变流器测试平台及测试方法技术

本发明专利技术提供了一种变流器测试平台及测试方法，包括：操作终端，被配置为向控制单元提供测试指令；控制单元，被配置为根据测试指令向被测主回路提供测试信号；以及被测主回路，被配置为由母线BUS、电压传感器、电流传感器、交流电抗器及被测试的功率模块构成被测试的功率模块的测试电路，并根据被测试的功率模块的性能生成测试数据；其中所述控制单元和所述被测主回路位于变流器内部。测主回路位于变流器内部。测主回路位于变流器内部。

【技术实现步骤摘要】
变流器测试平台及测试方法


[0001]本专利技术涉及变流器
，特别涉及一种变流器测试平台及测试方法。

技术介绍

[0002]目前，风电市场竞争非常激烈，各大公司加大了对变流器研发的投入，产品更新换代较为频繁。各公司为了保持风电市场的占有率，同样增加了对变流器研发的投入。在变流器研发过程中，需要对产品进行测试，验证产品与设计方案是否匹配。针对产品的测试项目较多，包括产品系统测试、EMC测试、环境试验测试、白盒测试和IGBT功率模块测试。其中，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)功率模块为变流器的核心部件，是实现交直流变换的主要器件，为系统白盒中的重要测试对象，需要投入较多资源进行测试。
[0003]随着变流器更大功率等级、多并联、ANPC三电平的发展趋势，机柜内功率套件个数越来越多。但现有技术侧重于变流器的测试实现、测试电路搭建等，仅针对单个功率模块的测试平台、测试方法，缺少量产测试、批量测试、自动化测试等的相关技术，在整机出厂测试、实现整机多个功率模块的脉冲测试等领域进展缓慢。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种变流器测试平台及测试方法，以解决现有的变流器测试缺少量产测试、批量测试、自动化测试的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种变流器测试平台，包括：
[0006]操作终端，被配置为向控制单元提供测试指令；
[0007]控制单元，被配置为根据测试指令向被测主回路提供测试信号；以及
[0008]被测主回路，被配置为由母线BUS、电压传感器、电流传感器、交流电抗器及被测试的功率模块构成被测试的功率模块的测试电路，并根据被测试的功率模块的性能生成测试数据；
[0009]其中所述控制单元和所述被测主回路位于变流器内部。
[0010]可选的，在所述的变流器测试平台中，所述控制单元包括：
[0011]主控板，被配置为由具有数据处理、程序控制功能的芯片搭建，以与操作终端进行通信；以及
[0012]驱动板，被配置为与主控板通过排线连接，以根据其接收到的主控板发出的PWM指令和/或转换电平，将相适应的门级信号分配至各个被测试的功率模块，进而控制各个被测试的功率模块的导通和关断。
[0013]可选的，在所述的变流器测试平台中，单独搭建控制单元和被测主回路，或直接利用变流器自身硬件作为控制单元和被测主回路；
[0014]操作终端为个人电脑，与变流器的控制单元通过网线连接；
[0015]确定操作终端、控制单元和被测主回路连接后，测试人员能够通过个人电脑直接
对变流器进行手动操作，进行各类测试，并获取测试数据。
[0016]可选的，在所述的变流器测试平台中，控制单元与被测主回路之间连接的方式和工作原理包括：
[0017]控制单元通过排线与功率套件的驱动板连接，脉冲测试时，主控板在收到测试指令后，按照测试前设置的初始参数，通过排线向驱动板发送匹配的PWM信号，所述初始参数包括脉冲宽度和续流时间，
[0018]在变流器整机内，驱动板直接固定在功率套件表面，功率套件表面和四周具有固定尺寸的接线孔和交流出力铜端子，在设计驱动板时按照套件端子位置相应的尺寸和方位预留匹配的接线孔，驱动板直接通过螺栓固定安装在功率套件上。
[0019]可选的，在所述的变流器测试平台中，驱动板的供电通过排线取自控制单元；
[0020]驱动板接收到匹配的PWM信号后，驱动板通过调压模块、隔离模块和驱动电阻产生相适应的门级信号，施加在功率套件ge端，以控制功率套件的导通和关断；
[0021]在母线BUS带电的情况下，电压传感器采集被测主回路各处的电压作为测试数据，电流传感器采集被测主回路各处的电流作为测试数据，观测功率套件交流侧的电流波形和电压波形，测试数据被提供至控制单元中，控制单元根据测试数据中的电压和电流进行实时运算和判断，电流波形和电压波形提供至操作终端的显示器界面。
[0022]可选的，在所述的变流器测试平台中，被测主回路的接线方式和工作原理是：母线BUS和母线电容连接至功率套件直流端；
[0023]功率套件交流端连接至交流电抗器，交流电抗器出口处采用短路夹短接，以构成完整的回路。
[0024]可选的，在所述的变流器测试平台中，脉冲测试时，母线BUS先得电，控制单元采集到母线电压后，进行脉冲测试，个人电脑发出测试指令，控制单元收到测试指令后，控制PWM脉冲收发，经驱动板调理后提供至IGBT的门级，以使IGBT导通或关断；
[0025]控制单元采集到的电流波形和电压波形后，以离散的方式生成若干个测试点，并与标准波形的包络进行比较，如果每个测试点都在包络内，则脉冲测试通过，该IGBT的功能完好，输出波形和结果，该单个IGBT的脉冲测试完成。
[0026]本专利技术还提供一种基于上述的变流器测试平台的测试方法，多个功率套件的自动化脉冲测试方法包括：
[0027]进行准备工作，将交流电抗器输出端进行短接，将个人电脑、控制单元和被测主回路进行连接，进行测试参数的配置，测试参数包括脉冲时间、脉冲个数和续流时间；在变流器整机上测试，若交直流源能够得电，则通过交直预充电的方式使母线得电，或直接连接直流高压源的方式使母线得电；
[0028]测试人员检查无误后，用上位机发出测试指令，开始自动化脉冲测试：主控板收到测试指令后，按照运行在主控板内的程序顺序自动连续测试全部的功率套件；
[0029]当前IGBT测试包括：主控板提供PWM脉冲，经过驱动板调理后控制IGBT导通和关断，被测回路动作后产生电压波形和电流波形，电压传感器采集母线电压和交流电抗器端电压，电流传感器采集功率套件交流端电流。
[0030]可选的，在所述的变流器测试方法中，
[0031]当前IGBT测试结束后，主控板按程序写好的顺序，自动进行下一个IGBT的脉冲测
试，重复当前IGBT测试步骤直到测完所有IGBT；
[0032]若发生故障，则停止测试，并提示测试人员排故，排故结束后，可以选择继续测试或者重新测试；
[0033]将套件应力测试程序、均流特性测试程序和电抗器饱和曲线测试程序提前加入对应的测试程序，在脉冲测试过程中，同步进行套件应力测试、均流特性测试和电抗器饱和曲线测试，作为脉冲测试的附加功能。
[0034]可选的，在所述的变流器测试方法中，套件应力测试包括：在获得母线电压、功率套件交流侧电流、功率套件Uce电压之后，将脉冲测试的参数调整，使脉冲测试的工况为极限条件(最严苛条件)，进行脉冲测试，得到功率套件在极限母线电压时关断最大电流时的Uce，完成功率套件的套件应力测试。
[0035]可选的，在所述的变流器测试方法中，均流特性测试包括：同样的极限工况下，获得多并联的功率套件交流端出口和功率套件直流端出口的每个支路电流数据后，得到均流特性的测试数据，由主控板收集并分析结果，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变流器测试平台，其特征在于，包括：操作终端，被配置为向控制单元提供测试指令；控制单元，被配置为根据测试指令向被测主回路提供测试信号；以及被测主回路，被配置为由母线BUS、电压传感器、电流传感器、交流电抗器及被测试的功率模块构成被测试的功率模块的测试电路，并根据被测试的功率模块的性能生成测试数据；其中所述控制单元和所述被测主回路位于变流器内部。2.如权利要求1所述的变流器测试平台，其特征在于，所述控制单元包括：主控板，被配置为由具有数据处理、程序控制功能的芯片搭建，以与操作终端进行通信；以及驱动板，被配置为与主控板通过排线连接，以根据其接收到的主控板发出的PWM指令和/或转换电平，将相适应的门级信号分配至各个被测试的功率模块，进而控制各个被测试的功率模块的导通和关断。3.如权利要求2所述的变流器测试平台，其特征在于，单独搭建控制单元和被测主回路，或直接利用变流器自身硬件作为控制单元和被测主回路；操作终端为个人电脑，与变流器的控制单元通过网线连接；确定操作终端、控制单元和被测主回路连接后，测试人员能够通过个人电脑直接对变流器进行手动操作，进行各类测试，并获取测试数据。4.如权利要求3所述的变流器测试平台，其特征在于，控制单元与被测主回路之间连接的方式和工作原理包括：控制单元通过排线与功率套件的驱动板连接，脉冲测试时，主控板在收到测试指令后，按照测试前设置的初始参数，通过排线向驱动板发送匹配的PWM信号，所述初始参数包括脉冲宽度和续流时间，在变流器整机内，驱动板直接固定在功率套件表面，功率套件表面和四周具有固定尺寸的接线孔和交流出力铜端子，在设计驱动板时按照套件端子位置相应的尺寸和方位预留匹配的接线孔，驱动板直接通过螺栓固定安装在功率套件上。5.如权利要求4所述的变流器测试平台，其特征在于，驱动板的供电通过排线取自控制单元；驱动板接收到匹配的PWM信号后，驱动板通过调压模块、隔离模块和驱动电阻产生相适应的门级信号，施加在功率套件ge端，以控制功率套件的导通和关断；在母线BUS带电的情况下，电压传感器采集被测主回路各处的电压作为测试数据，电流传感器采集被测主回路各处的电流作为测试数据，观测功率套件交流侧的电流波形和电压波形，测试数据被提供至控制单元中，控制单元根据测试数据中的电压和电流进行实时运算和判断，电流波形和电压波形提供至操作终端的显示器界面。6.如权利要求5所述的变流器测试平台，其特征在于，被测主回路的接线方式和工作原理是：母线BUS和母线电容连接至功率套件直流端；功率套件交流端连接至交流电抗器，交流电抗器出口处采用短路夹短接，以构成完整的回路。7.如权利要求6所述的变流器测试平台，其特征在于，脉冲测试时，母线BUS先得电，控
制单元采集到母线电压后，进行脉冲测试，个人电脑发出测试指令，控制单元收到测试指令后，控制PWM脉冲收发，经驱动板调理后提供至IGBT的门级，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾伟，徐其惠，温进，曹亮，曾伟，刘贺，高凯，
申请(专利权)人：远景能源有限公司，
类型：发明
国别省市：