一种多交流端口电力电子装置失效性能测试电路及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于电力电子变换器测试技术领域，尤其涉及一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路及方法。电路包括温度传感器、温度记录仪、功率分析仪、多个控制开关和多根连接电缆；所述主端口和从端口上均设置有温度传感器，所述温度传感器的输出端与所述温度记录仪连接；所述从端口的输入端设置有第一电压电流探头，所述主端口的输出端设置有第二电压电流探头；所述第一电压电流探头和第二电压电流探头的输出端与所述功率分析仪连接；每个所述主端口的输出端分别连接一个第一开关的一端，所述第一开关的另一端通过连接电缆与从端口的输入端连接。本发明专利技术可实现装置中各个端口的测试，无需设置大功率负荷或可回馈负荷，节省成本，避免能源浪费。避免能源浪费。避免能源浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种多交流端口电力电子装置失效性能测试电路及方法


[0001]本专利技术属于多端口电力电子变换器失效性能测试
，尤其涉及一种多交流端口电力电子装置失效性能测试电路及方法。

技术介绍

[0002]随着多种负荷和多种能源的交汇和互通，多端口电力电子装置的应用逐渐增多，如三端口的牵引变频器、带光伏逆变器的三端口电力电子变压器、带光伏逆变器和风电变流器的四端口电能路由器和微网多能互补调节装置等。
[0003]在这些多交流端口的电力电子装置失效性能考核测试过程中，两项重要的试验项目是变换器的长时间效率测试(包括最大效率、额定效率等)和温升测试。通常试验中的做法是采用符合装置功率等级的交流电源、变压器和交流负荷，通过控制交流负荷的不同功率档位，得到装置两个端口的效率，重复多次后得到全部端口的效率曲线；在温升测试中，将交流负荷切换到额定功率档，进行装置的温升测试。这种方法既需要较高的试验装置成本，试验过程中产生的电能也只能通过交流负荷转成热能耗散掉；有的试验系统中采用可回馈交流电源回收电能，但是受限于可回馈电源的最大功率和成本，实际测试中只有少部分采用。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种多交流端口电力电子装置失效性能测试电路及方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，待测电力电子装置包括一个从端口和至少一个主端口，所述从端口的输入端与电网连接，输出端通过交流母线与主端口的输入端连接；所述测试电路包括温度传感器、温度记录仪、功率分析仪、多个控制开关和多根连接电缆；
[0006]所述主端口和从端口上均设置有温度传感器，温度传感器的测试范围根据装置的工作范围温度选取合适的传感器，所述温度传感器的输出端与所述温度记录仪连接；所述从端口的输入端设置有第一电压电流探头，所述主端口的输出端设置有第二电压电流探头；所述第一电压电流探头和第二电压电流探头的输出端与所述功率分析仪连接；
[0007]每个所述主端口的输出端分别连接一个第一开关的一端，所述第一开关的另一端通过连接电缆与从端口的输入端连接。
[0008]所述的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，还包括第三开关和工频变压器T1，所述第三开关与所述工频变压器T1串联连接后并联连接在所述第一开关两端，所述工频变压器T1的变比等于所述主端口和交流电网的电压比。
[0009]所述的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，还包括第二开关，所述主端口有两个，每个主端口的输出端均连接一个第一开关的一端；所述第一开关的另一端通过连接电缆与所述第二开关的一端连接，所述第二开关的另一端与所述从端口的输入
端连接。
[0010]所述的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，还包括两个第三开关和工频变压器T2，每个所述第三开关的一端分别连接一个主端口的输出端，另一端经工频变压器T2与第一开关的另一端连接，所述工频变压器T2的变比等于两个主端口的电压比。
[0011]所述主端口有三个，测试电路还包括第二开关和第四开关，每个主端口的输出端均连接一个第一开关的一端；所述第一开关的另一端通过连接电缆与所述第二开关的一端连接，所述第二开关的另一端与所述从端口的输入端连接，所述第四开关的一端与所述从端口的输入端连接，另一端与所述第二开关的一端连接。
[0012]所述的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，还包括第三开关和工频变压器T1，所述第三开关的一端与分别连接一个主端口的输出端，另一端经工频变压器T1与所述第二开关的另一端连接，所述工频变压器T1的变比等于所述主端口与从端口的电压比。
[0013]此外，本专利技术还提供了一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试方法，采用所述的测试装置实现，包括以下步骤：
[0014](1)、测试从端口与其中一个主端口的效率时，闭合与该端口对应的第二开关，使从端口输入端连接电网，输出端经主端口和第一开关后，与从端口输入端连接形成环流电路；然后控制从端口按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相位的高频方波信号，控制对应的主端口的控制策略为对端口连接电抗中的电流进行闭环控制；设定不同的电流指令，通过多次取点测试，获得不同功率等级下的效率曲线；同时测量温升曲线；
[0015](2)、测试其中两个主端口时，闭合被测试的两个主端口对应的第一开关，从端口输入端连接电网，输出端依次经其中一个主端口、对应的两个第一开关、以及另一个主端口后连接从端口的输出端，形成环流电路；然后控制从端口按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相位的高频方波信号，控制其中一个主端口的控制策略为对端口连接电抗中的电流进行闭环控制，另一个端口的控制策略保持不变；设定不同的电流指令，通过多次取点测试，获得不同功率等级下的效率曲线；同时测量温升曲线。
[0016]所述步骤(1)中，从端口与主端口的电压等级相同，效率计算公式为：
[0017][0018]其中，P
U3
表示主端口的输出功率；P
电网
表示电网输入功率；
[0019]所述步骤(2)中，两个待测主端口的电压等级相同，效率计算公式为；
[0020][0021]其中，P
U2
表示测试时控制策略改变的主端口的输出功率；P
电网
表示电网输入功率。
[0022]此外，本专利技术还提供了另一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试方法，采用所述的测试装置实现，包括以下步骤：
[0023](1)、测试从端口与其中一个主端口的效率时，闭合第三开关和与该端口对应的第二开关，使从端口输入端连接电网，输出端依次经主端口、第二开关、工频变压器T1、和第三开关后，与从端口输入端连接形成环流电路；然后控制从端口按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相位的高频方波信号，控制对应的主端口的控制策略为对端口连接
电抗中的电流进行闭环控制；设定不同的电流指令，通过多次取点测试，获得不同功率等级下的效率曲线；同时测量温升曲线；
[0024](2)、测试其中两个主端口时，断开第三开关，闭合其中一个被测试的主端口对应的第一开关以及另一个被测试的主端口对应的第二开关，使从端口输入端连接电网，输出端依次经其中一个主端口、对应的第一开关、工频变压器、第二开关后返回从端口的输出端，形成环流电路；然后控制从端口按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相位的高频方波信号，控制其中一个主端口的控制策略为对端口连接电抗中的电流进行闭环控制，另一个端口的控制策略保持不变；设定不同的电流指令，通过多次取点测试，获得不同功率等级下的效率曲线；同时测量温升曲线。
[0025]所述步骤(1)中，从端口与主端口的电压等级不同，效率计算公式为：
[0026][0027]其中，P
U3
表示主端口的输出功率；P
电网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，待测电力电子装置包括一个从端口和至少一个主端口，所述从端口的输入端与电网连接，输出端通过母线与主端口的输入端连接；其特征在于，包括温度传感器、温度记录仪、功率分析仪、多个控制开关和多根连接电缆；所述主端口和从端口上均设置有温度传感器，所述温度传感器的输出端与所述温度记录仪连接；所述从端口的输入端设置有第一电压电流探头，所述主端口的输出端设置有第二电压电流探头；所述第一电压电流探头和第二电压电流探头的输出端与所述功率分析仪连接；每个所述主端口的输出端分别连接一个第一开关的一端，所述第一开关的另一端通过连接电缆与从端口的输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，其特征在于，还包括第三开关和工频变压器T1，所述第三开关与所述工频变压器T1串联连接后并联连接在所述第一开关两端，所述工频变压器T1的变比等于所述主端口和交流电网的电压比。3.根据权利要求1所述的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，其特征在于，还包括第二开关，所述主端口有两个，每个主端口的输出端均连接一个第一开关的一端；所述第一开关的另一端通过连接电缆与所述第二开关的一端连接，所述第二开关的另一端与所述从端口的输入端连接。4.根据权利要求3所述的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，其特征在于，还包括两个第三开关和工频变压器T2，每个所述第三开关的一端分别连接一个主端口的输出端，另一端经工频变压器T2与第一开关的另一端连接，所述工频变压器T2的变比等于两个主端口的电压比。5.根据权利要求1所述的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，其特征在于，所述主端口有三个，测试电路还包括第二开关和第四开关，每个主端口的输出端均连接一个第一开关的一端；所述第一开关的另一端通过连接电缆与所述第二开关的一端连接，所述第二开关的另一端与所述从端口的输入端连接，所述第四开关的一端与所述从端口的输入端连接，另一端与所述第二开关的一端连接。6.根据权利要求5所述的一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试电路，其特征在于，还包括第三开关和工频变压器T1，所述第三开关的一端与分别连接一个主端口的输出端，另一端经工频变压器T1与所述第二开关的另一端连接，所述工频变压器T1的变比等于所述主端口与从端口的电压比。7.一种多交流端口的电力电子装置失效性能测试方法，其特征在于，采用权利要求1、3、5任一项所述的测试装置实现，包括以下步骤：(1)、测试从端口与其中一个主端口的效率时，闭合与该端口对应的第二开关，使从端口输入端连接电网，输出端经主端口和第一开关后，与从端口输入端连接形成环流电路；然后控制从端口按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相位的高频方波信号，控制对应的主端口的控制策略为对端口连接电抗中的电流进行闭环控制；设定不同的电流指令，通过多次取点测试，获得不同功率等级下的效率曲线...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯高辉，布朋生，田原，郭大武，曹建文，袁晓明，刘继全，张胜达，赵永红，姜铭，许连丙，
申请(专利权)人：山西天地煤机装备有限公司，
类型：发明
国别省市：