一种柔性直流换流阀功率模块通用测试装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种柔性直流换流阀功率模块通用测试装置和方法，能够实现一键自动测试1个IGBT压接组件的4个IGBT，并通过同轴电阻获得更加准确的测试结果。上位机通过RS485与温湿度传感器、控制器通讯，通过以太网对示波器进行通讯，通过RS232与高压直流源进行通讯。控制器通过光纤链路与驱动转接板进行通讯，通过GPIO控制门禁系统、散热系统、指示灯、气动系统。驱动转接板通过光纤链路给IGBT驱动器发送IGBT控制指令，IGBT驱动器转化为驱动脉冲控制IGBT动作。高压直流源启动后给电容池充电，配合空心电感与气动刀闸，实现IGBT器件的自动测试。通过测量同轴电阻两端电压，换算得到电流。换算得到电流。换算得到电流。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流换流阀功率模块通用测试装置和方法


[0001]本专利技术属于柔性直流
，具体涉及一种IGBT压接组件的双脉冲测试装置和方法。

技术介绍

[0002]近年来全球柔性直流输电工程建设迅猛，呈现出高电压、大容量、多端口的发展趋势。在换流系统中，开关管、二极管和储能电容等功率器件进行有机组合，形成了换流模块。以换流模块为基本单元的换流器拓扑，结合先进控制方法，实现了电力的高可靠性传输。由此可见，功率器件是柔性直流输电技术最为核心的基础设备之一。而功率器件的可靠性问题严峻，其失效率占变流器系统最高，达到了34％。因此，对柔性直流输电换流模块的关键部件动态开关特性测试，显得尤为重要。
[0003]现有IGBT动态测试平台存在以下缺点：
[0004]1、每次只能测试IGBT组件中的一个IGBT。这就意味着，如果一个全桥IGBT组件，需要经历4次手动线缆连接和电容池充放电，才能完成一个组件的测试。长期使用，不但设备损耗大而且工作效率低。
[0005]2、现有IGBT组件主要分为灌封式和压接式两种，而一般的测试装置很难完全兼容。
[0006]3、绝大部分IGBT动态测试平台都采用差分探头和罗氏线圈测试电压电流，并传输给示波器呈现波形。然而罗氏线圈带宽有限，目前广泛使用的PEM公司出产的罗氏线圈带宽最大16MHz，无法快速响应脉冲电流的变化，且引入干扰，导致测试结果存在一定偏差

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于解决上述现有技术中关于IGBT动态测试平台的缺点，提出了一种能够兼容两种IGBT组件，且具有更高精度，更高效率的全自动测试装置和方法。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术采用技术方案如下：
[0009]一种柔性直流换流阀功率模块通用测试装置，包括上位机，控制器，示波器，IGBT驱动系统，电磁阀和测试电路；
[0010]所述测试电路中设置有气动刀闸，所述气动刀闸用于将被测组件接入测试回路；
[0011]所述上位机与控制器和示波器连接，所述控制器的输出端和IGBT驱动系统以及电磁阀连接；
[0012]所述上位机用于设置测试参数，并向控制器下发动作指令，接收并处理示波器接收到的数据；所述控制器用于根据上位机的指令，控制IGBT驱动系统；
[0013]所述示波器和电压传感器以及电流传感器连接，所述电压传感器和电流传感器分别用于测量被测组件的集射电压和集电极电流；
[0014]所述电磁阀用于控制气动刀闸地分合；所述IGBT驱动系统用于控制被测试组件的通、断。
[0015]进一步的，测试电路的电源为直流供电系统，直流供电系统由电连接的高压直流源和电容池组成，高压直流源和电容池之间安装有气动刀闸QS5。
[0016]进一步的，电容池与放电电阻电连接，所述电容池与放电电阻之间设置有气动刀闸QS6。
[0017]进一步的，电流传感器为同轴电阻。
[0018]进一步的，还包括加热检测系统，所述加热检测系统包括电加热器和油加热机；所述加热器和控制器连接。
[0019]进一步的，控制器的输出端与电磁锁连接，所述电磁锁用于打开或关闭柜门。
[0020]进一步的，控制器上连接有面板，所述面板上设置有运行指示灯、故障指示灯和用于输入控制信号的按钮。
[0021]一种柔性直流换流阀功率模块通用测试方法，包括以下步骤：
[0022]1)测试准备：将环境温度加热至测试所需温度；使测试电压达到目标值；设定本次测试的第一脉冲时间、脉冲间隔时间、第二脉冲时间；
[0023]2)通过上位机、控制器、电磁阀和气动刀闸QS1
‑
QS4将被测IGBT接入测试回路，并判断当前测试回路是否正确；
[0024]3)根据测试要求开通或关断被测IGBT；
[0025]4)上位机读取示波器上传的测试数据，根据测试数据计算IGBT的动态参数并保存；
[0026]5)通过上位机预设的程序，自动选择下一个IGBT进行测试，重复3)
‑
5)，直至被测组件的所有IGBT均完成测试。
[0027]本专利技术至少具有以下有益的技术效果：
[0028]1、本测试装置，具备全自动一键测试功能。可以按照预先设定好的各项参数，一次性完成所述被测组件IGBT的动态双脉冲测试。取消中间接线的环节、避免了所述直流供电系统的反复充放电，一次充放电可测量4个IGBT的参数。减少了设备损耗，提升了测试效率，有利于产业化发展。
[0029]2、本测试装置，配置了电加热器和油加热机，可根据被测IGBT类型，选择对应的加热方式，不但能够兼容不同类型的IGBT组件，且能够通过高压直流源、上位机软件和加热器实现在不同电压、电流、温度下的动态双脉冲测试。
[0030]3、本测试装置，使用带宽200MHz，阻抗值0.01Ω，相差2ns的高精度同轴电阻，不会在电流检测部分引入寄生电感，同时也大幅提高了高频电流的检测带宽和精度。
[0031]本专利技术的测试方法，利用上述测试装置，首先进行测试准备，当将被测IGBT接入测试回路后，先检测当前测试回路是否正确，再进行测试，通过上位机的设置自动选择下一个IGBT进行测试，取消中间接线的环节、避免了所述直流供电系统的反复充放电，一次充放电可测量4个IGBT的参数，提升了测试效率。
附图说明
[0032]图1为本测试装置的硬件架构与被测组件(全桥型)的连接图；
[0033]图2为本测试装置的测试流程图；
[0034]附图中，1
‑
上位机，2
‑
控制器，3
‑
温湿度器，4
‑
示波器，5
‑
高压直流源，6
‑
电容池，7
‑
驱动转接板，8
‑
驱动器，9
‑
放电电阻，10
‑
空心电感，11
‑
电磁锁，12
‑
加热器，13
‑
面板，14
‑
电磁阀，15
‑
气泵，16
‑
油加热机，17
‑
同轴电阻。
[0035]其中油加热的循环回路如附图中虚线所示。
具体实施方式
[0036]为了使本专业
的人员更好地理解本专利技术方案，以下将结合本专利技术实施例中的示意图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域其他技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0037]下面结合附图对本方案做进一步行详细说明
[0038]本专利技术包括硬件和软件两部分。
[0039]一、硬件设计方案：
[0040]图1为本测试装置的硬件架构与被测组件(全桥型)的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流换流阀功率模块通用测试装置，其特征在于，包括上位机(1)，控制器(2)，示波器(4)，IGBT驱动系统，电磁阀(14)和测试电路；所述测试电路中设置有气动刀闸，所述气动刀闸用于将被测组件接入测试回路；所述上位机(1)与控制器(2)和示波器(4)连接，所述控制器(2)的输出端和IGBT驱动系统以及电磁阀(14)连接；所述上位机用于设置测试参数，并向控制器(2)下发动作指令，接收并处理示波器(4)接收到的数据；所述控制器(2)用于根据上位机的指令，控制IGBT驱动系统；所述示波器(4)和电压传感器以及电流传感器连接，所述电压传感器和电流传感器分别用于测量被测组件的集射电压和集电极电流；所述电磁阀(14)用于控制气动刀闸地分合；所述IGBT驱动系统用于控制被测试组件的通断。2.根据权利要求1所述的一种柔性直流换流阀功率模块通用测试装置，其特征在于，所述测试电路的电源为直流供电系统，直流供电系统由电连接的高压直流源(5)和电容池(6)组成，高压直流源(5)和电容池(6)之间安装有气动刀闸QS5。3.根据权利要求2所述的一种柔性直流换流阀功率模块通用测试装置，其特征在于，所述电容池(6)与放电电阻(9)电连接，所述电容池(6)与放电电阻(9)之间设置有气动刀闸QS6。4.根据权利要求1所述的一种柔性直流换流阀功率模块通用测试装置，其特征在于，所述电流传感器为同轴电阻(17...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建林，杨帆，谢文杰，韩飞行，赵伟，
申请(专利权)人：特变电工新疆新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：