CN107390139B - 一种便携式并网变流器测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于变流器测试技术领域，具体涉及一种便携式并网变流器测试装置，包括电源输入端、电流激励输出模块、交流电压输出模块、第一直流电压输出模块、以及驱动信号输出模块，使得变流器的测试更为全面，不仅能够提供变流器的开关器件进行测试的信号，而且能够提供变流器的电压、电流进行模拟采样及测试的信号，不需要单独使用开关电源、交流电流发生装置、交流电压发生装置、直流电源等设备对变流器的模拟采样以及功率器件进行测试，而且采用集成的模块设计，体积小，便于携带，便于实现现场测试。

Description

一种便携式并网变流器测试装置

技术领域

本发明属于变流器测试技术领域，具体涉及一种适用于静止无功发生器（SVG）、有源电力滤波器（APF）、光伏逆变器、功率转换器（PCS）等并网变流器的出厂测试以及现场测试，也可以用于变频器测试的便携式并网变流器测试装置。

背景技术

变流器是使电源系统的电压、频率、相数和其他电量或特性发生变化的电器设备。包括整流器（交流变直流<AC/DC>）、逆变器（直流变交流<DC/AC>)、交流变流器(交流变频器<AC/AC>)和直流变流器（直流斩波器<DC Chopper>）

随着电力电子技术的发展，并网变流器正在越来越广泛的应用于电力系统，由于并网变流器主电路以及控制系统非常复杂，需要在出厂测试以及现场测试中对装置进行详细完善的测试。

在传统的并网变流器测试环节，工程技术人员需要利用开关电源、交流电流发生装置、交流电压发生装置、直流电源等设备对变流器的模拟采样以及功率器件进行测试，测试过程复杂并且具有一定的危险性，特别在现场测试中受条件限制不具备测试所需专用测试设备。

专利CN202693640U提出一种用于变频器测试的便携式可调直流电压源，该专利通过变压器以及变流控制器为变频器提供0~2000V可调直流电压源，从而对变频器开关器件进行测试，但是开关器件的测试只能利用变流器本身驱动信号，即在装置自身控制系统装置完好的情况对功率器件进行测试。

专利CN102288923A 提出一种变流器模块测试装置及其方法，该专利通过电源单元以及控制脉冲单元为变流器提供直流电源以及驱动信号，从而对变流器的开关器件进行测试，与专利CN202693640U相比虽然可以在不利用变流器自身控制系统的情况下对开关器件进行测试，但是测试仍不够全面，并且测试装置不具备便携特性，不适合在安装现场对变流器进行测试。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中并网变流器测试系统所提供电源信号，只针对变流器开关器件进行测试，无法全面测试变流器的问题。

为此，本发明提供了一种便携式并网变流器测试装置，包括电源输入端，还包括电流激励输出模块、交流电压输出模块、第一直流电压输出模块、以及驱动信号输出模块；

所述电流激励输出模块包括降压变压器以及与该降压变压器短路连接的低电阻导线，所述降压变压器的原边与电源输入端电连接，降压变压器的副边通过连接低电阻导线进行短路连接，用于与变流器电流霍尔或者电流互感器形成闭合回路；

所述电压输出模块包括同步变压器，该同步变压器的原边与与电源输入端电连接，同步变压器的副边用于连接与变流器同步变压器信号输入端口；

所述第一直流电压输出模块包括调压器、整流桥、以及滤波电路组成，所述调压器的原边与电源输入端电连接，调压器的副边顺次与整流器、滤波电路连接，所述第一直流电压输出模块的输出端用于连接变流器的直流母线；

所述驱动信号输出模块，与变流器驱动接口连接，用于输出驱动信号，从而控制变流器的开关器件的导通和关断。

还包括第二直流电压输出模块，所述第二直流电压输出模块包括开关电源，开关电源的输入端与电源输入端连接，开关电源的输出端与变流器控制电路的电源输入端电连接。

所述整流桥包括二极管D1、D2、 D3、 D4，所述二极管D1、D2串联后的电路与二极管D3、D4串联后的电路进行并联；所述调压器的副边两个接线端分别与二极管D1、D2串联处、二极管D3、D4串联处电连接。

所述滤波电路为滤波电容，该滤波电容的两端与整流桥的两个输出端电连接。

所述驱动信号输出模块输出的驱动信号为PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5以及PWM6。

所述PWM1 和 PWM2 为带死区的互补电平，PWM3 和 PWM4 为带死区的互补电平，PWM5 和 PWM6 为带死区的互补电平。

所述电源输入端输入的是220V交流电压。

本发明的有益效果：本发明提供的这种便携式并网变流器测试装置，使得变流器的测试更为全面，不仅能够提供变流器的开关器件进行测试的电压、电流信号，而且能够提供变流器的电压、电流进行模拟采样及测试的信号，不需要单独使用开关电源、交流电流发生装置、交流电压发生装置、直流电源等设备对变流器的模拟采样以及功率器件进行测试，而且采用集成的模块设计，体积小，便于携带，便于进行现场测试。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是便携式并网变流器测试装置模块结构示意图。

图2是便携式并网变流器测试装置大电流激励原理图。

图3是便携式并网变流器测试装置开关器件测试原理图。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1：

为了解决现有技术中并网变流器测试系统所提供电源信号，只针对变流器开关器件进行测试，无法全面测试变流器的问题，本发明提供了一种如图1所示的便携式并网变流器测试装置，包括电源输入端，还包括电流激励输出模块、交流电压输出模块、第一直流电压输出模块、以及驱动信号输出模块；

如图2所示所述电流激励输出模块包括降压变压器T1以及与该降压变压器T1短路连接的低电阻导线，所述降压变压器T1的原边与电源输入端电连接，降压变压器T1的副边通过连接低电阻导线进行短路连接，用于与变流器电流霍尔或者电流互感器形成闭合回路；这样就形成了测试装置的大电流激励，测试装置内置低输出电压（1V）隔离变压器，通过短接变压器副边产生短路电流从而为电流采样提供信号激励，为实现对变流器电流采样精度的检测还配置电流检测电路，实时显示测试装置输出电流。

所述电压输出模块包括同步变压器，该同步变压器的原边与与电源输入端电连接，同步变压器的副边用于连接与变流器同步变压器信号输入端口；将电网电压信号转化为5V交流电压信号从而为交流电压采样提供信号激励。

如图3所示，所述第一直流电压输出模块包括调压器、整流桥、以及滤波电路组成，所述调压器的原边与电源输入端电连接，调压器的副边顺次与整流器、滤波电路连接，所述第一直流电压输出模块的输出端输出的直流电压输出的直流电压为300V；用于连接变流器的直流母线。

所述驱动信号输出模块，与变流器驱动接口连接，用于输出驱动信号，从而控制变流器的开关器件的导通和关断。

所述的便携式并网变流器测试装置，还包括第二直流电压输出模块，所述第二直流电压输出模块包括开关电源，该开关电源的输入端与电源输入端连接，开关电源的输出端与变流器控制电路的电源输入端电连接。第二直流电压输出模块为变流器控制系统提供5V、±15V、24V的直流电源。上述开关电源的型号为RS-35-24或者RT-50C。

所述整流桥包括二极管D1、D2、 D3、 D4，所述二极管D1、D2串联后的电路与二极管D3、D4串联后的电路进行并联；所述调压器的副边两个接线端分别与二极管D1、D2串联处、二极管D3、D4串联处电连接。

所述滤波电路为滤波电容C，该滤波电容C的两端与整流桥的两个输出端电连接。

所述驱动信号输出模块，采用DSP2812为核心芯片，输出的驱动信号为PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5以及PWM6；所述PWM1 和 PWM2 为带死区的互补电平，PWM3 和 PWM4 为带死区的互补电平，PWM5 和 PWM6 为带死区的互补电平，通过设定基波频率、开关频率、调制度等参数然后对变流器的开关器件进行 测试；死区的设定可以避免关闭在进行驱动信号的切换时出现同时为高电平的状态，从而增加负荷的情况(在没有彻底关闭前打开了后一个设备)，尤其是电流过大时容易造成短路等损坏设备。

实施例2：

如图2所示，交流220V电压连接在降压变压器T1的原边，而在T1的副边（输出电压1V）通过低电阻长导线进行短路，并且长导线通过变流器电流霍尔或者电流互感器形成闭合回路；并网变流器需要交流电流采样功能，以静止无功发生装置为例，一方面需要对输出电流进行采样从而进行闭环控制，另一方面还需要对负载电流进行采样从而补偿负载电流中的无功电流。为了实现对电流采样功能的测试就需要测试装置提供大电流激励，测试装置内置低输出电压（1V）隔离变压器，通过短接变压器副边产生短路电流从而为电流采样提供信号激励，为实现对变流器电流采样精度的检测还配置电流检测电路，实时显示测试装置输出电流。

交流220V电压接在同步变压器的原边，将副边输出5V交流电压连接至变流器同步变压器信号输入端口；网变流器需要交流电压采样功能，同样以静止无功发生装置为例，为了实现并网装置需要实时检测电网电压的幅值和相位。为实现交流电压采样功能的验证，测试系统内置同步变压器将电网电压信号转化为5V交流电压信号从而为交流电压采样提供信号激励

如图3所示，交流220V 电压连接在调压器T3的原边，T3副边输出交流电压通过二极管D1、D2、D3、D4构成的二极管整流桥将交流电压转化为脉动的直流电压，并且通过直流电容组C滤波消除直流电压的脉动成分，直流电压的直流正和直流负通过导线连接至变流器的直流母线； 根据设定的基波频率、开关频率以及调制度，测试装置输出驱动信号PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5以及PWM6从而控制开关器件的导通和关断。

变流器一般将直流电源转化为交流电源或者将交流电源转换为直流电源，而开关器件是完成DC/AC或者AC/DC变换的重要部分。针对开关器件的测试，本发明一方面通过直流电源为变流器提供直流电压，另一方面提供驱动信号，从而可以不依赖变流器控制系统对开关器件进行有效测试。其中直流电源采用调压器升压、二极管整流桥整流以及直流电容滤波的方案为开关器件测试提供可调的直流电压，考虑测试装置的便携特性以及开关器件测试只需要高电压小功率的直流电压，本发明直流电源功率设计为200W。

交流220V电压接到第二直流电压输出模块的开关电源DY的输入端，DY输出提供5V、±15V、24V的电压输出，以上电源可以连接至变流器控制电路的电源输入，从而对变流器控制系统进行测试。变流器控制系统一般需要电压等级5V、±15V、24V的直流电源，因此测试装置还提供以上低压直流电源从而可以在变流器自身供电不方便的情况为控制系统供电。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种便携式并网变流器测试装置，包括测试信号发射模块，其特征在于：所述测试信号发射模块包括电源输入端、电流激励输出模块、交流电压输出模块、第一直流电压输出模块、以及驱动信号输出模块；

所述电流激励输出模块包括降压变压器以及与该降压变压器短路连接的低电阻导线，所述降压变压器的原边与电源输入端电连接，降压变压器的副边通过连接低电阻导线进行短路连接，用于与变流器电流霍尔或者电流互感器形成闭合回路；

所述电压输出模块包括同步变压器，该同步变压器的原边与电源输入端电连接，同步变压器的副边用于连接与变流器同步变压器信号输入端口；

所述第一直流电压输出模块包括调压器、整流桥、以及滤波电路组成，所述调压器的原边与电源输入端电连接，调压器的副边顺次与整流器、滤波电路连接，所述第一直流电压输出模块的输出端用于连接变流器的直流母线；

所述驱动信号输出模块，与变流器驱动接口连接，用于输出驱动信号，从而控制变流器的开关器件的导通和关断；

还包括第二直流电压输出模块，所述第二直流电压输出模块包括开关电源，开关电源的输入端与电源输入端连接，开关电源的输出端与变流器控制电路的电源输入端电连接；

所述整流桥包括二极管D1、D2、D3、D4，所述二极管D1、D2串联后的电路与二极管D3、D4串联后的电路进行并联；所述调压器的副边两个接线端分别与二极管D1、D2串联处、二极管D3、D4串联处电连接。

2.如权利要求1所述便携式并网变流器测试装置，其特征在于：所述滤波电路为滤波电容，该滤波电容的两端与整流桥的两个输出端电连接。

3.如权利要求1所述便携式并网变流器测试装置，其特征在于：所述驱动信号输出模块输出的驱动信号为PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5以及PWM6。

4.如权利要求3所述便携式并网变流器测试装置，其特征在于：所述PWM1和PWM2为带死区的互补电平，PWM3和PWM4为带死区的互补电平，PWM5和PWM6为带死区的互补电平。

5.如权利要求1所述便携式并网变流器测试装置，其特征在于：所述电源输入端输入的是220V交流电压。

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