置，其位于电网测电源和被试设备之间，用于获取测试所需的能源波动参数，基于被试设备的额定功率和/或额定电压，根据能源波动参数，生成与能源波动参数匹配的用于模拟电网波动时实际输入至被试设备的波动信号，并将其输入至被试设备，以监控被试设备在输入电源产生波动的情况下的实际运行状态，其中，能源波动参数包括：波动属性、测试类别、波动值及波动时长。本实用新型专利技术采用电力电子变流装置的方式，实现包括电压稳态波动、电压瞬态波动、频率稳态波动以及频率瞬态波动在内的各类能源波动测试。

An energy fluctuation test system for marine electrical and electronic products

【技术实现步骤摘要】
一种针对船用电气电子产品的能源波动测试系统
本技术涉及电力产品试验
，尤其是涉及一种针对船用电气电子产品的能源波动测试系统。
技术介绍
近年来，船舶推进系统采用电力系统越来越广泛，而在船上供电系统中，当突然投入设备或者突然切除设备等情况时，供电电网不免产生波动，从而影响船上电气电子设备的正常运行带来。为了验证当供给能源产生波动时，船用电气电子产品能否具有其预期功能能力，在根据中国船级社GD22-2015《电气电子产品型式认可试验指南》，使用于船舶和海上设施再进行型式认可试验时，需要进行能源波动试验。图1是本申请实施例的GD22-2015标准中对能源波动试验的电源要求示意图。从图1可以看出，标准要求试验时，被试产品供电电压电源需实现电压波动、及频率波动，具体为：电压稳态波动为-10％到+6％，频率稳态波动±5％；电压瞬态波动±20％(恢复时间1.5s)，频率瞬态波动±10％(恢复时间5s)。图2为现有常用电压波动试验电路结构示意图。如图2所示，该系统包括：变压器原边断路器QF1、调压器TM1、变压器次边断路器QF2等部分。试验时，调压器使被试设备输入电压为额定值，并运行被试设备，当需要电网电压波动时，调节调压器TM1的输出电压的幅值，使其达到目标值并针对波动测试开始计时，当针对波动维持时长的计时达到标准或客户要求值后，再次调节调压器TM1的输出电压的幅值，使其恢复至被试设备输入电压额定值。变压器的电压调节可以通过手动调节，也可以通过微机控制进行远程调节。由于调压器调压需要一定的时间，且电压调节时间随着电压调节的幅值越大，所需时间越长。另外，相同的电压幅值调节每次所需的时间也有一定的不确定性。因此，目前常用的试验系统，存在以下缺点：a、电压调节时间无法准确控制，测试效率受调压器调压速率、调压范围的限制；b、通过调压器调压，无法进行能源瞬态波动试验；c、通过变压器，无法进行频率变换，因此，无法进行包括频率稳态波动、频率瞬态波动的频率波动试验。
技术实现思路
本技术需要提供一种调节速度快，并且能够进行各类能源波动测试的系统。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种针对船用电气电子产品的能源波动测试系统，包括：电网侧电源，其用于提供测试所需的系统电源；变流装置，其位于所述电网测电源和被试设备之间，用于获取测试所需的能源波动参数，基于所述被试设备的额定功率和/或额定电压，根据所述能源波动参数，生成与所述能源波动参数匹配的用于模拟电网波动时实际输入至所述被试设备的波动信号，并将其输入至所述被试设备，以监控所述被试设备在输入电源产生波动的情况下的实际运行状态，其中，所述能源波动参数包括：波动属性、测试类别、波动值及波动时长。优选地，所述系统还包括：供电变压器，其位于所述电网侧电源与所述变流装置之间，用于接收第一变比信息，根据所述第一变比信息调节自身输出电压，得到用于满足所述变流装置所需的输入电压等级的变流输入信号，并将其传送至所述变流装置。优选地，所述系统还包括：隔离变压器，其位于所述变流装置与所述被试设备之间，用于接收第二变比信息，根据所述第二变比信息，将获取到的所述波动信号进行调节，得到用于满足所述被试设备所需的输入电压等级的波动信号，并将其传输至传送至所述被试设备。优选地，所述变流装置包括：整流单元，其用于接收所述变流输入信号，并在变流控制单元的控制下将所述变流输入信号进行整流处理；变流控制单元，其采集并检测所述整流单元输入端的电流及电压信号、逆变单元输出端的电流及电压信号，基于此，根据获取到的所述能源波动参数，形成满足当前波动变化范围及时长条件的斩波控制信号和逆变控制信号；直流斩波单元，其与所述整流单元连接，用于接收所述斩波控制信号，利用所述斩波控制信号驱动所述直流斩波单元内的功率器件的通断状态，以将从所述整流单元接收到的整流输出信号转换成相应的斩波输出信号；逆变单元，其与所述直流斩波单元连接，用于接收所述逆变控制信号和所述斩波输出信号，在所述逆变控制信号的控制下将所述斩波输出信号进行逆变处理，得到相应的所述波动信号。优选地，所述变流控制单元，其还用于检测所述被试设备的输入电压信号，当该信号的幅值或频率达到当前测试所需的能源波动参数中的波动值，并且维持时间达到波动时长时，根据所述被试设备的额定电压及额定频率，生成相应的额定状态斩波信号和额定状态逆变信号，并将其分别输入至所述直流斩波单元和所述逆变单元中，以在所述变流控制单元的控制下使得所述被试设备获取到符合额定工作电压及额定工作频率的输入信号。优选地，所述系统还包括：滤波装置，其位于所述变流装置与所述隔离变压器之间，用于对所述变流装置输出的所述波动信号进行电压滤波处理，以提高所述波动信号的质量。优选地，所述系统还包括：高压开关器，其位于所述电网侧电源和所述供电变压器之间，用于利用接收到的第一闭合/断开信号控制自身的通断状态，以控制系统电源的输入；第一交流断路器，其位于所述供电变压器和所述变流装置之间，用于利用接收到的第二闭合/断开信号控制自身的通断状态，以控制所述变流装置的输入；第二交流断路器，其位于所述隔离变压器和所述被试设备之间，用于利用接收到的第三闭合/断开信号控制自身的通断状态，以控制所述被试设备的输入。优选地，所述系统还包括：主控模块，其用于在测试开始前的系统启动阶段，依次向所述高压开关器发送所述第一闭合信号、向第一交流断路器发送所述第二闭合信号、向第二交流断路器发送所述第三闭合信号，以及在测试结束后的系统关闭阶段，依次向第二交流断路器发送所述第三断开信号、向第一交流断路器发送所述第二断开信号、向所述高压开关器发送所述第一断开信号。优选地，所述系统还包括：测试负载装置，其与所述被试设备的输出端连接，用于增加所述被试设备的负荷，以模拟所述被试设备实际运行过程中的负载，其中，所述测试负载装置为阻性负载或电机机组。优选地，所述整流单元和所述逆变单元采用基于IGBT器件的桥式整流结构。与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：本技术利用采用电力电子变流装置的方式，实现包括电压稳态波动、电压瞬态波动、频率稳态波动以及频率瞬态波动在内的各类能源波动测试。在船舶电气电子设备波动试验系统中，创新性的使用电力电子变流器的方式，实现能源波动试验条件，有效的解决了现有系统电压调节时间无法准确控制的难题、无法进行电压瞬态波动的难题、以及解决现有系统无法进行频率波动的难题。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例共同用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1是本申请实施例的GD22-2015标准中对能源波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对船用电气电子产品的能源波动测试系统，包括：/n电网侧电源，其用于提供测试所需的系统电源；/n变流装置，其位于所述电网测电源和被试设备之间，用于获取测试所需的能源波动参数，基于所述被试设备的额定功率和/或额定电压，根据所述能源波动参数，生成与所述能源波动参数匹配的用于模拟电网波动时实际输入至所述被试设备的波动信号，并将其输入至所述被试设备，以监控所述被试设备在输入电源产生波动的情况下的实际运行状态，其中，所述能源波动参数包括：波动属性、测试类别、波动值及波动时长。/n

【技术特征摘要】
1.一种针对船用电气电子产品的能源波动测试系统，包括：
电网侧电源，其用于提供测试所需的系统电源；
变流装置，其位于所述电网测电源和被试设备之间，用于获取测试所需的能源波动参数，基于所述被试设备的额定功率和/或额定电压，根据所述能源波动参数，生成与所述能源波动参数匹配的用于模拟电网波动时实际输入至所述被试设备的波动信号，并将其输入至所述被试设备，以监控所述被试设备在输入电源产生波动的情况下的实际运行状态，其中，所述能源波动参数包括：波动属性、测试类别、波动值及波动时长。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
供电变压器，其位于所述电网侧电源与所述变流装置之间，用于接收第一变比信息，根据所述第一变比信息调节自身输出电压，得到用于满足所述变流装置所需的输入电压等级的变流输入信号，并将其传送至所述变流装置。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
隔离变压器，其位于所述变流装置与所述被试设备之间，用于接收第二变比信息，根据所述第二变比信息，将获取到的所述波动信号进行调节，得到用于满足所述被试设备所需的输入电压等级的波动信号，并将其传输至传送至所述被试设备。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述变流装置包括：
整流单元，其用于接收所述变流输入信号，并在变流控制单元的控制下将所述变流输入信号进行整流处理；
变流控制单元，其采集并检测所述整流单元输入端的电流及电压信号、逆变单元输出端的电流及电压信号，基于此，根据获取到的所述能源波动参数，形成满足当前波动变化范围及时长条件的斩波控制信号和逆变控制信号；
直流斩波单元，其与所述整流单元连接，用于接收所述斩波控制信号，利用所述斩波控制信号驱动所述直流斩波单元内的功率器件的通断状态，以将从所述整流单元接收到的整流输出信号转换成相应的斩波输出信号；
逆变单元，其与所述直流斩波单元连接，用于接收所述逆变控制信号和所述斩波输出信号，在所述逆变控制信号的控制下将所述斩波输出信号进行逆变处理，得到相应的所述波动信号。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁秀龙，赵建伟，程浩，何武林，陈玲，刘阳，吴双艺，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43