本发明专利技术涉及一种IGCT三电平中压变频器用功率单元试验电路，其技术特点是：进线开关Q1与调压器T1相连接后经分开关Q11和分开关Q12分别接到变压器T11和变压器T12上，变压器T11和变压器T12分别与整流器A和整流器B相连接，整流器A和整流器B分别并联一组滤波电容CA和滤波电容CB，在滤波电容CA和滤波电容CB的两端分别并联有放电回路，放电回路与接地电路相连接，两组滤波电容通过di/dt缓冲回路与被试验功率单元相连接，被试验功率单元与试验负载相连接，试验用控制器与放电回路及被试验功率单元相连接。本发明专利技术实现了被试验功率单元的温升试验、单个IGCT器件以及桥臂的开通和关断试验，具有试验线路简单、总容量小、耗能低、对电网无污染、操作方便等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于中压变频器领域，尤其是一种IGCT三电平中压变频器用功率单元试 验电路。
技术介绍
IGCT (集成门极换向晶闸管)是一种应用于电力变换的大功率半导体开关器件， 具有导通电流大、通态导通压降低、以及快速关断的特点，是目前制造大功率三电平中压变 频器的主要功率开关器件。为深入了解IGCT器件特性，安全、高效使用IGCT，提升其应用设 计能力，研制高性能变频器以及进行出厂设备测试等需求，对IGCT三电平中压变频器用功 率单元进行试验是一项必不可少的工作。在大功率中压变频器设计中，为了设备制造和使用维护方便，通常按照功能将其 相关的功率器件(如电力电子器件、缓冲电路、散热器等)、控制电路、绝缘件和结构件等构 成一种整体的称为“功率单元”的模块，例如，通常以3个单相功率单元构成一套三相大功 率变频器。图1所示电路为一个中点钳位IGCT三电平变频器单相功率单元电气原理图，该 功率单元由多个IGCT器件、二极管及缓冲电路、散热器和绝缘件、结构件等组合而成，其中 V1-V4为IGCT器件，D1-D4为续流二极管，D5、D6为钳位二极管，LA、LB为di/dt限制电抗 器，图中所示相功率单元按三相公用di/dt限制电抗器方式，￥1、￥2、01、02、05组成的桥臂 称“上桥臂”，V3、V4、D3、D4、D6组成的桥臂称“下桥臂”，R1、Cl、D7与LA组成了上桥臂缓 冲电路，R2、C2、D8与LB组成了下桥臂缓冲电路。这样的单元设计不仅要考虑电应力、机械 应力、热应力等，还要考虑安装更换方便、体积小、美观等，这就使得功率单元成为一个最复 杂的电气部件，它的性能直接影响变频器的质量和效率，其电气性能指标与线路设计、压装 生产过程密切相关，是变频器设计的关键，需要有相应的试验电路对其电气特性做单独测 试。目前，由于大功率变频器设备额定出力测试受试验设备容量、场地、电源容量等的限制， 很难进行稳定的额定功率测试。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种IGCT三电平中压变频器用功 率单元试验电路，该试验电路通过选取不同负载的连接方式进行IGCT三电平相功率单元 的温升试验、单管开关性能试验及桥臂开关性能试验。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种IGCT三电平中压变频器用功率单元试验电路，包括进线开关、调压器、两分 开关、两变压器、两整流器、两滤波电容、放电回路、接地电路、di/dt缓冲回路、试验负载和 试验用控制器，进线开关Ql与调压器Tl相连接后经分开关Qll和分开关Q12分别接到变 压器Tll和变压器T12上，变压器Tll和变压器T12分别与整流器A和整流器B相连接，整 流器A和整流器B分别并联一组滤波电容CA和滤波电容CB，在滤波电容CA和滤波电容CB 的两端分别并联有放电回路，放电回路与接地电路相连接，两组滤波电容通过di/dt缓冲回路与被试验功率单元相连接，被试验功率单元与试验负载相连接，试验用控制器与放电 回路及被试验功率单元相连接。而且，所述的放电回路由晶闸管串联电阻构成，所述的接地电路为接地接触器，所 述的di/dt缓冲回路为两个电抗器。而且，所述的试验负载包括IGCT温升试验负载和IGCT开关试验负载。而且，所述的IGCT温升试验负载由带抽头的电感Ll和带抽头的电感L2组成；所 述的IGCT开关试验负载由电感L3和电阻RO串联组成。而且，所述的IGCT温升试验负载与被试验功率单元相连接进行被试验功率单元 的温升试验。而且，所述的IGCT开关试验与被试验功率单元的IGCT器件或上桥臂或下桥臂相 连接进行IGCT器件或上桥臂或下桥臂的开通和关断性能试验。本专利技术的优点和积极效果是本专利技术利用负载电感与滤波电容之间无功能量交换的原理实现IGCT三电平功率 单元在不同电压、电流和频率下的的多种工况温升试验，同时可实现IGCT三电平功率单元 中单个IGCT器件以及桥臂的开通和关断试验。本专利技术采用一个试验线路即可完成多种试 验，具有试验线路简单、总容量小、耗能低、对电网无污染、功能完备、操作方便以及实用性 强等特点。附图说明图1为现有的IGCT三电平变频器单相功率单元电气原理图；图2为专利技术的电路原理图；图3为本专利技术进行三电平中压变频器IGCT相功率单元负载温升试验的接线原理 图，其中图3a为半额定电压、额定频率温升试验接线图，图北为额定电压、额定频率温升 试验接线图；图4为本专利技术进行三电平中压变频器IGCT相功率单元单管开关性能试验的接线 原理图，其中图如是Vl管开关性能试验接线图；图4b是V2管开关性能试验接线图，图 4c是V3管开关性能试验接线图，图4d是V4管开关性能试验接线图；图5为本专利技术进行三电平中压变频器IGCT相功率单元桥臂试验接线原理图，其 中图fe是上桥臂管开关性能试验接线图，图恥是下桥臂管开关性能试验接线图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术实施例做进一步详述一种IGCT三电平中压变频器用功率单元试验电路，如图2所示，包括进线开关Q1、 调压器Tl、分开关Q11、分开关Q12、变压器T11、变压器T12、整流器A、整流器B、滤波电容 CA和CB、放电回路、接地电路、试验负载和试验用控制器。其具体连接关系为进线开关Ql 与调压器Tl相连接后经分开关Qll和分开关Q12分别接到变压器Tll和变压器T12上，调 压器Tl可以调整中间直流回路的电压，实现在试验电源配电范围内任意电压下的试验，分 开关Qll和Q12可以选通变压器Tll或变压器T12分别工作、或者两个变压器同时工作，以 满足不同的试验要求。变压器Tll和变压器T12分别接至整流器A和整流器B上，变压器T11、T12均为双副边变压器，整流器A和整流器B为二极管三相全波整流桥，两变压器的每 组副边接至1个二极管三相全波整流桥，构成A、B两组直流电源整流电路。整流器A和整 流器B分别并联一组滤波电容CA和CB，在两组滤波电容CA和CB的两端分别并联有放电回 路，放电回路由晶闸管串联电阻构成，即晶闸管VA与电阻RA串联构成一放电回路并联在 滤波电容CA的两端，晶闸管VB与电阻RB串联构成另一放电回路并联在滤波电容CB的两 端；放电回路与接地电路相连接，该接地电路为接地接触器，放电回路和接地电路是为试验 安全考虑的设备，在开关分断后对直流回路滤波电容进行放电；两组滤波电容通过di/dt 缓冲回路与被试验功率单元相连接，di/dt缓冲回路是针对IGCT特性设置的di/dt缓冲回 路并与被试验功率单元相连接，di/dt缓冲回路中使用电抗器LA和LB ；被试验功率单元与 试验负载相连接可进行不同内容的试验，试验用控制器与放电回路及被试验功率单元相连 接，试验用控制器可以按照不同的试验要求发出相应的控制指令。 试验负载包括IGCT温升试验负载和IGCT开关试验负载两部分IGCT温升试验负 载由电感Ll和电感L2组成，电感Ll和电感L2均为带抽头的电感，通过改变电感Ll、电感 L2抽头及电感Ll和电感L2的并联、串联方式，可以组合为多档不同的负载进行不同负载容 量IGCT功率单元的温升试验；IGCT开关试验负载由电感L3和电阻RO串联组成。本IGCT三电平中压变频器用功率单元试验电路可通过被试验功率单元与试验负 本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种ＩＧＣＴ三电平中压变频器用功率单元试验电路，其特征在于：包括进线开关、调压器、两分开关、两变压器、两整流器、两滤波电容、放电回路、接地电路、ｄｉ／ｄｔ缓冲回路、试验负载和试验用控制器，进线开关Ｑ１与调压器Ｔ１相连接后经分开关Ｑ１１和分开关Ｑ１２分别接到变压器Ｔ１１和变压器Ｔ１２上，变压器Ｔ１１和变压器Ｔ１２分别与整流器Ａ和整流器Ｂ相连接，整流器Ａ和整流器Ｂ分别并联一组滤波电容ＣＡ和滤波电容ＣＢ，在滤波电容ＣＡ和滤波电容ＣＢ的两端分别并联有放电回路，放电回路与接地电路相连接，两组滤波电容通过ｄｉ／ｄｔ缓冲回路与被试验功率单元相连接，被试验功率单元与试验负载相连接，试验用控制器与放电回路及被试验功率单元相连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：楚子林，李红霞，徐道恒，金雪峰，伍丰林，许希，王建峰，
申请(专利权)人：天津电气传动设计研究所，天津天传电气有限公司，
类型：发明
国别省市：12
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