CN204515032U - 一种能量回馈单元的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子设备的测试技术领域，本实用新型提供一种能量回馈单元的测试装置，包括第一充电单元、第二充电单元、第一能量回馈单元以及第二能量回馈单元；第一充电单元包括第一整流桥和第一可控开关，第二充电单元包括第二整流桥和第二可控开关，第一能量回馈单元包括第一IGBT逆变器、第一母线电容以及第三可控开关，第二能量回馈单元包括第二IGBT逆变器、第二母线电容以及第四可控开关，第一可控开关在第一母线电容的电压值达到预设值时处于断路状态，并控制第三可控开关闭合，第二可控开关在第二母线电容的电压值达到预设值时处于断路状态，并控制第四可控开关闭合，减少了测试装置的体积和成本，同时减少系统电源的容量。

Description

一种能量回馈单元的测试装置

技术领域

本实用新型涉及电子设备的测试技术领域，尤其涉及一种能量回馈单元的测试装置。

背景技术

目前我们使用的能源大多是不可逆转的，随着国民经济的发展，大部分正在使用的能源终将消耗殆尽。如何提高能源的利用率已引起全世界人民的关注，因此如何节约能源和开发利用环保、可持续的新型能源成为我们必须解决的问题。能量回馈装置作为能将变频器中电容的能量逆变成与电网电压同相的电流返回电网的装置，不仅能防止变频器因过压而出现故障，而且能将电机在再生发电状态产生的电能回馈给电网，达到节能的目的。随着大功率能量回馈装置技术和市场的日趋成熟，采用大功率能量回馈装置是电机存在再生发电的大功率变频器应用场合的最佳方案。同时如何加大生产制造能量回馈装置是国内制造商思考的问题，而能量回馈装置的出厂试验能够有效的检测设备的性能，有效的试验项目能够提高设备的可靠性与稳定性，不仅能给特殊场合的应用提供参考数据，同时也保证设备到达客户现场时的一次投运成功与稳定运行。目前普遍采用的测试方法中为采用交流调压器通过整流桥整流成直流来模拟实际变频器直流母线电压，或者利用两台变频器分别控制一台电机进行对拖，其中一台电机处于电动状态，另外一台处于发电状态，但是大功率能量回馈装置有一个共同的特点就是单机容量大，导致额定电流高，采用上述两种测试方法中的任一种都会存在使测试系统的体积庞大和造价成本高的缺陷，同时对系统的电源容量也提出了更高的要求。综上所述，现有技术中存在测试装置的体积庞大、造价成本高以及对测试装置的电源容量要求高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能量回馈单元的测试装置，旨在解决针对现有技术中存在测试装置的体积庞大、造价成本高以及对测试装置的电源容量要求高的问题。

本实用新型是这样实现的，一种能量回馈单元的测试装置，所述测试装置包括第一充电单元、第二充电单元、第一能量回馈单元以及第二能量回馈单元；

所述第一充电单元包括第一整流桥和第一可控开关，所述第一可控开关的输入端连接电网的电压输出端，所述第一可控开关的输出端连接所述第一整流桥的输入端；

所述第二充电单元包括第二整流桥和第二可控开关，所述第二可控开关的输入端连接电网的电压输出端，所述第二可控开关的输出端连接所述第二整流桥的输入端；

所述第一能量回馈单元包括第一IGBT逆变器、第一母线电容以及第三可控开关，所述第一母线电容的第一端、所述第一整流桥的第一输出端以及所述第一IGBT逆变器的第一输入端共接，所述第一母线电容的第二端、所述第一整流桥的第二输出端以及所述第一IGBT逆变器的第二输入端共接，所述第一IGBT逆变器的交流侧输出端连接所述第三可控开关的输入端，所述第三可控开关的输出端连接所述电网的电压输出端；

所述第二能量回馈单元包括第二IGBT逆变器、第二母线电容以及第四可控开关，所述第二母线电容的第一端、所述第二整流桥的第一输出端以及所述第二IGBT逆变器的第一输入端共接，所述第二母线电容的第二端、所述第二整流桥的第二输出端以及所述第二IGBT逆变器的第二输入端共接，所述第二IGBT逆变器的交流侧输出端连接所述第四可控开关的输入端，所述第四可控开关的输出端连接所述电网的电压输出端；

当所述第一可控开关闭合时，所述第一整流桥将所述电网输出的交流电转换成直流电，为所述第一母线电容充电，所述第一可控开关在所述第一母线电容的电压值达到预设值时处于断路状态，并控制所述第三可控开关闭合；

当所述第二可控开关闭合时，所述第二整流桥将所述电网输出的交流电转换成直流电，为所述第二母线电容充电，所述第二可控开关在所述第二母线电容的电压值达到预设值时处于断路状态，并控制所述第四可控开关闭合。

所述第一能量回馈单元还包括第一电抗器、第二电抗器、第一电容、第二电容以及第三电容；

所述第一电抗器的输入端连接所述第一IGBT逆变器的交流侧输出端，所述第一电抗器的第一输出端、第一电容的第一端、第二电容的第一端以及所述第二电抗器的第一输入端共接，所述第一电抗器的第二输出端、第一电容的第二端、第三电容的第一端以及所述第二电抗器的第二输入端共接，所述第一电抗器的第三输出端、第二电容的第二端、第三电容的第二端以及所述第二电抗器的第三输入端共接，所述第二电抗器的输出端连接所述第三可控开关的输入端。

所述第一能量回馈单元还包括第一电阻和第五可控开关，所述第一电阻与所述第五可控开关并联后连接在所述第一整流桥的第一输出端和所述第一母线电容的第一端之间。

所述第一可控开关、所述第二可控开关、所述第三可控开关、所述第四可控开关以及所述第五可控开关为三相交流接触器。

所述第二能量回馈单元还包括第三电抗器、第四电抗器、第四电容、第五电容以及第六电容；

所述第三电抗器的输入端连接所述第一IGBT逆变器的交流侧输出端，所述第三电抗器的第一输出端、第四电容的第一端、第五电容的第一端以及所述第四电抗器的第一输入端共接，所述第三电抗器的第二输出端、第四电容的第二端、第六电容的第一端以及所述第四电抗器的第二输入端共接，所述第三电抗器的第三输出端、第五电容的第二端、第六电容的第二端以及所述第四电抗器的第三输入端共接，所述第四电抗器的输出端连接所述第四可控开关的输入端。

所述第二能量回馈单元还包括第二电阻和第六可控开关，所述第二电阻与所述第六可控开关并联后连接在所述第二整流桥的第一输出端和所述第二母线电容的第一端之间。

所述第六可控开关为三相交流接触器。

本实用新型提供的一种能量回馈单元的测试装置，与现有技术相比，具有以下明显的优点：

1、可以使用低压380V电源系统，也可以使用660V或其他电压等级的实验系统，对电源系统的适用范围广；

2、对系统的电源容量要求较低，系统电源容量可以小到10KVA以内，这将大大减小电源系统的建设成本；

3、采用两台能量回馈单元进行对拖的测试，是一种节能的测试方法，可以很大程度的减少测试费用；

4、本实用新型的测试装置简单实用，不需要大容量的三相调压器，同时也不需要两台大容量的变频器控制电机的对拖系统，这将在很大程度上减小系统的体积以及成本；

5、本实用新型的测试装置具有故障互锁功能，测试过程中不管是测试装置还是被测装置，只要任何一台装置发生故障都会使两台装置同时跳脱停止运行，增加系统测试的可靠性与安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种实施例提供的一种能量回馈单元的测试装置的结构示意图；

图2是本实用新型另一种实施例提供的一种能量回馈单元的测试装置的电路结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本实用新型一种实施例提供一种能量回馈单元的测试装置，如图1所示，测试装置包括第一充电单元102、第二充电单元105、第一能量回馈单元103以及第二能量回馈单元104。

第一充电单元102包括第一整流桥1022和第一可控开关1021，第一可控开关1021的输入端连接电网101的电压输出端，第一可控开关1021的输出端连接第一整流桥1022的输入端。

第二充电单元105包括第二整流桥1052和第二可控开关1051，第二可控开关1051的输入端连接电网101的电压输出端，第二可控开关1051的输出端连接第二整流桥1052的输入端。

第一能量回馈单元103包括第一IGBT逆变器1032、第一母线电容1031以及第三可控开关1033，第一母线电容1031的第一端、第一整流桥1022的第一输出端以及第一IGBT逆变器1032的第一输入端共接，第一母线电容1031的第二端、第一整流桥1022的第二输出端以及第一IGBT逆变器1032的第二输入端共接，第一IGBT逆变器1032的交流侧输出端连接第三可控开关1033的输入端，第三可控开关1033的输出端连接电网101的电压输出端。

第二能量回馈单元104包括第二IGBT逆变器1042、第二母线电容1041以及第四可控开关1043，第二母线电容1041的第一端、第二整流桥1052的第一输出端以及第二IGBT逆变器1042的第一输入端共接，第二母线电容1041的第二端、第二整流桥1052的第二输出端以及第二IGBT逆变器1042的第二输入端共接，第二IGBT逆变器1042的交流侧输出端连接第四可控开关1043的输入端，第四可控开关1043的输出端连接电网101的电压输出端。

当第一可控开关1021闭合时，第一整流桥1022将电网101输出的交流电转换成直流电，为所述第一母线电容1031充电，第一可控开关1021在第一母线电容1031的电压值达到预设值时处于断路状态，并控制第三可控开关1033闭合。

当第二可控开关1051闭合时，第二整流桥1052将电网101输出的交流电转换成直流电，为所述第二母线电容1041充电，第二可控开关1051在第二母线电容1041的电压值达到预设值时处于断路状态，并控制第四可控开关1043闭合。

对于电网101，为三相交流电网101，用于对整个测试装置提供交流供电电源。

对于第一充电单元102，包括接触器和整流桥组成，作用是给第一能量回馈单元103中的直流母线侧的第一母线电容充电。

对于第二充电单元105，包括接触器和整流桥组成，作用是给第二能量回馈单元104中的直流母线侧的第二母线电容充电。

对于第一能量回馈单元103和第二能量回馈单元104，其中一个为测试装置，另一个为被测装置，测试装置为被测装置的陪测装置，作用是与被测装置进行对拖，实现测试装置与被测装置的功率对补。

可选的，第一可控开关1021和第三可控开关1033可与控制器相连，控制器控制第一可控开关1021在第一母线电容1031的电压值达到预设值时处于断路状态，并控制第三可控开关1033闭合。

可选的，第二可控开关1051和第四可控开关1043可与控制器相连，控制器控制第二可控开关1051在第二母线电容1041的电压值达到预设值时处于断路状态，并控制第四可控开关1043闭合。

本实用新型一种能量回馈单元的测试装置的工作过程为：首先给整个测试装置上电并启动设备，第一充电单元102和第二充电单元105回路中的第一可控开关1021和第二可控开关1051闭合，第一能量回馈单元103和第二能量回馈单元104会通过第一充电单元102和第二充电单元105分别经第一电阻R1和第二电阻R2给各自的直流母线上的电解电容充电，当充电到设定的直流母线电压值时，第一能量回馈单元103和第二能量回馈单元104交流侧的第三可控开关1033和第四可控开关1043闭合，同时直流侧的第五可控开关1036和第六可控开关1046闭合，并且控制第一可控开关1021和第二可控开关1051断开，整个测试装置启动完毕，然后再设置第一能量回馈单元103和第二能量回馈单元104的测试功率值，运行设备实现第一能量回馈单元103和第二能量回馈单元104的功率对冲。此测试装置具有故障互锁的功能，在测试过程中第一能量回馈单元103和第二能量回馈单元104中任一装置发生故障时，都会使两台装置同时跳脱停止运行，使系统的可靠性和安全性大大增加。

本实用新型能量回馈单元的测试装置的原理是利用两台同等容量的能量回馈单元，其中一台作为测试装置，另一台作为被测装置，具体是将其中的测试装置设置为陪测模式，另一台被测装置设置为被测模式。将两台能量回馈单元进行对拖，实现两套装置功率对补。与传统的测试方法和装置相比，可以大大减少系统的体积和成本，同时这也是一种有效的节能测试方法，可以把系统电源的容量做得很低，可以有效的减少电源系统的建设成本。

本实用新型另一种实施例提供一种能量回馈单元的测试装置，如图2所示，第一能量回馈单元103还包括第一电抗器1035、第二电抗器1034、第一电容C1、第二电容C2以及第三电容C3。

第一电抗器1035的输入端连接第一IGBT逆变器1032的交流侧输出端，第一电抗器1035的第一输出端、第一电容C1的第一端、第二电容C2的第一端以及第二电抗器1034的第一输入端共接，第一电抗器1035的第二输出端、第一电容C1的第二端、第三电容C3的第一端以及第二电抗器1034的第二输入端共接，第一电抗器1035的第三输出端、第二电容C2的第二端、第三电容C3的第二端以及第二电抗器1034的第三输入端共接，第二电抗器1034的输出端连接第三可控开关1033的输入端。

对于第一电抗器1035和第二电抗器1034，用于将变化的电压转换成实际输出电流，实现能量的缓冲，同时减少有源滤波器输出电流中的开关纹波，降低共模干扰，与第一电容C1、第二电容C2以及第三电容C3组成LCL无源滤波器对输出电流进行滤波。

第一能量回馈单元103还包括第一电阻R1和第五可控开关1036，第一电阻R1与第五可控开关1036并联后连接在第一整流桥1022的第一输出端和第一母线电容的第一端之间。

第二能量回馈单元104还包括第三电抗器1045、第四电抗器1044、第四电容C4、第五电容C5以及第六电容C6。

第三电抗器1045的输入端连接第一IGBT逆变器1032的交流侧输出端，第三电抗器1045的第一输出端、第四电容C4的第一端、第五电容C5的第一端以及第四电抗器1044的第一输入端共接，第三电抗器1045的第二输出端、第四电容C4的第二端、第六电容C6的第一端以及第四电抗器1044的第二输入端共接，第三电抗器1045的第三输出端、第五电容C5的第二端、第六电容C6的第二端以及第四电抗器1044的第三输入端共接，第四电抗器1044的输出端连接第四可控开关1043的输入端。

对于第三电抗器1045和第四电抗器1044，用于将变化的电压转换成实际输出电流，实现能量的缓冲，同时减少有源滤波器输出电流中的开关纹波，降低共模干扰，与第四电容C4、第五电容C5以及第六电容C6组成LCL无源滤波器对输出电流进行滤波。

第二能量回馈单元104还包括第二电阻R2和第六可控开关1046，第二电阻R2与第六可控开关1046并联后连接在第二整流桥1052的第一输出端和第二母线电容的第一端之间。

可选的，第一可控开关1021、第二可控开关1051、第三可控开关1033、第四可控开关1043、第五可控开关1036以及第六可控开关1046为三相交流接触器。

本实用新型提供的一种能量回馈单元的测试装置，与现有技术相比，具有以下明显的优点：

1、可以使用低压380V电源系统，也可以使用660V或其他电压等级的实验系统，对电源系统的适用范围广；

2、对系统的电源容量要求较低，系统电源容量可以小到10KVA以内，这将大大减小电源系统的建设成本。

3、采用两台能量回馈单元进行对拖的测试，是一种节能的测试方法，可以很大程度的减少测试费用；

4、本实用新型的测试装置简单实用，不需要大容量的三相调压器，同时也不需要两台大容量的变频器控制电机的对拖系统，这将在很大程度上减小系统的体积以及成本。

5、本实用新型的测试装置具有故障互锁功能，测试过程中只要不管是测试装置还是被测装置，只要任何一台装置发生故障都会使两台装置同时跳脱停止运行，增加系统测试的可靠性与安全性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种能量回馈单元的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括第一充电单元、第二充电单元、第一能量回馈单元以及第二能量回馈单元；

所述第一充电单元包括第一整流桥和第一可控开关，所述第一可控开关的输入端连接电网的电压输出端，所述第一可控开关的输出端连接所述第一整流桥的输入端；

所述第二充电单元包括第二整流桥和第二可控开关，所述第二可控开关的输入端连接电网的电压输出端，所述第二可控开关的输出端连接所述第二整流桥的输入端；

所述第一能量回馈单元包括第一IGBT逆变器、第一母线电容以及第三可控开关，所述第一母线电容的第一端、所述第一整流桥的第一输出端以及所述第一IGBT逆变器的第一输入端共接，所述第一母线电容的第二端、所述第一整流桥的第二输出端以及所述第一IGBT逆变器的第二输入端共接，所述第一IGBT逆变器的交流侧输出端连接所述第三可控开关的输入端，所述第三可控开关的输出端连接所述电网的电压输出端；

所述第二能量回馈单元包括第二IGBT逆变器、第二母线电容以及第四可控开关，所述第二母线电容的第一端、所述第二整流桥的第一输出端以及所述第二IGBT逆变器的第一输入端共接，所述第二母线电容的第二端、所述第二整流桥的第二输出端以及所述第二IGBT逆变器的第二输入端共接，所述第二IGBT逆变器的交流侧输出端连接所述第四可控开关的输入端，所述第四可控开关的输出端连接所述电网的电压输出端；

当所述第一可控开关闭合时，所述第一整流桥将所述电网输出的交流电转换成直流电，为所述第一母线电容充电，所述第一可控开关在所述第一母线电容的电压值达到预设值时处于断路状态，并控制所述第三可控开关闭合；

当所述第二可控开关闭合时，所述第二整流桥将所述电网输出的交流电转换成直流电，为所述第二母线电容充电，所述第二可控开关在所述第二母线电 容的电压值达到预设值时处于断路状态，并控制所述第四可控开关闭合。

2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述第一能量回馈单元还包括第一电抗器、第二电抗器、第一电容、第二电容以及第三电容；

所述第一电抗器的输入端连接所述第一IGBT逆变器的交流侧输出端，所述第一电抗器的第一输出端、第一电容的第一端、第二电容的第一端以及所述第二电抗器的第一输入端共接，所述第一电抗器的第二输出端、第一电容的第二端、第三电容的第一端以及所述第二电抗器的第二输入端共接，所述第一电抗器的第三输出端、第二电容的第二端、第三电容的第二端以及所述第二电抗器的第三输入端共接，所述第二电抗器的输出端连接所述第三可控开关的输入端。

3.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述第一能量回馈单元还包括第一电阻和第五可控开关，所述第一电阻与所述第五可控开关并联后连接在所述第一整流桥的第一输出端和所述第一母线电容的第一端之间。

4.如权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述第一可控开关、所述第二可控开关、所述第三可控开关、所述第四可控开关以及所述第五可控开关为三相交流接触器。

5.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述第二能量回馈单元还包括第三电抗器、第四电抗器、第四电容、第五电容以及第六电容；

所述第三电抗器的输入端连接所述第一IGBT逆变器的交流侧输出端，所述第三电抗器的第一输出端、第四电容的第一端、第五电容的第一端以及所述第四电抗器的第一输入端共接，所述第三电抗器的第二输出端、第四电容的第二端、第六电容的第一端以及所述第四电抗器的第二输入端共接，所述第三电抗器的第三输出端、第五电容的第二端、第六电容的第二端以及所述第四电抗器的第三输入端共接，所述第四电抗器的输出端连接所述第四可控开关的输入端。

6.如权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述第二能量回馈单元还包括第二电阻和第六可控开关，所述第二电阻与所述第六可控开关并联后连接在所述第二整流桥的第一输出端和所述第二母线电容的第一端之间。

7.如权利要求6所述的测试装置，其特征在于，所述第六可控开关为三相交流接触器。