CN108761289A - 一种高储能密度电容器质量及耐压试验装置 - Google Patents

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杨蕾
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Abstract

本发明公开了一种高储能密度电容器质量及耐压试验装置，包括充电电源、放电回路、信号处理单元、控制系统和计算机。充电电源输入端接入市电，其输出端与限流电阻、放电回路串联形成试验主回路，试品电容、放电开关、调波电感、调波电阻依次串联构成放电回路，充电电源、限流电阻、放电回路、信号处理单元、控制系统依次连接形成闭环反馈系统。本发明提供了一种功能相对完善的储能电容器质量及耐压试验装置，可以针对不同电容量的电容器进行不同电压、频率以及放电电流情况下的质量试验和耐压试验。

Description

一种高储能密度电容器质量及耐压试验装置
技术领域
本发明涉及储能电容器领域，特别是涉及一种高储能密度电容器质量及耐压试验装置。
背景技术
高储能密度电容器是脉冲功率技术中应用最广的储能元件，在电力工业、国防工业及其他高新技术领域具有广泛的应用。一般条件下，质量试验考核的主要方式是根据各种储能电容器的技术条件要求，进行不同电压和脉冲电流等级的试验考核，每个批次的试验次数要进行几万次左右，开展质量及耐压试验对研制高性能、高重复频率和长寿命的储能电容器具有十分重要的意义。国内对高储能密度电容器质量特性的检测没有统一的标准，同时由于缺乏功能相对完善的测试试验平台，很多生产厂家尚不能系统地提供其质量特性与各试验参数之间的关系，这会在一定程度上限制科研人员更加科学地评定储能电容器的寿命特性，也制约了对储能电容器性能的改进和提高。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种高储能密度电容器质量及耐压试验装置，以解决现有技术尚不能系统地提供其质量及耐压特性与各试验参数之间的关系，这会在一定程度上限制了科研人员更加科学地评定高储能密度电容器的寿命特性，也制约了对产品性能的改进和提高的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种高储能密度电容器质量及耐压试验装置，其特征在于：包括充电电源、放电回路、电压信号检测元件、电流信号检测元件、信号处理单元、控制系统和计算机，所述充电电源输入端接入市电，其输出端与限流电阻R0、放电回路串联形成试验主回路，试品电容、放电开关、调波电感L、调波电阻R依次串联构成放电回路，所述充电电源、限流电阻R0、放电回路、信号处理单元、控制系统依次连接形成闭环反馈系统，所述计算机与控制系统相互连接。
所述的电压信号检测元件由电容分压器组成，并联连接在试品电容的两端，所述的电流信号检测元件由电流互感器构成，串接在放电回路中。
所述的控制系统与放电开关之间采用光纤电缆传递触发信号。
所述的放电开关采用由IGCT串联组成的固态高压开关。
所述的控制系统采用FPGA作为核心控制器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、提供了一种功能相对完善的储能电容器质量及耐压试验装置，可以针对不同电容量的电容器进行不同电压、频率以及放电电流情况下的质量试验和耐压试验；
2、采用IGCT串联组成其放电开关，相比于火花开关、闸流管、晶闸管等开关，开关速度更快、通断过程中没有电火花等干扰、无需预热、不易老化、寿命更长，可以明显提高试验装置的试验次数以及试验精度；
3、采用FPGA作为控制系统的核心控制器，可以很容易通过修改FPGA的内部结构来实现对试验装置的功能扩展和更新，从而使得该试验装置具有对系列产品测试的通用性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明包括充电电源1、放电回路2、电压信号检测元件3、电流信号检测元件4、信号处理单元5、控制系统6和计算机7，所述充电电源1输入端接入市电，其输出端与限流电阻R0、放电回路2串联形成试验主回路，试品电容8、放电开关9、调波电感L、调波电阻R依次串联构成放电回路2，所述充电电源1、限流电阻R0、放电回路2、信号处理单元5、控制系统6依次连接形成闭环反馈系统，所述计算机7与控制系统6相互连接。
所述的电压信号检测元件3由电容分压器组成，并联连接在试品电容8的两端，电流信号检测元件4由电流互感器构成，串接在放电回路2中。
所述的控制系统6与放电开关9之间采用光纤电缆传递触发信号。
所述的放电开关9采用由IGCT串联组成的固态高压开关。
所述的控制系统6采用FPGA作为核心控制器。
本发明的工作过程如下：接通市电，在计算机7中输入质量及耐压试验的相关试验参数，计算机7启动控制系统6使其控制充电电源1向试品电容8充电，电压信号检测元件3、电流信号检测元件4将电压、电流信号采样并送入信号处理单元5，控制系统6一方面根据信号处理结果控制试品电容8的充放电过程，以此来实现对整个试验装置的闭环反馈控制，另一方面将采集到的电压电流信号传送到计算机7中显示，便于测试人员观察和记录，当计算机7显示的相关试验参数达不到设定值或装置出现其他故障时，测试人员可以通过计算机7启动控制系统6使其发出指令，控制整个试验装置中止工作，同时触发试品电容8对其进行放电，然后测试人员进入现场处理，以此确保人员的安全。

Claims (5)

1.一种高储能密度电容器质量及耐压试验装置，其特征在于：包括充电电源（1）、放电回路（2）、电压信号检测元件（3）、电流信号检测元件（4）、信号处理单元（5）、控制系统（6）和计算机（7），所述充电电源（1）输入端接入市电，其输出端与限流电阻R0、放电回路（2）串联形成试验主回路，试品电容（8）、放电开关（9）、调波电感L、调波电阻R依次串联构成放电回路（2），所述充电电源（1）、限流电阻R0、放电回路（2）、信号处理单元（5）、控制系统（6）依次连接形成闭环反馈系统，所述计算机（7）与控制系统（6）相互连接。
2.根据权利要求1所述的一种高储能密度电容器质量及耐压试验装置，其特征在于：所述的电压信号检测元件（3）由电容分压器组成，并联连接在试品电容（8）的两端，所述的电流信号检测元件（4）由电流互感器构成，串接在放电回路（2）中。
3.根据权利要求1所述的一种高储能密度电容器质量及耐压试验装置，其特征在于：所述的控制系统（6）与放电开关（9）之间采用光纤电缆传递触发信号。
4.根据权利要求1所述的一种高储能密度电容器质量及耐压试验装置，其特征在于：所述的放电开关（9）采用由IGCT串联组成的固态高压开关。
5.根据权利要求1所述的一种高储能密度电容器质量及耐压试验装置，其特征在于：所述的控制系统（6）采用FPGA作为核心控制器。
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