CN110824329A - 一种igct器件阻断特性参数测试单元及其测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种IGCT器件阻断特性参数测试单元，包括AC电源、电压电流设定电路、往被测IGCT器件输入正弦半波电压的高压整流电路以及用于连接被测IGCT器件的控制电路和信号显示电路，所述AC电源的输出端连接所述高压整流电路的第一输入端，所述电压电流设定电路分别连接所述高压整流电路的第二输入端；还提供一种IGCT器件阻断特性参数测试装置，包括用于夹持被测IGCT器件的测试夹具和上述的IGCT器件阻断特性参数测试单元。本发明通过测试单元与恒温恒压夹具配合对IGCT器件的相关静态参数进行测试，操作简单，通过对各种参数的测试来判定其质量及性能的好坏，测试效果稳定，测试数据具有较高的准确性和可靠性，从而提高了IGCT器件的应用水平。

Description

一种IGCT器件阻断特性参数测试单元及其测试装置

技术领域

本发明涉及电力设备测试领域，更具体地，涉及一种IGCT器件阻断特性参数测试单元及其测试装置。

背景技术

相对于交流电网中的电力电子设备，直流电网中的电力电子设备具有很多不同的特性。而集成门极换流晶闸管(integrated gate commutated thyristor，IGCT)具有更低的通态压降、更高的可靠性以及更低的制造成本，且具有更高的阻断电压和通流能力的应用，为IGCT在中高压大容量的直流电网中应用提供了可能的契机。

随着以柔性直流配电网为代表的直流电网技术的发展和示范工程建设，电网中基于IGCT器件的装备，如直流断路器、直流换流器和直流变压器等逐渐增多，相应地对于IGCT器件的测试需求也日益增加。

目前没有一种装置可以很好的测试IGCT器件阻断特性(断态重复峰值电压(VDRM)、断态重复峰值电流(IDRM))。

发明内容

本发明为克服上述背景技术中所述的目前没有一种装置可以很好的测试IGCT器件阻断特性(断态重复峰值电压(VDRM)、断态重复峰值电流(IDRM))的问题，提供一种IGCT器件阻断特性参数测试单元及其测试装置。本发明用于对IGCT器件的相关静态参数进行测试，操作简单，通过对各种参数的测试来判定其质量及性能的好坏，测试效果显著，提高了IGCT器件的应用水平。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种IGCT器件阻断特性参数测试单元，包括AC电源、电压电流设定电路、往被测IGCT器件输入正弦半波电压的高压整流电路以及用于连接被测IGCT器件的控制电路和信号显示电路，所述AC电源的输出端连接所述高压整流电路的第一输入端，所述电压电流设定电路分别连接所述高压整流电路的第二输入端。这样，在测试时，高压整流电路的输出端连接在被测的IGCT器件上，往被测的IGCT器件输出正弦半波电压，被测IGCT器件上同时连接有信号显示电路，对被测IGCT器件上的测试信号进行采集并显示，其工作方式为：先通过电压电流设定电路设置好需要加载的电压和被测元件保护的漏电流；然后打开AC电源，使测试单元带电；接着AC电源输出的交流电通过高压整流电路，输出正弦半波电压，并施加给被测IGCT器件进行测试，测试后的信号经过信号显示电路进行显示。

进一步的，所述控制电路包括依次电性连接的电压控制电路、取样电路和单片机处理器。这样，在测量前必须通过电压电流设定电路先设定好电压、漏电流保护的大小；当取样电路测得被测IGCT器件的漏电流达到设定值时，控制电路中的电压控制电路输出低电平信号将测试台主电路中的接触器关断，测试回路失电，被测IGCT器件两端无电压，从而起到保护IGCT器件的作用。

进一步的，所述的信号显示电路包括电压显示电路和电流显示电路。这样，采集被测IGCT器件的电流信号和电压信号就可以具有一定的测试代表性，当然还可以测试其他数据。

进一步的，所述电压显示电路包括电压衰减电路、第一控制板、第一运算放大器、第一显示模块，所述电压衰减电路一端连接所述取样电路，另一端连接所述第一控制板的一端，所述第一控制板的另一端连接所述第一运算放大器的输入端，所述第一运算放大器的输出端连接所述第一显示模块。这样，测试电压是通过电压衰减电路衰减后取样至第一控制板，经第一运算放大器、采样保持输出到第一显示模块显示电压信号。

进一步的，所述电流取样电路包括标准取样电阻、第二控制板、第二运算放大器和第二显示模块，所述标准取样电阻一端连接所述取样电路，另一端连接所述第二控制板的一端，所述第二控制板的另一端连接所述第二运算放大器的输入端，所述第二运算放大器的输出端连接所述第二显示模块。这样，测试电流也就是漏电流，漏电流标准取样电阻取样到第二控制板，经第二运算放大器、采样保持输出到第二显示模块显示漏电流信号。

还提供一种IGCT器件阻断特性参数测试装置，包括用于夹持被测IGCT器件的测试夹具和上述的IGCT器件阻断特性参数测试单元。这样，在实际IGCT器件测试时，需要有一个夹具固定住被IGCT测器件，测试单元再往被固定住的IGCT器件输入测试电压进行测试，这样才能有较为稳定的测试效果。

进一步的，所述测试夹具为一恒温恒压夹具，所述恒温恒压夹具包括压力控制机构和温度控制机构。这样，由于器件温度及压接压力会对器件阻断特性造成影响，因此基于IGCT器件阻断特性测试单元进行器件阻断特性测试时，需要恒温恒压夹具辅助保持IGCT器件固定及恒温，通过压力控制机构来控制压力的恒定，通过温度控制机构来控制温度的恒定，以确保测试数据的准确性和可靠性。

进一步的，压力控制机构包括依次连接的压力设定模块、D/A转换模块、信号放大模块、压控恒流源和电气比例阀，所述电气比例阀的第一接头连接所述压控恒流源、所述电气比例阀的第二接头依次连接有净化器源、液压阀和第一电磁阀，所述电气比例阀的第三接头连接有第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别连接一气液增压缸。这样，首先在压力设定模块上设定测试夹具的压力，然后通过D/A转换器及信号放大器，转化为压控恒流源的控制信号，进而压控恒流源输出一定电流控制液压阀，液压阀则通过一定电气比例转换输出控制信号以控制电磁阀，并最终控制气液增压缸，使夹持部位(夹头)对被测IGCT器件进行稳定的压力夹持。

进一步的，所述温度控制机构包括依次连接的温度设定模块、温度比较模块、PID调节模块、加热炉丝、夹头、热电耦合模块、耦合信号放大模块、第三显示模块，所述耦合信号放大模块还与所述温度比较模块连接。这样，夹头升温由人工智能温控表控制，采用温度反馈控制系统。当温度设定模块设定温度后，设定温度与夹头温度比较，夹头温度低于设定时，夹头炉丝加热，夹头升温。当夹头温度与设定接近时，经人工智能控制调节，使夹头温度达到并稳定于所设定的温度。

进一步的，所述温度设定模块与所述压力设定模块共同设于一PLC中。

与现有技术相比，有益效果是：

1.本发明通过测试单元与恒温恒压夹具配合对IGCT器件的相关静态参数进行测试，操作简单，通过对各种参数的测试来判定其质量及性能的好坏，测试效果稳定，测试数据具有较高的准确性和可靠性，从而提高了IGCT器件的应用水平。

附图说明

图1是本发明中IGCT器件阻断特性参数测试单元的结构示意图。

图2是本发明中压力控制部分的结构示意图。

图3是本发明中温度控制部分的结构示意图。

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。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1

本实施例提供一种IGCT器件阻断特性参数测试单元，如图1所示，包括AC电源、电压电流设定电路、往被测IGCT器件输入正弦半波电压的高压整流电路以及用于连接被测IGCT器件的控制电路和信号显示电路，所述AC电源的输出端连接所述高压整流电路的第一输入端，所述电压电流设定电路连接所述高压整流电路的第二输入端。

本实施例中，所述控制电路包括依次电性连接的电压控制电路、取样电路和单片机处理器；所述的信号显示电路包括电压显示电路和电流显示电路；所述电压显示电路包括电压衰减电路、第一控制板、第一运算放大器、第一显示模块，所述电压衰减电路一端连接所述取样电路，另一端连接所述第一控制板的一端，所述第一控制板的另一端连接所述第一运算放大器的输入端，所述第一运算放大器的输出端连接所述第一显示模块；所述电流取样电路包括标准取样电阻、第二控制板、第二运算放大器和第二显示模块，所述标准取样电阻一端连接所述取样电路，另一端连接所述第二控制板的一端，所述第二控制板的另一端连接所述第二运算放大器的输入端，所述第二运算放大器的输出端连接所述第二显示模块。

在测试时，如图1所示，高压整流电路的输出端连接在被测的IGCT器件上，往被测的IGCT器件输出正弦半波电压，被测IGCT器件上同时连接有信号显示电路，对被测IGCT器件上的测试信号进行采集并显示，电压电流设定电路连接在高压整流电路上，其工作方式为：先通过电压电流设定电路设置好需要加载的电压和被测元件保护的漏电流；在测量前必须通过电压电流设定电路先设定好电压、漏电流保护的大小；当取样电路测得被测IGCT器件的漏电流达到设定值时，控制电路中的电压控制电路输出低电平信号将测试台主电路中的接触器关断，测试回路失电，被测IGCT器件两端无电压，从而起到保护IGCT器件的作用；设定好需加载的电压、电流数据之后，然后打开AC电源，使测试单元带电；接着AC电源输出的交流电通过高压整流电路，输出正弦半波电压，并施加给被测IGCT器件进行测试，测试后的信号经过信号显示电路进行显示。测试电压是通过电压衰减电路衰减后取样至第一控制板，经第一运算放大器、采样保持输出到第一显示模块显示电压信号；测试电流也就是漏电流，漏电流标准取样电阻取样到第二控制板，经第二运算放大器、采样保持输出到第二显示模块显示漏电流信号。

实施例2

本实施例提供一种IGCT器件阻断特性参数测试装置，包括用于夹持被测IGCT器件的测试夹具和上述的IGCT器件阻断特性参数测试单元；该测试夹具为一恒温恒压夹具，所述恒温恒压夹具包括压力控制机构和温度控制机构；如图3所示，其中，压力控制机构包括依次连接的压力设定模块、D/A转换模块、信号放大模块、压控恒流源和电气比例阀4，所述电气比例阀4的第一接头连接所述压控恒流源、所述电气比例阀4的第二接头依次连接有净化器源3、液压阀2和第一电磁阀，所述电气比例阀4的第三接头连接有第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别连接一气液增压缸1；如图2所示，所述温度控制机构包括依次连接的温度设定模块、温度比较模块、PID调节模块、加热炉丝、夹头、热电耦合模块、耦合信号放大模块、第三显示模块，所述耦合信号放大模块还与所述温度比较模块连接；所述温度设定模块与所述压力设定模块共同设于一PLC中。

在实际IGCT器件测试时，需要有一个夹具固定住被IGCT测器件，测试单元再往被固定住的IGCT器件输入测试电压进行测试，这样才能有较为稳定的测试效果。由于器件温度及压接压力会对器件阻断特性造成影响，因此基于IGCT器件阻断特性测试单元进行器件阻断特性测试时，需要恒温恒压夹具辅助保持IGCT器件固定及恒温，通过压力控制机构来控制压力的恒定，通过温度控制机构来控制温度的恒定，以确保测试数据的准确性和可靠性。

首先在压力设定模块上设定测试夹具的压力，然后通过D/A转换器及信号放大器，转化为压控恒流源的控制信号，进而压控恒流源输出一定电流控制液压阀2，液压阀2则通过一定电气比例转换输出控制信号以控制电磁阀，并最终控制气液增压缸1，使夹持部位(夹头)对被测IGCT器件进行稳定的压力夹持。夹头升温由人工智能温控表控制，采用温度反馈控制系统。当温度设定模块设定温度后，设定温度与夹头温度比较，夹头温度低于设定时，夹头炉丝加热，夹头升温。当夹头温度与设定接近时，经人工智能控制调节，使夹头温度达到并稳定于所设定的温度。

恒温恒压夹具将被测IGCT器件固定好之后，按照实施例1的工作方式对被测IGCT器件进行测试。

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 (10)

1.一种IGCT器件阻断特性参数测试单元，其特征在于，包括AC电源、电压电流设定电路、往被测IGCT器件输入正弦半波电压的高压整流电路以及用于连接被测IGCT器件的控制电路和信号显示电路，所述AC电源的输出端连接所述高压整流电路的第一输入端，所述电压电流设定电路连接所述高压整流电路的第二输入端。

2.根据权利要求1所述的IGCT器件阻断特性参数测试单元，其特征在于，所述控制电路包括依次电性连接的电压控制电路、取样电路和单片机处理器。

3.根据权利要求2所述的IGCT器件阻断特性参数测试单元，其特征在于，所述的信号显示电路包括电压显示电路和电流显示电路。

4.根据权利要求3所述的IGCT器件阻断特性参数测试单元，其特征在于，所述电压显示电路包括电压衰减电路、第一控制板、第一运算放大器、第一显示模块，所述电压衰减电路一端连接所述取样电路，另一端连接所述第一控制板的一端，所述第一控制板的另一端连接所述第一运算放大器的输入端，所述第一运算放大器的输出端连接所述第一显示模块。

5.根据权利要求3所述的IGCT器件阻断特性参数测试单元，其特征在于，所述电流取样电路包括标准取样电阻、第二控制板、第二运算放大器和第二显示模块，所述标准取样电阻一端连接所述取样电路，另一端连接所述第二控制板的一端，所述第二控制板的另一端连接所述第二运算放大器的输入端，所述第二运算放大器的输出端连接所述第二显示模块。

6.一种IGCT器件阻断特性参数测试装置，其特征在于，包括用于夹持被测IGCT器件的测试夹具和权利要求1至5任一所述的IGCT器件阻断特性参数测试单元。

7.根据权利要求6所述的IGCT器件阻断特性参数测试装置，其特征在于，所述测试夹具为一恒温恒压夹具，所述恒温恒压夹具包括压力控制机构和温度控制机构。

8.根据权利要求7所述的IGCT器件阻断特性参数测试装置，其特征在于，压力控制机构包括依次连接的压力设定模块、D/A转换模块、信号放大模块、压控恒流源和电气比例阀，所述电气比例阀的第一接头连接所述压控恒流源、所述电气比例阀的第二接头依次连接有净化器源、液压阀和第一电磁阀，所述电气比例阀的第三接头连接有第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别连接一气液增压缸。

9.根据权利要求8所述的IGCT器件阻断特性参数测试装置，其特征在于，所述温度控制机构包括依次连接的温度设定模块、温度比较模块、PID调节模块、加热炉丝、夹头、热电耦合模块、耦合信号放大模块、第三显示模块，所述耦合信号放大模块还与所述温度比较模块连接。

10.根据权利要求9所述的IGCT器件阻断特性参数测试装置，其特征在于，所述温度设定模块与所述压力设定模块共同设于一PLC中。

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