CN210487880U - 一种针对船用电气电子产品的能源波动测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种针对船用电气电子产品的能源波动测试系统，包括：电网侧电源，其用于提供测试所需的系统电源；变流装置，其位于电网测电源和被试设备之间，用于获取测试所需的能源波动参数，基于被试设备的额定功率和/或额定电压，根据能源波动参数，生成与能源波动参数匹配的用于模拟电网波动时实际输入至被试设备的波动信号，并将其输入至被试设备，以监控被试设备在输入电源产生波动的情况下的实际运行状态，其中，能源波动参数包括：波动属性、测试类别、波动值及波动时长。本实用新型采用电力电子变流装置的方式，实现包括电压稳态波动、电压瞬态波动、频率稳态波动以及频率瞬态波动在内的各类能源波动测试。

Description

一种针对船用电气电子产品的能源波动测试系统

技术领域

本实用新型涉及电力产品试验技术领域，尤其是涉及一种针对船用电气电子产品的能源波动测试系统。

背景技术

近年来，船舶推进系统采用电力系统越来越广泛，而在船上供电系统中，当突然投入设备或者突然切除设备等情况时，供电电网不免产生波动，从而影响船上电气电子设备的正常运行带来。为了验证当供给能源产生波动时，船用电气电子产品能否具有其预期功能能力，在根据中国船级社GD 22-2015《电气电子产品型式认可试验指南》，使用于船舶和海上设施再进行型式认可试验时，需要进行能源波动试验。图1是本申请实施例的GD 22-2015标准中对能源波动试验的电源要求示意图。从图1可以看出，标准要求试验时，被试产品供电电压电源需实现电压波动、及频率波动，具体为：电压稳态波动为-10％到+6％，频率稳态波动±5％；电压瞬态波动±20％(恢复时间1.5s)，频率瞬态波动±10％(恢复时间5s)。

图2为现有常用电压波动试验电路结构示意图。如图2所示，该系统包括：变压器原边断路器QF1、调压器TM1、变压器次边断路器QF2等部分。试验时，调压器使被试设备输入电压为额定值，并运行被试设备，当需要电网电压波动时，调节调压器TM1的输出电压的幅值，使其达到目标值并针对波动测试开始计时，当针对波动维持时长的计时达到标准或客户要求值后，再次调节调压器TM1的输出电压的幅值，使其恢复至被试设备输入电压额定值。变压器的电压调节可以通过手动调节，也可以通过微机控制进行远程调节。

由于调压器调压需要一定的时间，且电压调节时间随着电压调节的幅值越大，所需时间越长。另外，相同的电压幅值调节每次所需的时间也有一定的不确定性。因此，目前常用的试验系统，存在以下缺点：

a、电压调节时间无法准确控制，测试效率受调压器调压速率、调压范围的限制；

b、通过调压器调压，无法进行能源瞬态波动试验；

c、通过变压器，无法进行频率变换，因此，无法进行包括频率稳态波动、频率瞬态波动的频率波动试验。

实用新型内容

本实用新型需要提供一种调节速度快，并且能够进行各类能源波动测试的系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种针对船用电气电子产品的能源波动测试系统，包括：电网侧电源，其用于提供测试所需的系统电源；变流装置，其位于所述电网测电源和被试设备之间，用于获取测试所需的能源波动参数，基于所述被试设备的额定功率和/或额定电压，根据所述能源波动参数，生成与所述能源波动参数匹配的用于模拟电网波动时实际输入至所述被试设备的波动信号，并将其输入至所述被试设备，以监控所述被试设备在输入电源产生波动的情况下的实际运行状态，其中，所述能源波动参数包括：波动属性、测试类别、波动值及波动时长。

优选地，所述系统还包括：供电变压器，其位于所述电网侧电源与所述变流装置之间，用于接收第一变比信息，根据所述第一变比信息调节自身输出电压，得到用于满足所述变流装置所需的输入电压等级的变流输入信号，并将其传送至所述变流装置。

优选地，所述系统还包括：隔离变压器，其位于所述变流装置与所述被试设备之间，用于接收第二变比信息，根据所述第二变比信息，将获取到的所述波动信号进行调节，得到用于满足所述被试设备所需的输入电压等级的波动信号，并将其传输至传送至所述被试设备。

优选地，所述变流装置包括：整流单元，其用于接收所述变流输入信号，并在变流控制单元的控制下将所述变流输入信号进行整流处理；变流控制单元，其采集并检测所述整流单元输入端的电流及电压信号、逆变单元输出端的电流及电压信号，基于此，根据获取到的所述能源波动参数，形成满足当前波动变化范围及时长条件的斩波控制信号和逆变控制信号；直流斩波单元，其与所述整流单元连接，用于接收所述斩波控制信号，利用所述斩波控制信号驱动所述直流斩波单元内的功率器件的通断状态，以将从所述整流单元接收到的整流输出信号转换成相应的斩波输出信号；逆变单元，其与所述直流斩波单元连接，用于接收所述逆变控制信号和所述斩波输出信号，在所述逆变控制信号的控制下将所述斩波输出信号进行逆变处理，得到相应的所述波动信号。

优选地，所述变流控制单元，其还用于检测所述被试设备的输入电压信号，当该信号的幅值或频率达到当前测试所需的能源波动参数中的波动值，并且维持时间达到波动时长时，根据所述被试设备的额定电压及额定频率，生成相应的额定状态斩波信号和额定状态逆变信号，并将其分别输入至所述直流斩波单元和所述逆变单元中，以在所述变流控制单元的控制下使得所述被试设备获取到符合额定工作电压及额定工作频率的输入信号。

优选地，所述系统还包括：滤波装置，其位于所述变流装置与所述隔离变压器之间，用于对所述变流装置输出的所述波动信号进行电压滤波处理，以提高所述波动信号的质量。

优选地，所述系统还包括：高压开关器，其位于所述电网侧电源和所述供电变压器之间，用于利用接收到的第一闭合/断开信号控制自身的通断状态，以控制系统电源的输入；第一交流断路器，其位于所述供电变压器和所述变流装置之间，用于利用接收到的第二闭合/断开信号控制自身的通断状态，以控制所述变流装置的输入；第二交流断路器，其位于所述隔离变压器和所述被试设备之间，用于利用接收到的第三闭合/断开信号控制自身的通断状态，以控制所述被试设备的输入。

优选地，所述系统还包括：主控模块，其用于在测试开始前的系统启动阶段，依次向所述高压开关器发送所述第一闭合信号、向第一交流断路器发送所述第二闭合信号、向第二交流断路器发送所述第三闭合信号，以及在测试结束后的系统关闭阶段，依次向第二交流断路器发送所述第三断开信号、向第一交流断路器发送所述第二断开信号、向所述高压开关器发送所述第一断开信号。

优选地，所述系统还包括：测试负载装置，其与所述被试设备的输出端连接，用于增加所述被试设备的负荷，以模拟所述被试设备实际运行过程中的负载，其中，所述测试负载装置为阻性负载或电机机组。

优选地，所述整流单元和所述逆变单元采用基于IGBT器件的桥式整流结构。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本实用新型利用采用电力电子变流装置的方式，实现包括电压稳态波动、电压瞬态波动、频率稳态波动以及频率瞬态波动在内的各类能源波动测试。在船舶电气电子设备波动试验系统中，创新性的使用电力电子变流器的方式，实现能源波动试验条件，有效的解决了现有系统电压调节时间无法准确控制的难题、无法进行电压瞬态波动的难题、以及解决现有系统无法进行频率波动的难题。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例共同用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本申请实施例的GD 22-2015标准中对能源波动试验的电源要求示意图。

图2是本申请实施例的现有常用电压波动试验电路结构示意图。

图3是本申请实施例的针对船用电气电子产品的能源波动测试系统的整体结构示意图。

图4是本申请实施例的针对船用电气电子产品的能源波动测试系统的具体结构示意图。

图5是本申请实施例的针对船用电气电子产品的能源波动测试系统中变流装置30的结构示意图。

图6是本申请实施例的针对船用电气电子产品的能源波动测试系统中变流装置30的控制策略示意图。

图7是本申请实施例的针对船用电气电子产品的能源波动测试系统的试验实施流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

现有波动试验系统中，常常需要通过调压器调节需要输入至被试设备的测试所需的电压波动值。由于调压需要一定的时间，并且电压调节时间随着电压调节的幅值越大，所需时间越长。另外，相同的电压幅值调节每次所需的时间也有一定的不确定性。因此，目前常用的试验系统，存在以下缺点：a、电压调节时间无法准确控制，测试效率受调压器调压速率、调压范围的限制；b、通过调压器调压，无法进行能源瞬态波动试验；c、通过变压器，无法进行频率变换，因此，无法进行包括频率稳态波动、频率瞬态波动的频率波动试验。其中，在本实用新型实施例中，上述被试设备主要船用电气电子设备，主要包含但不限于以下几类产品：1、用于控制、保护、安全、内部通信的设备；2、计算机及外围设备；3、其他低压电气设备和电子设备；4、航行设备和无线电通信设备及系统。

为了克服上述现有技术中的不足，本实施例提出了一种新型的针对船用电气电子产品的能源波动试验系统。该系统利用电力电子变流装置可将输入至被试设备的输入电压信号的额定电压幅值或额定频率快速调节至相应的波动电压值或波动频率值，以完成快速调压或快速调频的稳态波动试验。进一步地，还能够将输入至被试设备的输入电压信号的波动电压值或波动频率值快速恢复至相应的额定电压幅值或额定频率，以快速调压或快速调频的瞬态波动试验。

图3是本申请实施例的针对船用电气电子产品的能源波动测试系统的整体结构示意图。图4是本申请实施例的针对船用电气电子产品的能源波动测试系统的具体结构示意图。下面结合图3和图4对本实用新型实施例中的能源波动测试系统进行说明。如图3、4所示，该系统至少包括：电网侧电源10和(电力电子)变流装置30。其中，电网侧电源10，用于提供测试所需的系统电源。变流装置30位于电网测电源10和被试设备60之间，用于获取测试所需的能源波动参数，基于被试设备的额定功率和/或额定电压，根据能源波动参数，生成与能源波动参数匹配的用于模拟电网波动时实际输入至被试设备60的波动信号，并将其输入至被试设备60，以监控被试设备60在输入电源产生波动的情况下的实际运行状态。

需要说明的是，根据上述所述的现有能源波动测试标准的规定，常用能源波动测试的项目类别包括稳态电压波动测试、稳态频率波动测试、瞬态电压波动测试和瞬态频率波动测试。因此，本实用新型实施例中的能源波动参数包括：波动属性、测试类别、波动值及波动时长。其中，波动属性选自瞬态波动或稳态波动中的一种，并且测试类别选自电压波动测试或频率波动测试中的一种。另外，本实用新型所述的波动值表示相较于被试设备额定电压或额定频率的基础上产生变化的电压或频率值，使得被试设备所获得的输入信号(波动信号)的幅值或频率值是为其额定电压或额定频率加上波动值后的数据。这样，利用波动信号模拟了被试设备所获得原始输入电源信号产生波动后的实际输入信号。

进一步，根据波动属性和测试类别的不同需求，波动值和波动时长所代表的含义随之变化。在第一个实施例中，若波动属性为稳态波动并且测试类别为电压波动，则表示当前测试项目为稳态电压测试，此时，波动值对应的数值便表示相较于被试设备额定电压产生的电压变化值，波动时长表示保持当前波动电压值所维持的时间。在第二个实施例中，若波动属性为稳态波动并且测试类别为频率波动，则表示当前测试项目为稳态频率测试，此时，波动值对应的数值便表示相较于被试设备额定频率产生的频率变化值，波动时长表示保持当前波动频率值所维持的时间。

进一步需要说明的是，本实用新型实施例的变流装置30可以为AC-DC-AC的变流器，也可以为DC-AC的变流器，还可以是AC-AC的变流器，本实用新型对其类型不作具体限定。因此，本实用新型实施例中的电网侧电源10的类型需要与变流装置30的类型相匹配。在变流装置30的变流方式为DC-AC时，相应的电网测电源10为直流电源；在变流装置30的变流方式为AC-AC或AC-DC-AC时，相应的电网测电源10为交流电源。优选地，本实用新型的变流装置30采用AC-DC-AC变流方式，电网侧电源10为三相10KV/50Hz电源。

再次参考图3和图4，上述能源波动测试系统还包括：供电变压器20、隔离变压器30、滤波装置40和测试负载装置70。下面分别对上述部件的功能及结构进行说明。

由于实际应用过程中，变流装置30具有不同输入输出电压等级的产品，使得测试系统会产生变流装置30输入电压等级与试验级别的电源电压等级(系统电源的电压等级)不匹配的现象，和/或会产生使得变流装置30输出电压等级与被试设备60的输入电压的等级不匹配的现象。因此，本实用新型实施例中变流装置30的输入、输出端分别配置有相应的用于调节系统电源与变流装置30间电压等级的供电变压器(TM1)20、用于变流装置30与被试设备60间电压等级的隔离变压器(TM2)50。

供电变压器20位于电网侧电源10与变流装置30的输入端之间。供电变压器20用于接收第一变比信息，根据第一变比信息调节自身输出电压，得到用于满足变流装置30所需的输入电压等级的变流输入信号，并将当前变流输入信号传送至变流装置30。这样，将电网电压进行升压或降压，来满足电力电子变流装置30所需电压等级。其中，为了提高传输至变流装置30的系统电源信号的质量，供电变压器20的连接方式优先采用DYn11连接方式。另外，通常由于试验级别的系统电源电压的等级常比变流装置30可接收的输入电压等级要高，因此，供电变压器20需要实现降压功能。

进一步，隔离变压器50位于变流装置30的输出端与被试设备60之间。隔离变压器50用于接收第二变比信息，根据第二变比信息，将获取到的波动信号进行调节，得到用于满足被试设备60所需的输入电压等级的经变比调节后的波动信号，并将当前经变比调节后的波动信号传输至传送至被试设备60中，以驱动被试设备60在输入电压满足上述波动值和波动时长条件下运行。隔离变压器50能够将电力电子变流装置30输出电压由相电压变换为线电压，同时对电力电子变流装置30与被试设备60进行电气隔离，进一步，通过可以改变自身隔离变压器50的变比，使整个能源波动测试系统适用于不同电压等级的被试设备60。

进一步，为了使得被试设备60(或隔离变压器50)获得更高质量的波动信号，本实用新型实施例在上述隔离变压器50前设置有滤波装置40。滤波装置40位于变流装置30与隔离变压器50之间。该滤波装置40用于对变流装置30输出的波动信号进行电压滤波处理，以提高波动信号的质量。优选地，在本实用新型实施例中，上述滤波装置40采用LC滤波方式。具体地，如图4所示，滤波装置40包括电感器L1-L3和电容器C1-C3，各电感器L1-L3分别串接在变流装置30输出部分(下述逆变单元33)的各相输出端，电容器C1-C3分别并联在各电感器L1-L3与被试设备(被试品)60之间。

进一步，在本实用新型实施例中，为了使得被试设备60的运行状态更接近于实际情况，以获得更准确的实际运行数据，在被试设备60的输出端连接有测试负载装置70，如图3所示。测试负载装置70用于增加被试设备60的负荷，以模拟被试设备60实际运行过程中的负载。优选地，在实际测试过程中，测试负载装置70可以设置为与被试设备60在实际运行过程中阻感等级相符的阻性负载，也可以是电机机组设备。

图5是本申请实施例的针对船用电气电子产品的能源波动测试系统中变流装置30的结构示意图。在本实用新型实施例中，电力电子变流装置30是控制被试设备60电源电压的电压幅值及频率幅值的装置，实现被试设备60输入电压信号的电压幅值及频率的波动，故下面参考图4和图5对变流装置30进行详细说明。如图4和图5所示，变流装置30包括整流单元31、直流斩波单元32、逆变单元33和变流控制单元34。

整流单元31为变流装置30的输入部分，采用基于半导体器件的桥式整流结构，如图4所示，整流单元31为由半导体器件V1～V6构成的桥式结构电路，每个半导体器件V1～V6均反接有对应的用于保护当前半导体器件的续流二极管。优选地，本实用新型实施例中的半导体器件采用IGBT元件。整流单元30用于接收上述供电变压器20传输的变流输入信号，并在变流控制单元34的控制下将变流输入信号进行整流处理。

变流控制单元34采用闭环控制策略，分别与整流单元31、直流斩波单元32和逆变单元33连接。图6是本申请实施例的针对船用电气电子产品的能源波动测试系统中变流装置30的控制策略示意图。如图6所示，变流控制单元34，首先用于接收能源波动参数；而后采集整流单元31输入端的电流及电压信号、以及逆变单元33输出端的电流及电压信号，并检测这些电流及电压信号；接着，基于上述检测到的整流单元31输入端的电流及电压信号(也就是变流装置30输入端的电流及电压信号)、以及检测到的逆变单元33输出端的电流及电压信号(也就是变流装置30输出端的电流及电压信号)，根据能源波动参数，形成满足当前波动变化范围值及波动时长条件的斩波控制(脉冲)信号和逆变控制(脉冲)信号；最后，将斩波控制信号发送至直流斩波单元32内功率开关器件的控制端、并将逆变控制信号发送至逆变单元33。这样，变流控制单元34根据检测到的变流装置输入、输出的电流电压信号、以及能源波动参数，来调整斩波控制信号和逆变控制信号的频率和幅值，分别控制下述直流斩波单元32和逆变单元33内部的功率开关器件的通断状态的时机，使得逆变单元33最终输出符合当前波动测试需求的波动信号。

进一步，直流斩波单元32与整流单元31的输出端连接。直流斩波单元32用于接收波动控制信号，利用斩波控制信号驱动直流斩波单元32内的功率器件的通断状态，以将从整流单元31接收到的整流输出信号进行变频处理，而后转换成相应的斩波输出信号，并将其发送至逆变单元33的输入端。如图4所示，直流斩波单元32包括跨接在整流单元31输出端的直流电容C4、分压电阻R1和R2、以及并联在分压电阻R1上的二极管D1。

逆变单元33与直流斩波单元32的输出端连接，为变流装置30的输出部分，采用基于半导体器件的桥式整流结构，如图4所示，逆变单元33为由半导体器件V7～V12构成的桥式结构电路，每个半导体器件V7～V12均反接有对应的用于保护当前半导体器件的续流二极管。优选地，本实用新型实施例中的半导体器件采用IGBT元件。逆变单元33用于接收变流控制单元34发送的逆变控制信号和直流斩波单元32发送的斩波输出信号，在逆变控制信号的控制下将斩波输出信号进行逆变处理，得到相应的波动信号，使得被试设备60按照当前测试所需的能源波动参数的需求获取用于模拟电网波动时实际输入至被试设备60的波动信号。

在实际波动测试过程中，若当前测试的波动属性为瞬态波动(测试项目为瞬态电压波动测试或瞬态频率波动测试)，则在被试设备60获得波动信号达到波动时长后，还需要向被试设备60输入符合额定电压及频率的输入信号，以监测被试设备60的输入信号产生波动异常后又转为正常时的恢复能力。进一步，上述变流控制单元34还用于检测被试设备60的输入电压信号，当该信号的幅值或频率达到当前测试所需的能源波动参数中的波动值，并且波动值维持时间达到波动时长时，根据被试设备60的额定电压及额定频率，生成相应的额定状态斩波信号和额定状态逆变信号，并将其分别输入至直流斩波单元32的控制端和逆变单元33的控制端中，以在变流控制单元34的控制下，分别利用这两种信号驱动直流斩波单元33和逆变单元33内的功率器件的通断状态时机，使得被试设备60获取到符合额定工作电压及额定工作频率的输入信号。

除此之外，再次参考图3和图4，上述能源波动测试系统还包括：高压开关器(QF1)81、第一交流断路器(QF2)82、第二交流断路器(QF3)83和主控模块(未图示)。具体地，高压开关器81位于电网侧电源10和供电变压器20之间，其控制整个系统的电源，具体用于利用接收到的第一闭合/断开信号控制自身的通断状态，以控制系统电源的输入，并在高压开关器81输入端的电网侧电源10或输入端后续通路发生故障时断开，相应的将该高压开关器81的输入端与输出端的电路隔离开来，形成断路保护。

第一交流断路器82位于供电变压器20和变流装置30之间，为变流装置30的主断开关，具体用于利用接收到的第二闭合/断开信号控制自身的通断状态，以控制变流装置30的输入，并在变流装置30发生故障或第一交流断路器82输入端前端通路发生故障时断开，相应的将第一交流断路器82的输入端与输出端的电路隔离开来，在控制变流装置30供电电源的基础上，形成针对变流装置30的故障分闸保护。

第二交流断路器83位于隔离变压器50和被试设备60之间，为被试设备60的输入控制开关，具体用于利用接收到的第三闭合/断开信号控制自身的通断状态，以控制被试设备60的输入，并在被试设备60发生故障或第二交流断路器83输入端前端通路发生故障时断开，相应的将第二交流断路器83的输入端与输出端的电路隔离开来，在控制被试设备60输入电源的基础上，形成针对被试设备60的故障分闸保护。

最后，对上述主控模块进行说明。主控模块采用处理器器件，与本实用新型实施例中所述的系统中的高压开关器81、第一交流断路器82、第二交流断路器83、变流装置30、供电变压器20、隔离变压器50、被试设备60等设备连接。在整个测试过程中分为三个阶段，分别为系统启动阶段、测试实施阶段和系统关闭阶段。其中，主控模块其在系统启动阶段，依次向高压开关器81发送第一闭合信号、向第一交流断路器82发送第二闭合信号、向第二交流断路器83发送第三闭合信号，使得相应器件处于导通状态；而后，向上述变流装置30内的变流控制单元34发送被试设备60的额定电压及额定频率数据、第一变比信息和第二变比信息，直到被试设备60的输入信号达到其额定电压及额定频率。

其次，主控模块其在测试实施阶段，获取能源波动参数，并将该参数发送至上述变流控制单元34，使得被试设备60获取到满足当前波动测试中波动范围及时长条件的波动信号，并监测被试设备60在获取到波动信号后的工作状态。其中，被试设备60的工作状态检测内容主要包括：各测试点处的电压和电流信号检测、以及闭环控制状态检测。

最后，主控模块其在系统关闭阶段，依次向第二交流断路器83发送第三断开信号、向第一交流断路器82发送第二断开信号、向高压开关器81发送第一断开信号，使得相应器件处于断开状态。

另一方面，本实用新型基于上述所述的针对船用电气电子产品的能源波动测试系统，还需要对涉及的能源测试实施流程进行相应的说明。图7是本申请实施例的针对船用电气电子产品的能源波动测试系统的试验实施流程图。如图7所示，通过下述步骤a～j利用本实用新型提出的能源波动测试系统，完成不同测试项目的试验，以监控被试设备在输入电源产生波动的情况下的实际运行状态和恢复状态。

a、开启这个系统的辅助设备(通常，本实用新型实施例中的辅助设备包括：针对被试设备的却风机、冷却水、以及系统电源等)，并使其运行正常；

b、依次闭合高压开关柜QF1、交流断路器QF2、交流断路器QF3；

c、控制电力电子变流装置的输出电压及频率，使其符合被试设备的额定工作电压、及额定工作频率；

d、控制被试设备发生能源波动测试前的工作状态，主要控制被试设备的输出电压、输出频率、输出电流、功率等参数满足试验要求，使其达到试验所需工作状态(例如，若当前测试需要将被试设备输入信号的频率由60Hz瞬态波动到54Hz，那么在波动前就要监测波动前的频率是否为60Hz、以及输出电压、输出电流、功率等是否符合要求等)；

e、获取当前试验所需的能源波动参数，依次确定当前试验是否为稳态波动、为电压波动还是频率波动，并输入波动值及相应的波动时长，而后，按照试验需求，开始试验，向电力电子变流装置发送能源波动参数，控制电力电子变流装置输出电压/频率变化、以及相应的波动时间；

f、检测电力电子变流装置的输出电压和/或频率变化是否符合试验的波动值需求，如果不符合，则返回步骤d，如果符合，则继续执行步骤g；

g、监测被试设备在获取到波动信号后的实际运行状态，记录并保存相关测试数据；

h、停止被试设备的运行；

i、依次关断交流断路器QF3、交流断路器QF2、高压开关柜QF1；

j、关闭整个系统的辅助设备。

综上所述，本实用新型解决了现有能源波动测试系统受制于变压器调压速率较慢、以及不能变频的缺陷，利用采用电力电子变流装置的方式，实现包括电压稳态波动、电压瞬态波动、频率稳态波动以及频率瞬态波动在内的各类能源波动测试。具体地，在船舶电气电子设备波动试验系统中，创新性的使用电力电子变流器的方式，实现能源波动试验条件，有效的解决了现有系统电压调节时间无法准确控制的难题、无法进行电压瞬态波动的难题、以及解决现有系统无法进行频率波动的难题。

虽然本实用新型所披露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种针对船用电气电子产品的能源波动测试系统，包括：

电网侧电源，其用于提供测试所需的系统电源；

变流装置，其位于所述电网测电源和被试设备之间，用于获取测试所需的能源波动参数，基于所述被试设备的额定功率和/或额定电压，根据所述能源波动参数，生成与所述能源波动参数匹配的用于模拟电网波动时实际输入至所述被试设备的波动信号，并将其输入至所述被试设备，以监控所述被试设备在输入电源产生波动的情况下的实际运行状态，其中，所述能源波动参数包括：波动属性、测试类别、波动值及波动时长。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

供电变压器，其位于所述电网侧电源与所述变流装置之间，用于接收第一变比信息，根据所述第一变比信息调节自身输出电压，得到用于满足所述变流装置所需的输入电压等级的变流输入信号，并将其传送至所述变流装置。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

隔离变压器，其位于所述变流装置与所述被试设备之间，用于接收第二变比信息，根据所述第二变比信息，将获取到的所述波动信号进行调节，得到用于满足所述被试设备所需的输入电压等级的波动信号，并将其传输至传送至所述被试设备。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述变流装置包括：

整流单元，其用于接收所述变流输入信号，并在变流控制单元的控制下将所述变流输入信号进行整流处理；

变流控制单元，其采集并检测所述整流单元输入端的电流及电压信号、逆变单元输出端的电流及电压信号，基于此，根据获取到的所述能源波动参数，形成满足当前波动变化范围及时长条件的斩波控制信号和逆变控制信号；

直流斩波单元，其与所述整流单元连接，用于接收所述斩波控制信号，利用所述斩波控制信号驱动所述直流斩波单元内的功率器件的通断状态，以将从所述整流单元接收到的整流输出信号转换成相应的斩波输出信号；

逆变单元，其与所述直流斩波单元连接，用于接收所述逆变控制信号和所述斩波输出信号，在所述逆变控制信号的控制下将所述斩波输出信号进行逆变处理，得到相应的所述波动信号。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，

所述变流控制单元，其还用于检测所述被试设备的输入电压信号，当该信号的幅值或频率达到当前测试所需的能源波动参数中的波动值，并且维持时间达到波动时长时，根据所述被试设备的额定电压及额定频率，生成相应的额定状态斩波信号和额定状态逆变信号，并将其分别输入至所述直流斩波单元和所述逆变单元中，以在所述变流控制单元的控制下使得所述被试设备获取到符合额定工作电压及额定工作频率的输入信号。

6.根据权利要求3～5中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

滤波装置，其位于所述变流装置与所述隔离变压器之间，用于对所述变流装置输出的所述波动信号进行电压滤波处理，以提高所述波动信号的质量。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

高压开关器，其位于所述电网侧电源和所述供电变压器之间，用于利用接收到的第一闭合/断开信号控制自身的通断状态，以控制系统电源的输入；

第一交流断路器，其位于所述供电变压器和所述变流装置之间，用于利用接收到的第二闭合/断开信号控制自身的通断状态，以控制所述变流装置的输入；

第二交流断路器，其位于所述隔离变压器和所述被试设备之间，用于利用接收到的第三闭合/断开信号控制自身的通断状态，以控制所述被试设备的输入。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

主控模块，其用于在测试开始前的系统启动阶段，依次向所述高压开关器发送所述第一闭合信号、向第一交流断路器发送所述第二闭合信号、向第二交流断路器发送所述第三闭合信号，以及在测试结束后的系统关闭阶段，依次向第二交流断路器发送所述第三断开信号、向第一交流断路器发送所述第二断开信号、向所述高压开关器发送所述第一断开信号。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

测试负载装置，其与所述被试设备的输出端连接，用于增加所述被试设备的负荷，以模拟所述被试设备实际运行过程中的负载，其中，所述测试负载装置为阻性负载或电机机组。

10.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述整流单元和所述逆变单元采用基于IGBT器件的桥式整流结构。

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