CN109212357A - 一种便携式svg功率模块测试工装 - Google Patents

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孙健
许明阳
许恩泽
左广杰
高志军
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere

Abstract

本发明涉及一种便携式SVG功率模块测试工装,包括主控制板、电压采集接口和通信接口,主控制板通过电压采集接口采集式SVG功率模块中桥式电路的交流侧电压信号,通过通信接口接收SVG功率模块中的SCE板上传的桥式电路的直流侧电压信号;主控制板控制SVG功率模块内的功率管导通与关断,并比较交流侧电压信号与直流侧电压信号,以判断SVG功率模块是否正常工作。因此,该测试工装针对性强,能够对SVG功率模块进行有效测试。而且,该测试工装的结构简单,没有涉及很复杂的设备,成本较低,便于携带,适合现场测试,并且,只需将通信接口和电压采集接口与SVG功率模块对应连接即可进行测试,测试方法简单。

Description

一种便携式SVG功率模块测试工装
技术领域
本发明涉及一种便携式SVG功率模块测试工装。
背景技术
目前市场上高压大容量的静止无功发生器(SVG)大多采用级联H桥结构,构成链式SVG功率模块。通常每一个SVG功率模块主要包含IGBT及其驱动板、直流电容、开关电源以及SCE板。在对级联H桥进行测试时,通常以单个SVG功率模块作为一个测试单元,同时可以测试模块内的开关电源、SCE板、驱动板、IGBT以及直流电容的好坏。这种测试方案效率高,速度快,且不必拆开模块,十分方便。
然而,现有SVG功率模块的测试设备的结构都十分复杂,而且十分笨重,成本也较高,不适合现场测试与售后服务使用。因此需要设计一套体积小、重量轻、成本低、测试方法简单、适合现场测试的SVG功率模块便携式测试工装。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式SVG功率模块测试工装,用以解决现有的SVG功率模块的测试设备结构复杂的问题。
为实现上述目的,本发明包括以下技术方案:
一种便携式SVG功率模块测试工装,包括主控制板、电压采集接口和通信接口,所述主控制板上设置有电压采集端和通信端,所述电压采集端连接所述电压采集接口,所述电压采集接口用于连接SVG功率模块中桥式电路的交流侧,以采集桥式电路的交流侧电压信号,所述通信接口用于与SVG功率模块中的SCE板通信连接,以实现SCE板采集到的桥式电路的直流侧电压信号输出给主控制板;主控制板控制SVG功率模块内的功率管导通与关断,并比较采集到的交流侧电压信号与SCE板输出的直流侧电压信号,以判断SVG功率模块是否正常工作。
测试工装通过电压采集接口采集SVG功率模块中桥式电路的交流侧电压信号,通过通信接口与SVG功率模块中的SCE板进行通讯,就能够获取SVG功率模块中桥式电路的直流侧电压信号,而且,测试工装还能够向SVG功率模块下发相关控制指令。在进行测试时,主控制板控制SVG功率模块内的功率管导通与关断,并比较采集到的SVG功率模块中桥式电路的交流侧电压信号以及SCE板输出的桥式电路的直流侧电压信号,来判断SVG功率模块是否正常工作。因此,该测试工装针对性强,能够对SVG功率模块进行有效测试。而且,该测试工装的结构简单,没有涉及很复杂的设备,体积较小,成本较低,便于携带,适合现场测试,并且,只需将通信接口和电压采集接口与SVG功率模块对应连接即可进行测试,测试方法简单,功能全面。
进一步地,所述测试工装还包括一个壳体,所述主控制板设置在所述壳体内,所述电压采集接口和通信接口设置在所述壳体上。测试工装的各组成器件设置在壳体内,相关接口设置在壳体上,不但进一步提升测试工装的便携性,而且还能够对各组成器件起到保护作用。
进一步地,所述电压采集端集成有电压检测器件。由于电压采集端集成有电压检测器件,那么,只需通过线路将SVG功率模块中桥式电路的交流侧与电压采集接口相连接即可对桥式电路的交流侧的电压进行检测,方便快捷。
进一步地,所述测试工装还包括充电线路以及用于连接外部交流电源的交流电源接口,所述充电线路的一端连接所述交流电源接口,所述充电线路的另一端连接所述电压采集接口,所述充电线路上串设有充电开关。在对SVG功率模块进行测试之前,如果SVG功率模块中的电容没有存储电能,就需要对SVG功率模块的电容进行充电,那么,控制充电开关闭合,将外部的交流电通过充电线路和电压采集接口加载在SVG功率模块中桥式电路的交流侧上,以对电容进行充电。当充电完成后,断开充电开关。
进一步地,所述充电线路上还串设有限流电阻。限流电阻能够限制充电电流,防止过流。
进一步地,所述测试工装包括用于将交流电转换为所需直流电的电源板,所述电源板的交流侧连接所述交流电源接口,所述电源板的直流侧供电连接所述主控制板。电源板为主控制板提供电能,保证主控制板的正常运行。
进一步地,所述电源板的交流侧通过主控开关连接所述交流电源接口。主控开关为测试工装的总启动开关,当主控开关闭合时,测试工装开始运行。
进一步地,所述测试工装还包括触摸屏,所述触摸屏与所述主控制板相连接。通过触摸屏能够向主控制板输出控制指令,而且,触摸屏能够显示相关的数据信息。
进一步地,所述测试工装还包括故障指示灯,所述主控制板控制连接所述故障指示灯。当SVG功率模块出现故障时,控制故障指示灯亮,提醒工作人员。
附图说明
图1是本发明提供的便携式SVG功率模块测试工装与被测SVG功率模块的连接关系的原理图;
图2是本发明提供的便携式SVG功率模块测试工装的测试原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
本实施例提供一种便携式SVG功率模块测试工装,该测试工装的测试对象为链式SVG功率模块,每次以链式SVG功率模块中的其中一个SVG功率模块作为测试单元进行测试。通常来说,SVG功率模块包括SCE板(即控制板)、驱动板、由功率管(比如IGBT)构成的桥式电路以及电容,SCE板通过驱动板控制连接桥式电路中的各IGBT,电容接在桥式电路的直流侧,该桥式电路一般为全桥电路(即H桥电路),以下以H桥电路为例,但是,也不排除其他结构的桥式电路,比如半桥电路。
为了提升该测试工装的便携性,并对各组成器件进行保护,该测试工装包括一个壳体,各相关组成器件布置在壳体内,各相关接口设置在壳体上,即该测试工装采用一体化封装设计。
壳体内设置主控制板和电源板,主控制板用于控制及SVG功率模块的信息处理。壳体上设置有电压采集接口和通信接口,主控制板上设置有电压采集端和通信端。电压采集端连接电压采集接口,电压采集接口用于连接H桥电路的交流侧,以采集H桥电路的交流侧电压信号。一般情况下,H桥电路的交流侧不会专门设置电压检测设备,因此,为了在这种情况下也能够测得电压信号,主控制板上的电压采集端处集成有电压检测器件,那么,只需电压采集接口与H桥电路的交流侧连接即可测得H桥电路交流侧的电压,比如:通过专门设置的连接线路将电压采集接口与H桥电路的交流侧进行连接,或者通过H桥电路交流侧本身的线路直接与电压采集接口进行连接。另外,由于采集到的电压信号为模拟量信号,因此,主控制板上的电压采集端也可以称为模拟量采集端,电压采集接口也可以称为模拟量采集接口。主控制板对接收到的H桥电路的交流侧电压进行A/D处理并将其解析。
主控制板上的通信端可以设置在主控制板上的光纤扩展模块上,通信接口用于通信连接SVG功率模块,具体与SVG功率模块中的SCE板进行通讯连接。SCE板本身就具有模拟量采集功能,能够采集SVG功率模块中H桥电路的直流母线电压,即直流侧电压,并将采集到的直流侧电压上传给主控制板,那么,主控制板无需专门设置直流电压采集端口就能够得到H桥电路的直流侧电压。本实施例中,主控制板上的通信端与壳体上的通信接口之间通过光纤进行连接,并且,通信接口与SCE板之间通过光纤进行连接,光纤可插拔,且支持ST、FC两种光纤接头类型。测试工装与SCE板之间的通信包括上行通信与下行通信,上行通信方面能够实时解析SVG功率模块中H桥电路的直流侧电压、温度信息以及SVG功率模块的相关状态信息(如过压、过温、驱动故障、通信故障等),并将此类信息上传至主控制板;下行通信方面能够实现主控制板向SVG功率模块下发控制指令,比如驱动脉冲及解闭锁指令。
该测试工装的基本测试思路为:主控制板控制SVG功率模块内的IGBT导通与关断,同时比较H桥电路的直流侧电压和交流侧电压信号,通过比较这两个电压信号来判断SVG功率模块是否正常工作。其中,为了实现直流侧电压和交流侧电压的比较,一般将采集到的交流侧电压信号转换为电压有效值,交流侧电压以电压有效值的形式与直流侧电压进行比较。而且,一般来讲,电压采样有一定的误差,直流侧电压和交流侧电压不可能完全相等,因此,设置一个设定阈值,可以设置为20V,当这两个电压信号的误差值小于该设定阈值时,表示两者之间相差不大,判定SVG功率模块正常工作,否则判定SVG功率模块不能正常工作。
在对SVG功率模块进行测试时,需要H桥电路直流侧的电容中存储有一定的电量,因此,当该电容中没有电量或者电量不足时,需要先对SVG功率模块,即电容进行充电。那么,壳体上还设置有交流电源接口,用于连接外部的380V交流电源,壳体内还设置有充电线路,如图1所示,该充电线路的一端连接交流电源接口,另一端连接电压采集接口,该充电线路上串设有充电开关k1,进一步地,为了限制充电电流,防止过流,充电线路上还设置有限流电阻R。因此,需要对电容进行充电时,闭合充电开关k1,380V交流电源的交流电通过充电线路输出给电压采集接口,通过电压采集接口将电能输出给H桥电路的交流侧,然后通过IGBT并联的二极管为电容进行充电。
电源板用于为主控制板等相关组成部分提供工作电源,该电源板的交流侧连接交流电源接口,将交流电转换为所需的直流电(比如DC24V),该电源板的直流侧供电连接主控制板等相关组成部分。因此,该电源板为AC/DC变换器。而且,电源板的交流侧通过主控开关k2连接交流电源接口,便于控制。
壳体上还设置有具备人机交互功能的触摸屏,该触摸屏与主控制板相连接,并且,电源板供电连接该触摸屏。主控制板与触摸屏建立通信,其中触摸屏为主机,主控制板为从机。该触摸屏能够实现向主控制板输出控制指令,还能够实时显示各相关数据信息,比如:采集到的交流侧电压信号、直流侧电压信号,以及温度及模块状态等其他信息。
另外,在壳体上还设置有故障指示灯,主控制板控制连接该故障指示灯,当出现故障时,控制故障指示灯亮。
以下给出便携式SVG功率模块测试工装的一种具体的测试过程:
通过通讯接口和电压采集接口与SVG功率模块进行连接,接好通信光纤及电源接线,并检查接线正确无误后,合上主控开关k2,待系统自复位完成,检测无故障后,再合上充电开关k1给SVG功率模块充电。SCE板实时将H桥电路的直流侧电压输出给主控制板,通过触摸屏能够观察直流侧电压的变化情况,当直流侧电压不再升高后,表示充电完成,断开充电开关k1。此时从触摸屏下发脉冲控制指令,即点击触摸屏上正负投入开关,如图2所示,脉冲控制主要包括正向导通和负向导通两种控制命令,主控制板接收到此类命令后,分别解析产生不同的驱动脉冲下发给SCE板。触摸屏下发正向导通遥控命令时,通过光纤给功率管VT1和VT4下发开通信号,SVG功率模块的输出电压值(即直流侧电压)为Udc,SCE板将Udc上传给主控制板,此时功率管VT2和VT3收到的是互补的信号,也即功率管VT2和VT3关断;触摸屏下发负向导通遥控命令时,通过光纤给功率管VT2和VT3下发开通信号,SVG功率模块的输出电压值为-Udc,SCE板将-Udc上传给主控制板,此时功率管VT1和VT4收到的是互补的信号,也即功率管VT1和VT4关断。而且,在控制各功率管的过程中,触摸屏还显示交流侧电压。那么,通过触摸屏观察SVG功率模块中H桥电路的交流侧电压以及直流侧电压,并人工比较或者自动比较这两个电压值的大小,即可确定SVG功率模块是否工作正常。如果存在驱动故障或上下行通信故障,故障指示灯会点亮,同时触摸屏报出具体故障,此时需要进一步检查主控制板、SCE板、驱动板或IGBT是否损坏。如果功率模块上下管直通,则会闭锁脉冲,同时故障指示灯点亮。
本实施例中,SVG功率模块自身信息的检测与上传是通过SCE板实现的,对其与测试工装的光纤接口功能的实现不再具体说明。
以上给出了具体的实施方式,但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案,对本领域普通技术人员而言,根据本发明的教导,设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种便携式SVG功率模块测试工装,其特征在于,包括主控制板、电压采集接口和通信接口,所述主控制板上设置有电压采集端和通信端,所述电压采集端连接所述电压采集接口,所述电压采集接口用于连接SVG功率模块中桥式电路的交流侧,以采集桥式电路的交流侧电压信号,所述通信接口用于与SVG功率模块中的SCE板通信连接,以实现SCE板采集到的桥式电路的直流侧电压信号输出给主控制板;主控制板控制SVG功率模块内的功率管导通与关断,并比较采集到的交流侧电压信号与SCE板输出的直流侧电压信号,以判断SVG功率模块是否正常工作。
2.根据权利要求1所述的便携式SVG功率模块测试工装,其特征在于,所述测试工装还包括一个壳体,所述主控制板设置在所述壳体内,所述电压采集接口和通信接口设置在所述壳体上。
3.根据权利要求1或2所述的便携式SVG功率模块测试工装,其特征在于,所述电压采集端集成有电压检测器件。
4.根据权利要求3所述的便携式SVG功率模块测试工装,其特征在于,所述测试工装还包括充电线路以及用于连接外部交流电源的交流电源接口,所述充电线路的一端连接所述交流电源接口,所述充电线路的另一端连接所述电压采集接口,所述充电线路上串设有充电开关。
5.根据权利要求4所述的便携式SVG功率模块测试工装,其特征在于,所述充电线路上还串设有限流电阻。
6.根据权利要求4或5所述的便携式SVG功率模块测试工装,其特征在于,所述测试工装包括用于将交流电转换为所需直流电的电源板,所述电源板的交流侧连接所述交流电源接口,所述电源板的直流侧供电连接所述主控制板。
7.根据权利要求6所述的便携式SVG功率模块测试工装,其特征在于,所述电源板的交流侧通过主控开关连接所述交流电源接口。
8.根据权利要求1或2或4或5或7所述的便携式SVG功率模块测试工装,其特征在于,所述测试工装还包括触摸屏,所述触摸屏与所述主控制板相连接。
9.根据权利要求1或2或4或5或7所述的便携式SVG功率模块测试工装,其特征在于,所述测试工装还包括故障指示灯,所述主控制板控制连接所述故障指示灯。
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