CN107656148B - 一种大功率变流器低温试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种大功率变流器低温试验方法，在环境箱低温稳定后，开启冷却塔，此时冷却塔利用环境箱内的冷空气对变流器和冷却塔中的冷却液进行冷却，通过热交换，冷却液温度可以快速降至环境箱低温环境温度，同时冷却液也将变流器中各部件迅速冷却，极大提高了热平衡速率，热平衡时间由16h～20h缩短至8h～10h，节约了大量试验时间和能耗。本方法测试了大功率变流器低温状态下全功率特性试验方法，全面考核了变流器和冷却塔低温状态下的性能，能有效验证变流器产品低温环境下的适应能力。在环境箱带热负载能力足够大的前提下，将冷却塔一起放入环境箱中进行低温试验，最真实的模拟了变流器的低温启动工况，真实有效的验证了变流器低温启动性能。
Description
技术领域
本发明涉及变流器试验领域，更具体地，涉及一种大功率变流器低温试验方法。
背景技术
变流器是轨道交通车辆的核心部件，为了更好的验证变流器对于低温环境的适应能力，变流器性能试验都需要进行低温试验。根据GB/2423.1-2008的要求，低温试验首先需要变流器在不通电情况下，在低温环境下达到热平衡，然后进行低温启动试验和性能试验。
大功率变流器产品质量和体积都很大且自带有热容量很大的冷却液，低温试验时变流器达到热平衡需要很长的时间。为了更真实的考核变流器在低温环境下的性能，需要将变流器配套的冷却塔一并放入环境箱中进行试验。
现有低温试验变流器的主电路不通电，并将冷却塔放在环境箱外面，仅在低温温度稳定后，给牵引控制单元(Traction Control Unit, TCU)提供DC110V电源，观察TCU启动是否正常，没有考核变流器低温状态下的全功率特性。大功率变流器产品质量和体积都很大且自带有热容量很大的冷却液，低温试验时变流器达到热平衡需要很长的时间，大概需要16h～20h。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种大功率变流器低温试验方法，真实有效的验证了变流器的低温性能，采用了开启冷却塔加速热平衡的方法，极大缩短了试验所需时间，减少了电能消耗，提高了试验效率。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种大功率变流器低温试验方法，所述大功率变流器低温试验方法包括以下步骤：
S1：将变流器和冷却塔吊装到环境箱样品车上；
S2：搭建台位：网压为25kV±0.5kV下，将变流器的输入端接入变压器的输出端，变流器的输出端接阻感负载，将控制电路接好；
S3：将冷却塔和变流器连接起来，添加冷却液；
S4：变流器试运行：给控制电路接通电源，启动TCU，观察TCU启动是否正常；TCU正常启动后，启动变流器的整流模块和逆变模块，调节变流器使逆变模块保持≥100A的输出电流，观察逆变模块的输出是否正常，变流器正常工作5min～10min后停机；
S5：试验剖面设计：将环境箱的温度从室温降至-40℃，待环境箱温度稳定在-40℃后，开启冷却塔，此时冷却塔利用环境箱内的冷空气对变流器和冷却塔中的冷却液进行冷却，通过热交换，冷却液温度可以快速降至环境箱低温环境温度，同时冷却液也将变流器中各部件迅速冷却，极大提高了热平衡速率，热平衡时间由16h～20h缩短至8h～10h；2h后关闭冷却塔，变流器在-40℃环境下保持8h，8h后将变流器和冷却塔启动并按照步骤S4的过程进行变流器性能测试，性能测试结束后，关闭变流器和冷却塔；
S6：将环境箱的温度从-40℃升至室温，并在室温条件下恢复2h，2h后重新按照步骤S4的过程进行性能测试。
在一种优选的方案中，步骤S1中，为维持环境箱温度均匀性，冷却塔和变流器的出风应和环境箱的强迫风方向保持一致，出风口对准环境箱的回风口。
在一种优选的方案中，所述控制电路为DC110V控制电路。
在一种优选的方案中，步骤S3中，所述冷却液为乙二醇。
在一种优选的方案中，所述整流模块为四象限整流模块。
在一种优选的方案中，步骤S5中，环境箱的温度按照0.5℃/min～1.0℃/min的降温速度从室温降至-40℃。
在一种优选的方案中，步骤S6中，环境箱的温度按照0.5℃/min～1.0℃/min的升温速度从-40℃升至室温。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明公开一种大功率变流器低温试验方法，在环境箱低温稳定后，开启冷却塔，变流器不启动，此时冷却塔利用环境箱内的冷空气对变流器和冷却塔中的冷却液进行冷却，通过热交换，冷却液温度可以快速降至环境箱低温环境温度，同时冷却液也将变流器中各部件迅速冷却，极大提高了热平衡速率，热平衡时间由16h～20h缩短至8h～10h，这意味着节约了大量试验时间和电能消耗。本方法测试了大功率变流器低温状态下全功率特性试验方法，全面考核了变流器和冷却塔低温状态下的性能，能有效验证变流器产品低温环境下的适应能力。在环境箱带热负载能力足够大的前提下，将冷却塔一起放入环境箱中进行低温试验，最真实的模拟了变流器的低温启动工况，真实有效的验证了变流器低温启动性能。
附图说明
图1为冷却塔和变流器设置的示意图。
图2为环境箱的温度随时间变化图。
图3为冷却塔工作状态随时间变化图。
图4为变流器工作状态随时间变化图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
一种大功率变流器低温试验方法，所述大功率变流器低温试验方法包括以下步骤：
S1：将变流器和冷却塔吊装到环境箱样品车上；如图1所示，为维持环境箱温度均匀性，冷却塔和变流器的出风应和环境箱的强迫风方向保持一致，出风口对准环境箱的回风口。
S2：搭建台位：网压为25kV±0.5kV下，将变流器的输入端接入变压器的输出端，变流器的输出端接阻感负载，将DC110V控制电路接好；
S3：将冷却塔和变流器连接起来，添加乙二醇作为冷却液；
S4：变流器试运行：给DC110V控制电路接通电源，启动TCU，观察TCU启动是否正常；TCU正常启动后，启动变流器的四象限整流模块和逆变模块，调节变流器使逆变模块保持≥100A的输出电流，观察逆变模块的输出是否正常，变流器正常工作5min～10min后停机；
S5：试验剖面设计：如图2-4所示，将环境箱的温度按照0.5℃/min～1.0℃/min的降温速度从室温降至-40℃，待环境箱温度稳定在-40℃后，开启冷却塔，此时冷却塔利用环境箱内的冷空气对变流器和冷却塔中的冷却液进行冷却，通过热交换，冷却液温度可以快速降至环境箱低温环境温度，同时冷却液也将变流器中各部件迅速冷却，极大提高了热平衡速率，热平衡时间由16h～20h缩短至8h～10h；2h后关闭冷却塔，变流器在-40℃环境下保持8h，8h后将变流器和冷却塔启动并按照步骤S4的过程进行变流器性能测试，性能测试结束后，关闭变流器和冷却塔；
S6：将环境箱的温度按照0.5℃/min～1.0℃/min的升温速度从-40℃升至室温，并在室温条件下恢复2h，2h后重新按照步骤S4的过程进行性能测试。
本发明公开一种大功率变流器低温试验方法，在环境箱低温稳定后，开启冷却塔，变流器不启动，此时冷却塔利用环境箱内的冷空气对变流器和冷却塔中的冷却液进行冷却，通过热交换，冷却液温度可以快速降至环境箱低温环境温度，同时冷却液也将变流器中各部件迅速冷却，极大提高了热平衡速率，热平衡时间由16h～20h缩短至8h～10h，这意味着节约了大量试验时间和电能消耗。本方法测试了大功率变流器低温状态下全功率特性试验方法，全面考核了变流器和冷却塔低温状态下的性能，能有效验证变流器产品低温环境下的适应能力。在环境箱带热负载能力足够大的前提下，将冷却塔一起放入环境箱中进行低温试验，最真实的模拟了变流器的低温启动工况，真实有效的验证了变流器低温启动性能。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种大功率变流器低温试验方法，其特征在于，所述大功率变流器低温试验方法包括以下步骤：
S1：将变流器和冷却塔吊装到环境箱样品车上；
S2：搭建台位：网压为25kV±0.5kV下，将变流器的输入端接入变压器的输出端，变流器的输出端接阻感负载，将控制电路接好；
S3：将冷却塔和变流器连接起来，添加冷却液；
S4：变流器试运行：给控制电路接通电源，启动牵引控制单元，观察牵引控制单元启动是否正常；牵引控制单元正常启动后，启动变流器的整流模块和逆变模块，调节变流器使逆变模块保持≥100A的输出电流，观察逆变模块的输出是否正常，变流器正常工作5min～10min后停机；
S5：试验剖面设计：将环境箱的温度从室温降至-40℃，待环境箱温度稳定在-40℃后，开启冷却塔，2h后关闭冷却塔，变流器在-40℃环境下保持8h，8h后将变流器和冷却塔启动并按照步骤S4的过程进行变流器性能测试，性能测试结束后，关闭变流器和冷却塔；
S6：将环境箱的温度从-40℃升至室温，并在室温条件下恢复2h，2h后重新按照步骤S4的过程进行性能测试。
2.根据权利要求1所述的大功率变流器低温试验方法，其特征在于，步骤S1中，冷却塔和变流器的出风应和环境箱的强迫风方向保持一致，出风口对准环境箱的回风口。
3.根据权利要求1或2所述的大功率变流器低温试验方法，其特征在于，所述控制电路为DC110V控制电路。
4.根据权利要求1或2所述的大功率变流器低温试验方法，其特征在于，步骤S3中，所述冷却液为乙二醇。
5.根据权利要求1或2所述的大功率变流器低温试验方法，其特征在于，所述整流模块为四象限整流模块。
6.根据权利要求3所述的大功率变流器低温试验方法，其特征在于，所述整流模块为四象限整流模块。
7.根据权利要求4所述的大功率变流器低温试验方法，其特征在于，所述整流模块为四象限整流模块。
8.根据权利要求1或2所述的大功率变流器低温试验方法，其特征在于，步骤S5中，环境箱的温度按照0.5℃/min～1.0℃/min的降温速度从室温降至-40℃。
9.根据权利要求1或2所述的大功率变流器低温试验方法，其特征在于，步骤S6中，环境箱的温度按照0.5℃/min～1.0℃/min的升温速度从-40℃升至室温。
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