CN203054118U

CN203054118U - 一种igbt功率单元短路保护测试装置

Info

Publication number: CN203054118U
Application number: CN 201220748022
Authority: CN
Inventors: 蒋玲; 郭金东; 邵桂萍; 王永超
Original assignee: Beijing Corona Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Corona Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2012-12-30
Filing date: 2012-12-30
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2022-12-30

Abstract

一种IGBT功率单元短路保护测试装置，包括主电路、控制电路和示波器。主电路的直流电源由电网供电经过可调变压器及整流桥输出直流电，通过母线支撑电容给被测IGBT功率单元供电。三组单相IGBT功率单元的输出分别连接至负载电抗器三相输入端。负载电抗器的输入与被测IGBT功率单元相连，负载电抗器的输出端三相短接。接触器分别为位于可调变压器与整流桥之间的第一接触器、被测功率单元IGBT与负载电抗器之间的第二接触器、实现被测功率单元IGBT相间短路的第三接触器及熔断器、实现被测功率单元IGBT对地短路的第四接触器及熔断器。本实用新型可测试由错误驱动信号供给桥臂引起的桥臂直通短路、因绝缘失效或误接线引起的负载短路或因绝缘失效或误接线引起的对地短路。

Description

一种IGBT功率单元短路保护测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机组变流器IGBT功率单元短路保护测试装置。

背景技术

随着风电机组单机容量和风电场规模的增大，风力发电机组的运行效率、安全性和稳定性就显得尤为重要。目前兆瓦级风力发电机组已经成为国际上的主流机型，兆瓦级变流器中所采用的IGBT的功率等级较高，对IGBT的驱动保护技术也提出了更高的要求。

短路故障发生后瞬时就会产生极大的电流，很快就会损坏IGBT，因此功率单元的短路保护功能设计是否完善，对变流器的安全运行至关重要，直接关系到整个系统的工作性能和运行安全。因此IGBT功率单元在使用前测试一下它的短路保护功能是否完善，是很有必要的。目前风电机组变流器IGBT功率单元测试装置中，没有针对短路保护进行测试的装置及方法。现有IGBT功率单元测试装置只针对正常工作状态下额定电流进行测试，并以电阻作为负载，不能测试IGBT功率单元短路保护功能。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提出一种风力发电机组变流器IGBT功率单元短路保护测试装置。

本实用新型可分别验证IGBT功率单元的三种短路形式：第一种短路形式是由错误的驱动信号供给桥臂引起的桥臂直通短路；第二种短路形式是由于绝缘失效或误接线而引起的负载短路；第三种短路形式是由于绝缘失效或误接线而引起的对地短路。

本实用新型由三部分组成：主电路、控制电路和示波器。

其中主电路包括直流电源、被测IGBT功率单元、负载电抗器、熔断器及接触器。直流电源由电网供电经过可调变压器及整流桥输出直流电，通过母线支撑电容给被测IGBT功率单元供电。被测IGBT功率单元由三组单相IGBT功率单元组成，被测IGBT功率单元的输出分别连接至负载电抗器三相输入端。负载电抗器的输入与被测IGBT功率单元相连，负载电抗器的输出端三相短接。接触器分别为位于可调变压器与整流桥之间的第一接触器、被测功率单元IGBT与负载电抗器之间的第二接触器、实现被测功率单元IGBT相间短路的第三接触器及熔断器、实现被测功率单元IGBT对地短路的第四接触器及熔断器。

控制电路通过按钮实现接触器的开通、关断控制。将按钮触点串联在接触器控制电源回路中，按钮触点闭合接触器控制线圈得电使接触器闭合，按钮触点断开接触器控制线圈失电使接触器断开。

示波器显示电压测量信号和电流测量信号。

附图说明

图1测试装置组成图；

图2：主电路示意图，图中：T可调变压器，D整流桥，C母线支撑电容，L负载，K1第一接触器，K2第二接触器，K3第三接触器，K4第四接触器，R1第一熔断器，R2第二熔断器，V电压测量，I1电流测量1，I2电流测量2，I3电流测量3。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型装置主要由三个部分组成：主电路、控制电路和示波器。

所述的主电路为被测IGBT功率单元提供直流电源和负载。

控制电路通过按钮控制主电路中接触器的开通、关断。按钮触点串联在接触器控制电源回路中，按钮触点闭合接触器控制线圈得电使接触器闭合，按钮触点断开接触器控制线圈失电使接触器断开。

示波器显示并记录电压测量信号和电流测量信号。

如图2所示，所述的主电路包括可调变压器T、整流桥D、母线支撑电容C、被测IGBT功率单元、负载电抗器L、熔断器R1、R2及四个接触器K1、K2、K3、K4。可调变压器T的输入端连接电网，可调变压器T的输出端通过第一接触器K1连接至整流桥D的交流输入端。整流桥D的直流输出端连接被测IGBT功率单元的直流输入端。同时整流桥D的直流输出端连接母线支撑电容C。被测IGBT功率单元由三组单相IGBT功率单元组成，三组单相IGBT功率单元的输出分别连接至负载电抗器L的A、B、C三相输入端。负载电抗器L的输出端三相短接。第一熔断器R1的输入与负载电抗器L输入端C相相连，第一熔断器R1输出通过第三接触器K3与负载电抗器输入端B相相连。第二熔断器R2的输入与负载电抗器L输入端A相相连，第二熔断器R2输出通过第四接触器K4接地。主电路各器件之间用线缆连接。

使用本实用新型针对第一种短路形式，即由错误的驱动信号供给桥臂引起的桥臂直通短路进行测试时，第一接触器K1闭合，第二、第三、第四接触器K2、K3、K4断开。通过可调变压器T及整流桥D建立母线电压，修改被测IGBT功率单元中任意一相IGBT功率单元驱动信号，该驱动信号使IGBT上管一直导通，下管发生10ms单脉冲导通。被测IGBT功率单元发生桥臂直通短路，示波器记录故障时母线电压V和短路电流I1。

使用本实用新型针对第二种短路形式，由于绝缘失效或误接线而引起的负载短路进行测试时，第一第二接触器K1、K2闭合，第三、第四接触器K3、K4断开。通过可调变压器T及整流桥D建立母线电压，被测IGBT功率单元正常工作。闭合第三接触器K3，被测IGBT功率单元发生相间短路，示波器记录故障时母线电压V和短路电流I2。

使用本实用新型针对第三种短路形式，即由于绝缘失效或误接线而引起的对地短路进行测试时，第一、第二接触器K1、K2闭合，第三、第四接触器K3、K4断开。通过可调变压器T及整流桥D建立母线电压，被测IGBT功率单元正常工作。闭合第四接触器K4，被测IGBT功率单元发生接地短路，示波器记录故障时母线电压V和短路电流I3。

Claims

1.一种IGBT功率单元短路保护测试装置，其特征在于，所述的测试装置主要由主电路、控制电路和示波器组成；所述的主电路为被测IGBT功率单元提供直流电源和负载。

2.按照权利要求1所述的IGBT功率单元短路保护测试装置，其特征在于，所述的主电路包括可调变压器（T）、整流桥（D）、母线支撑电容（C）、被测IGBT功率单元、负载电抗器（L）、熔断器（R1、R2），以及四个接触器（K1、K2、K3、K4）；可调变压器（T）的输入端连接电网，可调变压器（T）的输出端通过第一接触器(K1)连接至整流桥(D)的交流输入端；整流桥（D）的直流输出端连接被测IGBT功率单元的直流输入端；整流桥（D）的直流输出端连接母线支撑电容（C）；被测IGBT功率单元由三组单相IGBT功率单元组成，三组单相IGBT功率单元的输出分别连接至负载电抗器（L）的A、B、C三相输入端；负载电抗器（L）的输出端三相短接；第一熔断器（R1）的输入与负载电抗器L输入端C相相连，第一熔断器（R1）输出通过第三接触器（K3）与负载电抗器输入端B相相连；第二熔断器（R2）的输入与负载电抗器（L）的输入端A相相连，第二熔断器（R2）的输出通过第四接触器（K4）接地。