CN218121220U - 热敏电阻故障检测仪及系统 - Google Patents

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曾繁礼
葛春雨
陈方遒
赵悦
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徐文龙
宗佳平
石强
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Abstract

本公开涉及电力技术领域,具体地,涉及一种热敏电阻故障检测仪及系统。该热敏电阻故障检测仪及系统,包括与风电机组变流器的功率模组的测温排线接口适配的外部接口。在需要对风电机组变流器的功率模组的各温度传感器进行故障检测时,只需将各温度传感器对应的测温排线接口分次接入一个外部接口或同时分别接入多个外部接口,即可测量各温度传感器的热敏电阻的电性特征和/或温度值,通过比较各温度传感器的热敏电阻的电性特征和/或温度值,即可检测出风电机组变流器的功率模组中的故障温度传感器。因此,通过该热敏电阻故障检测仪能直接检测出风电机组变流器的功率模组中的故障温度传感器,相较于传统方法,省时省力。

Description

热敏电阻故障检测仪及系统
技术领域
本公开涉及电力技术领域,具体地,涉及一种热敏电阻故障检测仪及系统。
背景技术
当前,某些品牌风电机组变流器的功率模组中有6个NTC(Negative TemperatureCoefficient,负温度系数)温度传感器,其中任何一个温度传感器出现故障,变流器都会报出“NTC电阻故障”,并停机。受到硬件设计的限制,用户在上位机中只能查看6个NTC温度传感器检测的最高温度与最低温度,具体是哪个温度传感器出了问题,并不能显示。
为了检测具体哪个温度传感器出了问题,传统技术中,一般是采用排除的方法通过将机侧和网侧的功率模块互相倒换及结合每次倒换后变流器的故障提示,和/或通过多次插拔测温回路排线及结合每次插拔后上位机中显示的最高温度和最低温度的变化情况来判断故障温度传感器。因此,采用上述传统方法进行温度传感器故障检测,耗时耗力。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种热敏电阻故障检测仪及系统,以上述技术问题。
本公开提供一种热敏电阻故障检测仪,包括:外部接口和测量模块;
所述外部接口的形状与风电机组变流器的功率模组的测温排线接口适配,且所述测温排线接口与所述功率模组的温度传感器的热敏电阻连接;
所述测量模块与所述外部接口连接,以测量所述外部接口接入的热敏电阻的电性特征和/或温度值,所述电性特征包括电阻值、电压值或电流值中的至少一种。
可选地,所述外部接口有三个,三个外部接口分别与三相功率模组的测温排线接口适配,每个测温排线接口与一相功率模组的两个温度传感器的热敏电阻连接,该两个温度传感器分别用于测量该相功率模组的上桥臂温度和下桥臂温度;
所述测量模块与所述三个外部接口连接,以测量每个外部接口接入的每个热敏电阻的电性特征和/或温度值。
可选地,所述测量模块包括:电阻测量电路、模数转换电路、微控制单元和电源电路;
所述电阻测量电路与所述外部接口连接,以测量每个热敏电阻的电性特征;
所述模数转换电路连接在所述电阻测量电路与所述微控制单元之间,以将模拟型的所述电性特征转换为数字型的电性特征后输入微控制单元,以使所述微控制单元能输出所述数字型的电性特征,和/或将所述数字型的电性特征转化为温度值再输出;
所述电源电路与所述微控制单元连接,以为所述微控制单元供电。
可选地,所述热敏电阻故障检测仪还包括与所述微控制单元连接的第一显示屏。
可选地,所述热敏电阻故障检测仪还包括与所述微控制单元连接的USB 串口转换电路,及与所述USB串口转换电路连接的USB接口。
可选地,所述热敏电阻故障检测仪还包括与所述微控制单元连接的按键模块,所述按键模块包括第一按键和第二按键。
可选地,所述热敏电阻故障检测仪还包括与所述微控制单元连接的晶振电路。
可选地,所述电源电路包括电源开关。
可选地,所述热敏电阻故障检测仪还包括设置于所述外部接口两端的牛角连接器。
本公开还提供一种热敏电阻故障检测系统,包括电子设备和上述的热敏电阻故障检测仪,所述电子设备包括第二显示屏、存储器和处理器,以通过所述第二显示屏输出所述热敏电阻故障检测仪测量的热敏电阻的电性特征和/或温度值随时间变化的关系图。
该热敏电阻故障检测仪及系统,包括与风电机组变流器的功率模组的测温排线接口适配的外部接口。在需要对风电机组变流器的功率模组的各温度传感器进行故障检测时,只需将各温度传感器对应的测温排线接口分次接入一个外部接口或同时分别接入多个外部接口,即可测量各温度传感器的热敏电阻的电性特征和/或温度值,通过比较各温度传感器的热敏电阻的电性特征和/或温度值,即可实现定位(检测出)风电机组变流器的功率模组中的故障温度传感器。因此,通过该热敏电阻故障检测仪能直接定位(检测出) 风电机组变流器的功率模组中的故障温度传感器,不需要采用排除的方法通过将机侧和网侧的功率模块互相倒换及结合每次倒换后变流器的故障提示,和/或通过多次插拔测温回路排线及结合每次插拔后上位机中显示的最高温度和最低温度的变化情况来判断故障温度传感器,相较于传统方法,省时省力。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
图1是根据本公开的一种实施方式提供的热敏电阻故障检测仪的框图。
图2是根据本公开的一种实施方式提供的外部接口的电路图。
图3是根据本公开的一种实施方式提供的电阻测量电路、模数转换电路和微控制单元的电路图。
图4是根据本公开的一种实施方式提供的电源电路的电路图。
图5是根据本公开的一种实施方式提供的第一显示屏的电路图。
图6是根据本公开的一种实施方式提供的USB串口转换电路的电路图。
图7是根据本公开的一种实施方式提供的按键模块的电路图。
图8是根据本公开的一种实施方式提供的晶振电路的电路图。
图9是根据本公开的一种实施方式提供的热敏电阻故障检测系统的框图。
图10是利用热敏电阻故障检测系统测得的网侧(或机侧)三相功率模组的六个温度传感器的温度值随时间变化的关系图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
需要说明的是,本公开中所有获取信号、信息或数据的动作都是在遵照所在地国家相应的数据保护法规政策的前提下,并获得由相应装置所有者给予授权的情况下进行的。
本公开提供一种热敏电阻故障检测仪。图1为根据本公开的一种实施方式提供的热敏电阻故障检测仪1的框图。如图1所示,该充电控制电路包括:外部接口10和测量模块20。
所述外部接口10的形状与风电机组变流器的功率模组的测温排线接口适配,且所述测温排线接口与所述功率模组的温度传感器的热敏电阻连接。
其中,风电机组变流器的功率(IGBT,Insulated Gate Bipolar Transistor)模组可以为风电机组变流器的网侧的三相功率模组或机侧的三相功率模组。所述温度传感器可以是NTC(Negative Temperature Coefficient,负温度系数)温度传感器或PTC(PositiveTemperature Coefficient、正温度系数)温度传感器。
所述测量模块20与所述外部接口10连接,以测量所述外部接口10接入的热敏电阻的电性特征和/或温度值。
其中,所述电性特征包括电阻值、电压值或电流值中的至少一种。由于测量模块20测得的热敏电阻的电流值、电压值都可以转换为该热敏电阻的电阻值。并且,温度传感器的检测原理就是其中的热敏电阻的电阻值随温度变化而变化。因而,各电性特征和温度值可以等效,都能反映温度传感器的热敏电阻的性能。
该热敏电阻故障检测仪1,包括与风电机组变流器的功率模组的测温排线接口适配的外部接口10。在需要对风电机组变流器的功率模组的各温度传感器进行故障检测时,只需将各温度传感器对应的测温排线接口分次接入一个外部接口10或同时分别接入多个外部接口10,即可测量各温度传感器的热敏电阻的电性特征和/或温度值,通过比较各温度传感器的热敏电阻的电性特征和/或温度值,即可实现定位(检测出)风电机组变流器的功率模组中的故障温度传感器。因此,通过该热敏电阻故障检测仪1能直接定位(检测出)风电机组变流器的功率模组中的故障温度传感器,不需要采用排除的方法通过将机侧和网侧的功率模块互相倒换及结合每次倒换后变流器的故障提示,和/或通过多次插拔测温回路排线及结合每次插拔后上位机中显示的最高温度和最低温度的变化情况来判断故障温度传感器,相较于传统方法,省时省力。
可选地,所述外部接口10有三个,三个外部接口10分别与三相功率模组的测温排线接口适配,每个测温排线接口与一相功率模组的两个温度传感器的热敏电阻连接,该两个温度传感器分别用于测量该相功率模组的上桥臂温度和下桥臂温度。
所述测量模块20与所述三个外部接口10连接,以测量每个外部接口10 接入的每个热敏电阻的电性特征和/或温度值。
目前,风电机组变流器的网侧(或机侧)的三相功率模组一般设置有6 个温度传感器,其中每相功率模组的上桥臂和下桥臂各设置一个温度传感器,每个测温排线接口用于与每相功率模组的两个温度传感器的热敏电阻连接。因此,通过上述技术方案,该热敏电阻故障检测仪1能同时检测出现有风电机组变流器的网侧(或机侧)三相功率模组的六个温度传感器的热敏电阻的电性特征和/或温度值,通过比较这六个温度传感器的热敏电阻的电性特征和/或温度值,即可检测出这六个温度传感器中的故障温度传感器,相较于传统方法,省时省力。
可选地,所述测量模块20包括:电阻测量电路21、模数转换电路22、微控制单元23和电源电路24。
所述电阻测量电路21与所述外部接口10连接,以测量每个热敏电阻的电性特征。
所述模数转换电路22连接在所述电阻测量电路21与所述微控制单元23 之间,以将模拟型的所述电性特征转换为数字型的电性特征后输入微控制单元23,以使所述微控制单元23能输出所述数字型的电性特征,和/或将所述数字型的电性特征转化为温度值再输出。
所述电源电路24与所述微控制单元23连接,以为所述微控制单元23 供电。
其中,电阻测量电路21、模数转换电路22、微控制单元23和电源电路 24,可以有多种设置方式。可选地,在一种具体实施方式中,外部接口10 对应的电路如图2所示,电阻测量电路21、模数转换电路22和微控制单元23的电路图如图3所示,电源电路24如图4所示。图2中,JP1、JP2、JP3 中的引脚1至引脚20分别图1中外部接口10中的触针。图3有六个电阻测量电路21,每个电阻测量电路21通过串联待测热敏电阻(NTC1、NTC2、NTC3、 NTC4、NTC5或NTC6)与参考电阻(R1、R2、R3、R6、R7、R8或R9),分别测量一个温度传感器的热敏电阻(NTC1、NTC2、NTC3、NTC4、NTC5或 NTC6)的电阻值或电压值。AD1、AD2、AD3、AD4、AD5和AD6分别表示模数转换电路22的模数转换器。图4中,电源电路24用于将5V的输入电源转为3.3V的电源,以为图3中的微控制单元23供电。可选地,所述电源电路24包括电源开关S1,该电源开关S1的电路连接方式参阅图4。通过设置电源开关S1可以控制电源电路24能为微控制单元23供电或不能为微控制单元23供电。
可选地,所述热敏电阻故障检测仪1还包括与所述微控制单元23连接的第一显示屏30。
其中,所述第一显示屏30的电路可以如图5所示,图5中第一显示屏 30的各引脚与图3中的微控制单元23的各引脚连接。
可选地,所述热敏电阻故障检测仪1还包括与所述微控制单元23连接的USB串口转换电路40,及与所述USB串口转换电路40连接的USB接口。
其中,USB接口可以为USB-B接口,其可以设置于热敏电阻故障检测仪 1的背面。其中,所述USB串口转换电路40可以如图6所示,图6中USB 串口转换电路40的各引脚与图3中的微控制单元23的各引脚连接。通过USB 串口转换电路40和USB接口,可以方便热敏电阻故障检测仪1通过数据线与电子设备连接。电子设备可以为台式电脑、笔记本等,其设置有USB接口,例如设置有USB-A接口。
可选地,所述热敏电阻故障检测仪1还包括与所述微控制单元23连接的按键模块50,所述按键模块50包括第一按键SW1和第二按键SW2。
其中,所述按键模块50的电路可以如图7所示。图7中按键模块50的各引脚与图3中的微控制单元23的各引脚连接。其中,微控制单元23内存储有程序,通过第一按键SW1和第二按键SW2可以控制微控制单元23执行相应的程序。例如,所述微控制单元23每隔50ms对网侧(或机侧)三相功率模组的六个温度传感器的温度值采集一次,即每50ms获得六个温度值;通过点击第一按键SW1,可以使得微控制单元23从点击时刻开始,获得点击时刻至当前时刻测量的所有温度值中最大温度值和最小温度值,及最大温度值和最小温度值对应的温度传感器的标号;通过点击第二按键SW2,可以使得微控制单元23控制第一显示屏30在显示该最大温度值及最大温度值对应的温度传感器的标号与显示该最小温度值及最小温度值对应的温度传感器的标号之间切换。例如,MAX表示显示的是从点击第一按键SW1的点击时刻至当前时刻测量的所有温度值中最大温度值,C1表示该最大温度值对应的温度传感器的标号,27.6℃表示的是该最大温度值;MIN表示显示的是从点击第一按键SW1的点击时刻至当前时刻测量的所有温度值中最小温度值,A2 表示该最小温度值对应的温度传感器的标号,26.0℃表示的是该最小温度值。检修人员通过查看点击时刻至当前时刻测量的网侧(或机侧)三相功率模组的六个温度传感器的最大温度值和最小温度值,及最大温度值和最小温度值对应的温度传感器的标号,即可获得故障温度传感器。其中,若存在故障温度传感器(当最大温度值和最小温度值差异很小时,不存在故障温度传感器),该故障温度传感器为该段时间内最大温度值和/或最小温度值对应的温度传感器。因此,可以通过第一显示屏30的显示数据即可定位(检测出)风电机组变流器的功率模组中的故障温度传感器。
可选地,所述热敏电阻故障检测仪1还包括与所述微控制单元23连接的晶振电路60。
所述晶振电路60的电路可以如图8所示。图8中晶振电路60的各引脚与图3中的微控制单元23的各引脚连接。
可选地,所述热敏电阻故障检测仪1还包括设置于所述外部接口10两端的牛角连接器。
通过所述牛角连接器,可以方便将风电机组变流器的功率模组的测温排线接口与热敏电阻故障检测仪1的外部接口10卡接,使得风电机组变流器的功率模组的测温排线接口与热敏电阻故障检测仪1的外部接口10不易脱落。
基于上述发明构思,本公开还提供一种热敏电阻故障检测系统,如图9 所示。该热敏电阻故障检测系统包括电子设备2和上述的热敏电阻故障检测仪1。所述电子设备2包括第二显示屏201、存储器202和处理器203。
所述电子设备2可以为台式电脑、笔记本等,其上安装有绘图工具,能通过所述第二显示屏201输出所述热敏电阻故障检测仪1测量的热敏电阻的电性特征和/或温度值随时间变化的关系图,该绘图工具可以是Chart波形显示插件。在一种实施方式中,热敏电阻故障检测仪1用于测量各温度传感器的热敏电阻的温度值,第二显示屏201显示的网侧(或机侧)三相功率模组的六个温度传感器的温度值随时间变化的关系图如图10所示。图10中,横坐标是时间(S),纵坐标是温度(℃),6条不同颜色(图10为灰度图,所以颜色不是很明显)的线分别表示网侧(或机侧)三相功率模组的六个温度传感器(分别为A相功率模组的上桥臂的温度传感器、A相功率模组的下桥臂的温度传感器、B相功率模组的上桥臂的温度传感器、B相功率模组的下桥臂的温度传感器、C相功率模组的上桥臂的温度传感器、C相功率模组的下桥臂的温度传感器)的温度值,可以看出C相功率模组的下桥臂的温度传感器(图10灰度看不出来,实际为C相下对应的蓝线)故障,其在54秒时刻有温度从35℃变为0℃,56秒时刻又恢复为35℃,如黑框圈定部分。因此,通过上述技术方案,可以更直观的定位(检测出)风电机组变流器的功率模组中的故障温度传感器。并且,该故障仅出现了2秒,如果没有专业的热敏电阻故障检测仪1,通过背景技术中的传统技术方法很难定位(检测出)故障温度传感器。
由于该热敏电阻故障检测系统包括上述热敏电阻故障检测仪,因而具有与热敏电阻故障检测仪类似的有益效果,在此不作赘述。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (8)

1.一种热敏电阻故障检测仪,其特征在于,包括:外部接口(10)和测量模块(20);
所述外部接口(10)的形状与风电机组变流器的功率模组的测温排线接口适配,且所述测温排线接口与所述功率模组的温度传感器的热敏电阻连接;
所述测量模块(20)与所述外部接口(10)连接,以测量所述外部接口(10)接入的热敏电阻的电性特征和/或温度值,所述电性特征包括电阻值、电压值或电流值中的至少一种;
所述外部接口(10)有三个,三个外部接口(10)分别与三相功率模组的测温排线接口适配,每个测温排线接口与一相功率模组的两个温度传感器的热敏电阻连接,该两个温度传感器分别用于测量该相功率模组的上桥臂温度和下桥臂温度;
所述测量模块(20)与所述三个外部接口(10)连接,以测量每个外部接口(10)接入的每个热敏电阻的电性特征和/或温度值;所述测量模块(20)包括:电阻测量电路(21)、模数转换电路(22)、微控制单元(23)和电源电路(24);
所述电阻测量电路(21)与所述外部接口(10)连接,以测量每个热敏电阻的电性特征;
所述模数转换电路(22)连接在所述电阻测量电路(21)与所述微控制单元(23)之间,以将模拟型的所述电性特征转换为数字型的电性特征后输入微控制单元(23),以使所述微控制单元(23)能输出所述数字型的电性特征,和/或将所述数字型的电性特征转化为温度值再输出;
所述电源电路(24)与所述微控制单元(23)连接,以为所述微控制单元(23)供电。
2.根据权利要求1所述的热敏电阻故障检测仪,其特征在于,所述热敏电阻故障检测仪还包括与所述微控制单元(23)连接的第一显示屏(30)。
3.根据权利要求2所述的热敏电阻故障检测仪,其特征在于,所述热敏电阻故障检测仪还包括与所述微控制单元(23)连接的USB串口转换电路(40),及与所述USB串口转换电路(40)连接的USB接口。
4.根据权利要求3所述的热敏电阻故障检测仪,其特征在于,所述热敏电阻故障检测仪还包括与所述微控制单元(23)连接的按键模块(50),所述按键模块(50)包括第一按键(SW1)和第二按键(SW2)。
5.根据权利要求4所述的热敏电阻故障检测仪,其特征在于,所述热敏电阻故障检测仪还包括与所述微控制单元(23)连接的晶振电路(60)。
6.根据权利要求5所述的热敏电阻故障检测仪,其特征在于,所述电源电路(24)包括电源开关(S1)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的热敏电阻故障检测仪,其特征在于,所述热敏电阻故障检测仪还包括设置于所述外部接口(10)两端的牛角连接器。
8.一种热敏电阻故障检测系统,其特征在于,包括电子设备(2)和权利要求1-7任一项所述的热敏电阻故障检测仪,所述电子设备(2)包括第二显示屏(201)、存储器(202)和处理器(203),以通过所述第二显示屏(201)输出所述热敏电阻故障检测仪测量的热敏电阻的电性特征和/或温度值随时间变化的关系图。
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