CN218630036U - 机车车辆变流器电磁兼容测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机车车辆变流器电磁兼容测试系统，其涉及轨道交通机车技术领域，测试系统包括：承载机构，包括电磁屏蔽机构，电磁屏蔽机构内部具有支撑转台，支撑转台用于承载待测试的变流器；设置在电磁屏蔽机构内部的多个线缆接口单元，用于电磁屏蔽机构外的电缆与待测试的变流器之间的中转连接，多个线缆接口单元包括用于多种不同电流类型的电流输入接口箱、电流输出接口箱和单相输入接口箱；电缆直通机构，包括：金属盒体，金属盒体上开设有供电缆穿过的穿线孔；注入在金属盒体内的金属颗粒；等等。本申请能在装车前有效地分析仅变流器影响下的电磁兼容特性，有效避免现场整车实验环境因素造成的影响。

Description

机车车辆变流器电磁兼容测试系统

技术领域

本实用新型涉及轨道交通机车技术领域，特别涉及一种机车车辆变流器电磁兼容测试系统。

背景技术

轨道交通机车车辆的电磁环境无论是对车辆系统本身还是周围的敏感设施都非常重要。目前，轨道车辆装车设备集成化、自动化程度高，安装空间狭窄，设备密度大，高压大功率电气部件数量多，产品电磁环境异常复杂。随着机车车辆产品技术的发展，更高速度、更大牵引功率、更密集的电气设备、更复杂的布线将导致电磁兼容问题更加复杂，对产品的电磁兼容测试需求将越来越多。

在轨道交通电磁兼容测试方面，机车车辆整车的对外电磁骚扰试验是整车型式试验项目之一，该项试验如果不满足标准或规范的要求，车辆将无法获得上线运营的许可证。通常如果整车电磁兼容试验不合格，会将整改压力传递给部件供应商。而机车车辆中的变流器产品为主要的电磁骚扰源之一。目前针对机车车辆变流器的电磁兼容测试，由于涉及高压大电流供电以及大功率负载加载要求，在实验室测试缺少合适的测试设备和方法情况下，主要依靠整车辐射发射测试手段，整车电磁兼容测试只能在现场进行，试验结果受现场环境的影响非常大，且整车对外辐射源是复杂的，比如弓网离线放电产生的电磁辐射也是整车对外辐射的主要辐射源之一。因此，整车对外的电磁兼容辐射测试结果是多种辐射源耦合在一起的结果，因此无法有效地分析仅变流器的电磁兼容特性和解决整车试验不合格问题，并且装车后的变流器电磁兼容整改将耗费大量的人力物力。因此，亟需一种单独能够在装车前针对机车车辆高压大电流变流器电磁兼容测试系统和方法。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例所要解决的技术问题是提供了一种机车车辆变流器电磁兼容测试系统，其能在装车前有效地分析仅变流器影响下的电磁兼容特性，有效避免现场整车实验环境因素造成的影响。

本实用新型实施例的具体技术方案是：

一种机车车辆变流器电磁兼容测试系统，所述机车车辆变流器电磁兼容测试系统包括：

承载机构，其包括能够屏蔽外界电磁的电磁屏蔽机构，所述电磁屏蔽机构内部具有支撑转台，所述支撑转台用于承载待测试的变流器；

设置在电磁屏蔽机构内部的多个线缆接口单元，用于电磁屏蔽机构外的电缆与待测试的变流器之间的中转连接，多个所述线缆接口单元包括用于多种不同电流类型的电流输入接口箱、电流输出接口箱和单相输入接口箱；

电缆直通机构，包括：连接设置在电磁屏蔽机构上的由金属制成的金属盒体，所述金属盒体上开设有供电缆穿过的穿线孔；注入在金属盒体内的金属颗粒；电磁屏蔽机构外的电缆穿过所述穿线孔能与所述电流输入接口箱和/或所述电流输出接口箱相连接；

高压供电单元，其用于将输入的电转变成单相电、交流电、直流电输出，且能够将输入的电进行变压后输出；

供电滤波单元用于给所述高压供电单元到所述电流输入接口箱的电流输入电缆、所述电流输出接口箱到所述高压供电单元的电流输出电缆进行滤波，以滤除高频干扰信号；

负载系统，包括电机负载系统和阻抗负载系统，所述电机负载系统用于模拟机车车辆实车工况下的运行负荷，所述阻抗负载系统用于提供可调的负载和电阻负荷；

电磁兼容测试系统，用于在待测试的变流器在工作时测试电磁兼容辐射特性或者抗干扰特性。

优选地，所述支撑转台下方设置有电缆保护机构，电缆保护机构包括：具有呈圆环状导轨的底座；呈圆弧状的滑轨，所述滑轨设置在导轨中，所述滑轨能够沿所述导轨的中心转动；第一链条，其绕设在所述导轨的侧壁与所述滑轨的外侧壁之间，经过所述滑轨的一端后，绕设至所述导轨的侧壁与所述滑轨的内侧壁之间，所述第一链条位于所述导轨的侧壁与所述滑轨的外侧壁之间的一端与导轨相固定；第二链条，其绕设在所述导轨的侧壁与所述滑轨的外侧壁之间，经过所述滑轨的另一端后，绕设至所述导轨的侧壁与所述滑轨的内侧壁之间，所述第二链条位于所述导轨的侧壁与所述滑轨的外侧壁之间的一端与导轨相固定；

第一电缆，从所述第一链条的A端穿入并从所述第一链条的B端穿出，第二电缆，从所述第二链条的C端穿入并从所述第一链条的D端穿出；

所述支撑转台固定连接在所述滑轨上，多个所述线缆接口单元安装在所述支撑转台上；位于所述第一链条的B端的所述第一电缆的一端与电流输入接口箱或电流输出接口箱相连接，位于所述第二链条的D端的所述第二电缆的一端与电流输出接口箱或电流输入接口箱相连接；位于所述第一链条的A端的所述第一电缆的一端能够从所述穿线孔穿出或能够与所述供电滤波单元相连接；位于所述第二链条的C端的所述第二电缆的一端能够从所述穿线孔穿出或能与所述供电滤波单元相连接。

优选地，所述电磁屏蔽机构包括：由屏蔽金属板制成的电磁屏蔽体，所述电磁屏蔽体的壁面上设置有铁氧体吸波材料和聚氨酯泡沫吸波材料。

优选地，所述高压供电单元包括用于将三相电转变成单相电的第一供电单元；用于将交流电进行变压的第二供电单元；用于将直流电进行变压的第三供电单元；用于实现通断切换的高压线转接单元。

优选地，所述机车车辆变流器电磁兼容测试系统具有第一工作模式；

在所述第一工作模式下，所述待测试的变流器安装于所述支撑转台，并且所述待测试的变流器的输入端和输出端分别与所述电流输入接口箱中的交流输入接口箱和所述电流输出接口箱中的交流输出接口箱相连接；所述待测试的变流器为牵引变流器；

所述第二供电单元的输出端一个所述高压线转接单元后与从所述穿线孔穿出所述第一电缆的一端相连接；从所述穿线孔穿出所述第二电缆的一端与所述高压线转接单元连接后，再与所述电机负载系统相连接。

优选地，所述机车车辆变流器电磁兼容测试系统具有第二工作模式；

在所述第二工作模式下，所述待测试的变流器安装于所述支撑转台，并且所述待测试的变流器的输入端和输出端分别与所述电流输入接口箱中的直流输入接口箱和所述电流输出接口箱中的直流输出接口箱相连接；所述待测试的变流器为辅助变流器；

所述直流输入接口箱通过第四电缆与一个所述供电滤波单元相连接后，再通过一个所述高压线转接单元与所述第三供电单元相连接；所述直流输出接口箱通过第三电缆与另一个所述供电滤波单元相连接后，另一个所述供电滤波单元再与另一个所述高压线转接单元相连接，所述高压线转接单元再与所述阻抗负载系统相连接；

所述第四电缆从所述第一链条的A端穿入并从所述第一链条的B端穿出，所述第四电缆位于所述第一链条的B端的所述第一电缆的一端与直流输入接口箱相连接。

优选地，所述机车车辆变流器电磁兼容测试系统具有第三工作模式；

在所述第三工作模式下，所述待测试的变流器安装于所述支撑转台，并且所述待测试的变流器的输入端与所述电流输入接口箱中的直流输入接口箱相连接，所述待测试的变流器的电机负载输出端与所述电流输出接口箱中的直流输出接口箱相连接；所述待测试的变流器的辅助负载输出端与所述电流输出接口箱中的所述直流输出接口箱相连接，所述待测试的变流器为牵引辅助变流器；

所述第二供电单元的输出端通过又一个所述高压线转接单元后与从所述穿线孔穿出所述第一电缆的一端相连接；从所述穿线孔穿出的所述第二电缆的一端与一个所述高压线转接单元连接后，再与所述电机负载系统相连接；所述直流输出接口箱通过第三电缆与所述供电滤波单元相连接后，所述供电滤波单元再与另一个所述高压线转接单元相连接，所述高压线转接单元再与所述阻抗负载系统相连接。

优选地，所述第三电缆从所述第二链条的C端穿入并从所述第一链条的D端穿出，所述第三电缆位于所述第二链条的D端的一端与所述直流输出接口箱相连接。

优选地，所述机车车辆变流器电磁兼容测试系统具有第四工作模式；

在所述第四工作模式下，所述待测试的变流器安装于所述支撑转台，并且所述待测试的变流器的输入端与所述电流输入接口箱中的单相输入接口箱相连接，所述待测试的变流器的电机负载输出端与所述电流输出接口箱中的直流输出接口箱相连接；所述待测试的变流器的辅助负载输出端与所述电流输出接口箱中的所述直流输出接口箱相连接，所述待测试的变流器为集成式变流器；

所述第一供电单元的输出端通过又一个所述高压线转接单元与一个所述供电滤波单元相连接后，再与所述电流输入接口箱中的单相输入接口箱相连接；从所述穿线孔穿出的所述第二电缆的一端与一个所述高压线转接单元连接后，再与所述电机负载系统相连接；所述直流输出接口箱通过第三电缆与另一所述供电滤波单元相连接后，所述供电滤波单元再与另一个所述高压线转接单元相连接，所述高压线转接单元再与所述阻抗负载系统相连接；

所述供电滤波单元通过第四电缆与所述电流输入接口箱中的单相输入接口箱相连接，所述第四电缆从所述第一链条的A端穿入并从所述第一链条的B端穿出，所述第四电缆位于所述第一链条的B端的所述第一电缆的一端与单相输入接口箱相连接。

本实用新型的技术方案具有以下显著有益效果：

1、本申请可以在实验室暗室内进行机车车辆高压大电流变流器类产品的电磁兼容测试，解决了现场测试过程中，外部环境辐射源对测试的耦合影响。

2、本申请可以按照变流器实车工况，实现变流器带电机负载和阻抗负载在不同功率下的电磁兼容测试。

3、本申请可以满足机车、城轨、动车组等不同类型的变流器的带载电磁兼容试验，包括牵引变流器、辅助变流器、牵引辅助变流器。

4、本申请可以满足在不同供电制式下的变流器在暗室内开展电磁兼容试验，不同供电制式可以包括单相电、交流电、直流电。

参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型实施例中机车车辆变流器电磁兼容测试系统在一种实施方式下的原理图；

图2为本实用新型实施例中线缆接口单元的分布示意图；

图3为本实用新型实施例中电缆保护机构的原理示意图；

图4为本实用新型实施例中电缆直通装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中机车车辆变流器电磁兼容测试系统的电气拓扑图；

图6为本实用新型实施例中机车车辆变流器电磁兼容测试系统在第一工作模式下的原理示意图；

图7为本实用新型实施例中机车车辆变流器电磁兼容测试系统在第二工作模式下的原理示意图；

图8为本实用新型实施例中机车车辆变流器电磁兼容测试系统在第三工作模式下的原理示意图；

图9为本实用新型实施例中机车车辆变流器电磁兼容测试系统在第四工作模式下的原理示意图。

以上附图的附图标记：

11、电磁屏蔽机构；12、支撑转台；13、电缆保护机构；131、底座；1311、导轨；132、滑轨；133、第一链条；134、第二链条；135、第一电缆；136、第二电缆；14、待测试的变流器；2、线缆接口单元；3、电缆直通机构；31、金属盒体；32、穿线孔；33、金属盖体；4、高压供电单元；41、高压线转接单元；5、供电滤波单元；6、负载系统；61、电机负载系统；62、阻抗负载系统。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了能在装车前有效地分析仅变流器影响下的电磁兼容特性，有效避免现场整车实验环境因素造成的影响，在图1为本实用新型实施例中机车车辆变流器电磁兼容测试系统在一种实施方式下的原理图，图4为本实用新型实施例中电缆直通装置的结构示意图，如图1和图4所示，机车车辆变流器电磁兼容测试系统可以包括：承载机构，其包括能够屏蔽外界电磁的电磁屏蔽机构11，电磁屏蔽机构11内部具有支撑转台12，支撑转台12用于承载待测试的变流器14；设置在电磁屏蔽机构11内部的多个线缆接口单元2，用于电磁屏蔽机构11外的电缆与待测试的变流器14之间的中转连接，多个线缆接口单元2包括用于多种不同电流类型的电流输入接口箱、电流输出接口箱和单相输入接口箱；电缆直通机构3，包括：连接设置在电磁屏蔽机构11上的由金属制成的金属盒体31，金属盒体31上开设有供电缆穿过的穿线孔32；注入在金属盒体31内的金属颗粒；电磁屏蔽机构11外的电缆穿过穿线孔32能与电流输入接口箱和/或电流输出接口箱相连接；高压供电单元4，其用于将输入的电转变成单相电、交流电、直流电输出，且能够将输入的电进行变压后输出；供电滤波单元5用于给高压供电单元4到电流输入接口箱的电流输入电缆、电流输出接口箱到高压供电单元4的电流输出电缆进行滤波，以滤除高频干扰信号；负载系统6，包括电机负载系统61和阻抗负载系统62，电机负载系统61用于模拟机车车辆实车工况下的运行负荷，阻抗负载系统62用于提供可调的负载和电阻负荷；电磁兼容测试系统，用于在待测试的变流器14在工作时测试电磁兼容辐射特性或者抗干扰特性。

如图1所示，承载机构可以包括能够屏蔽外界电磁的电磁屏蔽机构11，电磁屏蔽机构11可以完全包覆待测试的变流器14。作为可行的，电磁屏蔽机构11可以包括：由屏蔽金属板制成的电磁屏蔽体，电磁屏蔽体的壁面上设置有铁氧体吸波材料和聚氨酯泡沫吸波材料，从而提高电磁屏蔽的效果。电磁屏蔽机构11用于为待测试的变流器14提供干净的电磁环境，屏蔽外界电磁干扰源对被测产品的影响以及被测产品对外界的影响。电磁屏蔽体上可以具有能够开启和关闭的具有电磁屏蔽作用的门体，以将待测试的变流器14能够安装入电磁屏蔽体内。

电磁屏蔽机构11内部具有支撑转台12，支撑转台12用于承载待测试的变流器14。进一步的，支撑转台12可以转动，从而使得支撑转台12上的待测试的变流器14进行转动，从而便于电磁兼容测试系统测试待测试的变流器14在不同角度下的电磁兼容辐射特性或者抗干扰特性。

多个线缆接口单元2设置在电磁屏蔽机构11内部。多个线缆接口单元2用于电磁屏蔽机构11外的电缆与待测试的变流器14之间的中转连接，多个线缆接口单元2能与待测试的变流器14的输入端和输出端相连接。多个线缆接口单元2包括用于多种不同电流类型的电流输入接口箱、电流输出接口箱和单相输入接口箱。电流输入接口箱和单相输入接口箱能与待测试的变流器14的输入端相连接，电流输出接口箱能与待测试的变流器14的输出端相连接。多个线缆接口单元2可以固定安装在支撑转台12上，绕支撑转台12的中心呈周向分布。例如，如图2所示，其中，CP1为单相25kV高压电输入接口箱，CP2与CP3为变流器4kV交流电输入接口箱、CP4变流器4kV直流电输入接口箱、CP5-CP8为变流器4kV交流电输出接口箱、CP9为变流器380V交流输出接口箱。为避免变流器从电磁屏蔽机构11外转运至转台过程中，接口箱无法承重，因此接口箱CP1设置在转台中心，CP2-CP9的位置设置在转台中心一侧。该方式既解决了待测试的变流器14运输通道承重问题，又方便待测试的变流器14实施接线。

电缆直通机构3用于电磁屏蔽机构11外部的电缆穿过电磁屏蔽机构11，保证电缆直通后不影响电磁屏蔽机构11的屏蔽性能。在现有技术中，电缆通过电磁屏蔽机构11一般采用滤波器，但由于经过高压供电单元4后的高压交流输入信号和高压交流输出信号为脉宽调制后的PWM信号，采用传统的滤波器会造成波形的失真，从而影响信号的有效传递。因此，在本申请中需要电缆直通机构3来保证经过高压供电单元4后的高压交流输入信号和高压交流输出信号的有效传递，并且不影响电磁屏蔽机构11的屏蔽性能。电缆直通机构3可以包括连接设置在电磁屏蔽机构11上的由金属制成的金属盒体31，金属盒体31上开设有供电缆穿过的穿线孔32；注入在金属盒体31内的金属颗粒；电磁屏蔽机构11外的电缆穿过穿线孔32能与电流输入接口箱和/或电流输出接口箱相连接。为了便于向金属盒体31内注入金属颗粒，金属盒体31的上端面上可以安装有金属盖体33，金属盒体31内部制作成腔体结构，金属盒体31的第一侧壁通过螺栓或者铆钉等形式安装在电磁屏蔽机构11的孔位处，金属盒体31的相对第一侧壁的第二侧壁上开设有供电缆穿过的多个穿线孔32。电缆沿水平方向穿入穿线孔32中，电缆穿入穿线孔32完成后，通过打开金属盖体33向金属盒体31内注入金属颗粒，完全填充满线缆之间的空间、线缆与金属盒体31之间的空间，保证电磁屏蔽机构11的屏蔽效果。

高压供电单元4用于将输入的电转变成单相电、交流电、直流电输出，且能够将输入的电进行变压后输出。高压供电单元4可以包括用于将三相电转变成单相电的第一供电单元；用于将交流电进行变压的第二供电单元；用于将直流电进行变压的第三供电单元；用于实现通断切换的高压线转接单元41。例如，如图5所示，第一供电单元可以为单相25kV供电，通过三相变单相变压器装置，实现三相10kV变单相25kV，从而为暗室提供额定电压25kV，额定电流160A的供电，该变压器容量4000kVA，调压范围17kV至31.5kV，该电压通过25kV电源转接柜1GB进行转接切换。第二供电单元可以通过牵引变压器实现两路单相交流供电，具备三挡调压功能，额定电压可以分别是AC970V、AC1500V以及AC1900V，通过2路单相交流电源转接柜2GB进行转接和切换。第三供电单元可以为电磁屏蔽机构11提供0-4000V可调直流电源，通过整流变压器、四象限整流电源输出直流供电，功率可以达2400kW，通过直流电源转接柜3GB进行转接和切换。高压线转接单元41用于实现通断切换，可以包括25kV电源转接柜1GB、直流电源转接柜2GB、2路单相交流电源转接柜3GB、4路机组负载转接柜4GB以及辅变负载转接柜1DB，可根据不同供电需求及负载要求进行输入输出的切换。

如图1和图4所示，供电滤波单元5用于给高压供电单元4到电流输入接口箱的电流输入电缆、电流输出接口箱到高压供电单元4的电流输出电缆进行滤波，以滤除高频干扰信号。通过供电滤波单元5可以保证线缆通过电磁屏蔽机构11后，外部干扰信号被屏蔽在电磁屏蔽机构11外部，同时，对待测试的变流器14的干扰信号以及外部干扰信号进行了去耦，保证试验的准确性。例如，供电滤波单元5可以为多个，分别可以给通入25kV高压电的线缆、通入4kV直流电的线缆以及通过380V电的线缆提供滤波功能。

负载系统6可以包括电机负载系统61和阻抗负载系统62。电机负载系统61用于模拟机车车辆实车工况下的运行负荷，阻抗负载系统62用于提供可调的感性负载和电阻负荷。电机负载系统61可以至少包括以下之一：陪试变压器、陪试变流器、陪试电机、齿轮箱、被试电机，被试变流器，其输出端与被试电机连接。电机负载系统61可以完全模拟机车车辆实车工况，包括不同的控车方式(车控、架控、轴控)、不同功率等级下的制动工况和牵引工况。当陪试变流器控制陪试电机工作在牵引工况下的时候，被试变流器与被试电机则工作在制动工况下，反之，陪试变流器控制陪试电机工作在制动工况下的时候，被试变流器与被试电机则工作在牵引工况。通过4组电机的不同组合方式，实现不同的控车方式，轴控方式下四组电机分别控制；架控方式下，电机两两组合；车控方式下，四组电机组合。阻抗负载系统62主要为辅助变流器提供可调的感性负载和电阻负载，可以根据实车上的工况进行不同功率的选择，其中电阻负载可以共9档，总功率为300kW，包括1kW、2kW、4kW、8kW、16kW、32kW、64kW、84kW、90kW；可调的负载可以共10档，总功率240kvar，包括0.5kvar、1kvar、2kvar、4kvar、8kvar、10kvar、20kvar、40kvar、75kvar、80kvar。

电磁兼容测试系统用于在待测试的变流器14在工作时测试电磁兼容辐射特性或者抗干扰特性。电磁兼容测试系统主要包括辐射发射测试系统以及辐射抗扰度测试系统。辐射发射测试系统用于测试待测试的变流器14对外的电磁辐射特性。辐射发射测试系统可以包括接收天线、测量接收机、控制系统等。接收天线设置在电磁屏蔽机构11内部，通过数据线与外部的测量接收机连接，外部的测量接收机再与控制系统相电性连接。接收天线包括对数周期天线和环天线，用于接收待测试的变流器14运行过程中对外发射的不同频段范围电磁波信号，并通过测量接收机实现信号的采集和转换，并传输给控制系统。测量接收机中可以具有电磁波信号放大模块，主要用于对微弱电磁波信号进行放大，降低测量系统底噪。控制系统还可以用于控制接收天线的运行和支撑转台12的转动，以及显示测量结果。辐射抗扰度测试系统主要用于测试待测试的变流器14抵抗外部电磁波干扰的特性。辐射抗扰度测试系统主要包括发射天线、信号源、具有探头的功率计、功率放大器、射频切换器等。发射天线位于电磁屏蔽机构11内部。信号源用于产生不同频段的调制电压信号，经过功率放大器进行信号放大，最后通过发射天线转化成不同频段的电磁波信号辐射出去，辐射的电磁波通过待测试的变流器14端口线缆或孔隙进行干扰耦合，从而验证待测试的变流器14在运行过程中的抗干扰性能。其中，射频切换器主要用于切换功率放大器的不同工作模式。具有探头的功率计主要用于测量发射天线发的电磁波功率大小，并反馈给控制系统。探头可以设置在电磁屏蔽机构11内部，功率计则位于外部对探头接收的信号进行控制和处理，并测量得到发射天线发射的电磁波功率大小。控制系统主要用于控制信号源及射频切换开关的工作，并显示信号源及功放的实际工作曲线。

进一步的，机车车辆变流器电磁兼容测试系统中连接电气设备所使用的电缆均为屏蔽线缆，保证暗室的屏蔽效能。

电磁兼容测试系统在测试时，电磁兼容测试系统安装在电磁屏蔽机构11中的接收天线、发射天线一般是固定位置的，为了能够测试得到接收天线、发射天线在待测试的变流器14不同方位下的电磁兼容辐射特性或者抗干扰特性，支撑转台12能够进行转动，以带动待测试的变流器14相对接收天线、发射天线转动。但是这样会造成与支撑转台12上的线缆接口单元2相连接的、通过穿线孔32穿出至电磁屏蔽机构11外的或者直接穿出至电磁屏蔽机构11外的电缆在支撑转台12附近出现相互缠绕、或卡入支撑转台12下方等现象而受到损伤，出现安全隐患。作为可行的，支撑转台12下方可以设置有电缆保护机构13。图3为本实用新型实施例中电缆保护机构的原理示意图，如图3所示，电缆保护机构13可以包括：具有呈圆环状导轨1311的底座131；呈圆弧状的滑轨132，滑轨132设置在导轨1311中，滑轨132能够沿导轨1311的中心转动；第一链条133，其绕设在导轨1311的侧壁与滑轨132的外侧壁之间，经过滑轨132的一端后，绕设至导轨1311的侧壁与滑轨132的内侧壁之间，第一链条133位于导轨轨1311的侧壁与滑轨132的外侧壁之间的一端A端与导轨1311相固定；第二链条134，其绕设在导轨1311的侧壁与滑轨132的外侧壁之间，经过滑轨132的另一端后，绕设至导轨1311的侧壁与滑轨132的内侧壁之间，第二链条134位于导轨1311的侧壁与滑轨132的外侧壁之间的一端C端与导轨1311相固定；第一电缆135，从第一链条133的A端穿入并从第一链条133的B端穿出，第二电缆136，从第二链条134的C端穿入并从第一链条133的D端穿出。

在上述结构中，支撑转台12固定连接在滑轨132上，多个线缆接口单元2安装在支撑转台12上。位于第一链条133的B端的第一电缆135的一端与电流输入接口箱或电流输出接口箱相连接，位于第二链条134的D端的第二电缆136的一端与电流输出接口箱或电流输入接口箱相连接。位于第一链条133的A端的第一电缆135的一端能够从穿线孔32穿出或能够与供电滤波单元5相连接。位于第二链条134的C端的第二电缆136的一端能够从穿线孔32穿出或能与供电滤波单元5相连接。

如图3所示，当滑轨132和支撑转台12一起顺时针转动时，由于第一链条133的A端与导轨1311的外侧壁之间相固定，B端与滑轨132的内侧壁固定，当滑轨132转动时，带动第一链条133转动，滑轨132左侧的端部抵住第一链条133的中部向上移动，从而会使得第一链条133可移动的另一端向上移动，这样，位于第一链条133的B端的第一电缆135的一端也会向上移动(即顺时针转动)，其转动的程度会与滑轨132、支撑转台12顺时针转动的程度完全相同，因此，位于第一链条133的B端的第一电缆135的一端与支撑转台12上固定安装的电流输入接口箱始终保持相对静止，不会发生相对转动，从而保证第一电缆135电气连接的可靠性和安全性。第一链条133在导轨1311左侧的端部可以随着滑轨132的转动改变形状，不断满足滑轨132的转动，同时还对内部穿设过的第一电缆135起到很好的保护作用。第二电缆136的原理与第一电缆135相同，在此不再进行赘述。

通过电缆改变机车车辆变流器电磁兼容测试系统中电气设备的之间的布置，上述机车车辆变流器电磁兼容测试系统可以具有第一工作模式。如图6所示，在第一工作模式下，待测试的变流器14安装于支撑转台12，并且待测试的变流器14的输入端和输出端分别与电流输入接口箱中的交流输入接口箱和电流输出接口箱中的交流输出接口箱相连接；待测试的变流器14为牵引变流器。第二供电单元的输出端通过一个高压线转接单元41后与从穿线孔32穿出第一电缆135的一端相连接；从穿线孔32穿出第二电缆136的一端与另一个高压线转接单元41连接后，再与电机负载系统61相连接。第一工作模式适用于机车、城轨、动车组牵引变流器。

在一个具体的实施例中，待测试的变流器14的输入端通过屏蔽线缆与线缆接口单元2中的变流器4kV交流输入接口箱的铜排进行连接，待测试的变流器14的输出端与线缆接口单元2中的变流器4kV交流输出接口箱的铜排进行连接。变流器4kV交流输出接口箱的铜排通过电缆保护机构13中铺设的第二电缆136，第二电缆136再经过电缆直通机构3与高压线转接单元41中的高压线缆转接柜连接，最后通过高压线缆转接柜与电机负载系统61连接。变流器4kV交流输入接口箱的铜排通过电缆保护机构13中铺设的第一电缆135，第一电缆135再经过电缆直通机构3与另一个高压线转接单元41中的高压线缆转接柜连接，最后再与4kV交流供电单元相连接。

上述机车车辆变流器电磁兼容测试系统还可以具有第二工作模式。在第二工作模式下，如图7所示，待测试的变流器14安装于支撑转台12，并且待测试的变流器14的输入端和输出端分别与电流输入接口箱中的直流输入接口箱和电流输出接口箱中的直流输出接口箱相连接。待测试的变流器14为辅助变流器。直流输入接口箱通过第四电缆与一个供电滤波单元5相连接后，再通过一个高压线转接单元41与第三供电单元相连接；直流输出接口箱通过第三电缆与另一个供电滤波单元5相连接后，另一个供电滤波单元5再与另一个高压线转接单元41相连接，高压线转接单元41再与阻抗负载系统62相连接。第四电缆从第一链条133的A端穿入并从第一链条133的B端穿出，第四电缆位于第一链条133的B端的第一电缆135的一端与直流输入接口箱相连接。第三电缆从第二链条134的C端穿入并从第一链条133的D端穿出，第三电缆位于第二链条134的D端的一端与直流输出接口箱相连接。第二工作模式适用于机车、城轨、动车组辅助变流器。

在一个具体的实施例中，待测试的变流器14的输入端通过屏蔽线缆与线缆接口单元2中的变流器4kV直流输入接口箱的铜排进行连接，待测试的变流器14的输出端与线缆接口单元2中的变流器380V输出接口箱的铜排进行连接。变流器4kV直流输入接口箱的铜排通过电缆保护机构13中铺设的第四电缆，再经过供电滤波单元5与高压线转接单元41中的高压线缆转接柜连接，最后与第三供电单元相连接。变流器380V交流输出接口箱的铜排通过电缆保护机构13中铺设的第三电缆，再经过另一个供电滤波单元5与高压线转接单元41中的高压线缆转接柜连接，最后与阻抗负载系统62连接。

上述机车车辆变流器电磁兼容测试系统还可以具有第三工作模式。在第三工作模式下，如图8所示，待测试的变流器14安装于支撑转台12，并且待测试的变流器14的输入端与电流输入接口箱中的直流输入接口箱相连接，待测试的变流器14的电机负载输出端与电流输出接口箱中的直流输出接口箱相连接；待测试的变流器14的辅助负载输出端与电流输出接口箱中的直流输出接口箱相连接，待测试的变流器14为牵引辅助变流器。第二供电单元的输出端通过又一个高压线转接单元41后与从穿线孔32穿出第一电缆135的一端相连接；从穿线孔32穿出的第二电缆136的一端与一个高压线转接单元41连接后，再与电机负载系统61相连接。直流输出接口箱通过第三电缆与供电滤波单元5相连接后，供电滤波单元5再与另一个高压线转接单元41相连接，另一个高压线转接单元41再与阻抗负载系统62相连接。第三电缆从第二链条134的C端穿入并从第一链条133的D端穿出，第三电缆位于第二链条134的D端的一端与直流输出接口箱相连接。第三工作模式适用于机车、城轨、动车组牵引辅助变流器。

在一个具体的实施例中，待测试的变流器14的输入端通过屏蔽线缆与线缆接口单元2中的变流器4kV交流输入接口箱的铜排进行连接，待测试的变流器14的电机负载输出端与线缆接口单元2中的变流器4kV交流输出接口箱的铜排进行连接，待测试的变流器14的辅助负载输出端与线缆接口单元2中的变流器380V交流输出接口箱的铜排进行连接。变流器4kV交流输入接口箱的铜排通过电缆保护机构13中铺设的第一电缆135，第一电缆135再经过电缆直通机构3与又一个高压线转接单元41中的高压线缆转接柜连接，最后再与4kV交流供电单元相连接。变流器4kV交流输出接口箱的铜排通过电缆保护机构13中铺设的第二电缆136，第二电缆136再经过电缆直通机构3与一个高压线转接单元41中的高压线缆转接柜连接，最后通过高压线缆转接柜与电机负载系统61连接。变流器380V输出接口箱的铜排通过第三电缆与供电滤波单元5相连接后，再与另一个高压线转接单元41相连接，另一个高压线转接单元41再与阻抗负载系统62相连接。

上述机车车辆变流器电磁兼容测试系统还可以具有第四工作模式。在第四工作模式下，如图9所示，待测试的变流器14安装于支撑转台12，并且待测试的变流器14的输入端与电流输入接口箱中的单相输入接口箱相连接，待测试的变流器14的电机负载输出端与电流输出接口箱中的直流输出接口箱相连接；待测试的变流器14的辅助负载输出端与电流输出接口箱中的直流输出接口箱相连接，待测试的变流器14为集成式变流器。第一供电单元的输出端与一个供电滤波单元5相连接后，再与电流输入接口箱中的单相输入接口箱相连接；从穿线孔32穿出的第二电缆136的一端与一个高压线转接单元41连接后，再与电机负载系统61相连接；直流输出接口箱通过第三电缆与另一供电滤波单元5相连接后，供电滤波单元5再与另一个高压线转接单元41相连接，高压线转接单元41再与阻抗负载系统62相连接。供电滤波单元5通过第四电缆与电流输入接口箱中的单相输入接口箱相连接，第四电缆从第一链条133的A端穿入并从第一链条133的B端穿出，第四电缆位于第一链条133的B端的第一电缆135的一端与单相输入接口箱相连接。

在一个具体的实施例中，第四工作模式适用于25kV供电集成式变流器。待测试的变流器14的输入端通过屏蔽线缆与线缆接口单元2中的25kV高压接口箱的铜排进行连接，待测试的变流器14的电机负载输出端与线缆接口单元2中的变流器4kV交流输出接口箱的铜排进行连接，待测试的变流器14的辅助负载输出端与线缆接口装置中的变流器380V交流输出接口箱的铜排进行连接。变流器4kV交流输出接口箱的铜排通过电缆保护机构13中铺设的第二电缆136，第二电缆136再经过电缆直通机构3与一个高压线转接单元41中的高压线缆转接柜连接，最后通过高压线缆转接柜与电机负载系统61连接。变流器380V输出接口箱的铜排通过第三电缆与供电滤波单元5相连接后，再与另一个高压线转接单元41相连接，另一个高压线转接单元41再与阻抗负载系统62相连接。第一供电单元的输出端通过又一个高压线转接单元41与一个供电滤波单元5相连接后，再通过第四电缆与电流输入接口箱中的单相输入接口箱相连接。第一供电单元为单相25kV供电。

本申请还提出了一种采用上述机车车辆变流器电磁兼容测试系统的测试方法，测试方法可以包括：

针对不同类型的待测试的变流器14选择相对应的工作模式，按照相对应的工作模式中的电气布置形式连接机车车辆变流器电磁兼容测试系统。

根据射频辐射发射试验以及射频辐射抗扰度试验标准布置电磁兼容测试系统。

启动供电电源为机车车辆变流器电磁兼容测试系统进行供电，开启高压线转接单元41，根据待测试的变流器14的供电要求进行供电，并启动待测试的变流器14。

通过电磁兼容测试系统进行测试，获取待测试的变流器14在不同工况下的电磁兼容辐射特性或者抗干扰特性。

与现有技术相比，本申请具有以下优点：

1、本申请可以在实验室暗室内进行机车车辆高压大电流变流器类产品的电磁兼容测试，解决了现场测试过程中，外部环境辐射源对测试的耦合影响。

2、本申请可以按照变流器实车工况，实现变流器带电机负载和阻抗负载在不同功率下的电磁兼容测试。

3、本申请可以满足机车、城轨、动车组等不同类型的变流器的带载电磁兼容试验，包括牵引变流器、辅助变流器、牵引辅助变流器。

4、本申请可以满足在不同供电制式下的变流器在暗室内开展电磁兼容试验，不同供电制式可以包括单相电、交流电、直流电。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机车车辆变流器电磁兼容测试系统，其特征在于，所述机车车辆变流器电磁兼容测试系统包括：

承载机构，其包括能够屏蔽外界电磁的电磁屏蔽机构，所述电磁屏蔽机构内部具有支撑转台，所述支撑转台用于承载待测试的变流器；

设置在电磁屏蔽机构内部的多个线缆接口单元，用于电磁屏蔽机构外的电缆与待测试的变流器之间的中转连接，多个所述线缆接口单元包括用于多种不同电流类型的电流输入接口箱、电流输出接口箱和单相输入接口箱；

电缆直通机构，包括：连接设置在电磁屏蔽机构上的由金属制成的金属盒体，所述金属盒体上开设有供电缆穿过的穿线孔；注入在金属盒体内的金属颗粒；电磁屏蔽机构外的电缆穿过所述穿线孔能与所述电流输入接口箱和/或所述电流输出接口箱相连接；

高压供电单元，其用于将输入的电转变成单相电、交流电、直流电输出，且能够将输入的电进行变压后输出；

供电滤波单元，用于给所述高压供电单元到所述电流输入接口箱的电流输入电缆、所述电流输出接口箱到所述高压供电单元的电流输出电缆进行滤波，以滤除高频干扰信号；

负载系统，包括电机负载系统和阻抗负载系统，所述电机负载系统用于模拟机车车辆实车工况下的运行负荷，所述阻抗负载系统用于提供可调的负载和电阻负荷；

电磁兼容测试系统，用于在待测试的变流器在工作时测试电磁兼容辐射特性或者抗干扰特性。

2.根据权利要求1所述的机车车辆变流器电磁兼容测试系统，其特征在于，所述支撑转台下方设置有电缆保护机构，电缆保护机构包括：具有呈圆环状导轨的底座；呈圆弧状的滑轨，所述滑轨设置在导轨中，所述滑轨能够沿所述导轨的中心转动；第一链条，其绕设在所述导轨的侧壁与所述滑轨的外侧壁之间，经过所述滑轨的一端后，绕设至所述导轨的侧壁与所述滑轨的内侧壁之间，所述第一链条位于所述导轨的侧壁与所述滑轨的外侧壁之间的一端与导轨相固定；第二链条，其绕设在所述导轨的侧壁与所述滑轨的外侧壁之间，经过所述滑轨的另一端后，绕设至所述导轨的侧壁与所述滑轨的内侧壁之间，所述第二链条位于所述导轨的侧壁与所述滑轨的外侧壁之间的一端与导轨相固定；

第一电缆，从所述第一链条的A端穿入并从所述第一链条的B端穿出；第二电缆，从所述第二链条的C端穿入并从所述第一链条的D端穿出；

所述支撑转台固定连接在所述滑轨上，多个所述线缆接口单元安装在所述支撑转台上；位于所述第一链条的B端的所述第一电缆的一端与电流输入接口箱或电流输出接口箱相连接，位于所述第二链条的D端的所述第二电缆的一端与电流输出接口箱或电流输入接口箱相连接；位于所述第一链条的A端的所述第一电缆的一端能够从所述穿线孔穿出或能够与所述供电滤波单元相连接；位于所述第二链条的C端的所述第二电缆的一端能够从所述穿线孔穿出或能与所述供电滤波单元相连接。

3.根据权利要求1所述的机车车辆变流器电磁兼容测试系统，其特征在于，所述电磁屏蔽机构包括：由屏蔽金属板制成的电磁屏蔽体，所述电磁屏蔽体的壁面上设置有铁氧体吸波材料和聚氨酯泡沫吸波材料。

4.根据权利要求2所述的机车车辆变流器电磁兼容测试系统，其特征在于，所述高压供电单元包括用于将三相电转变成单相电的第一供电单元；用于将交流电进行变压的第二供电单元；用于将直流电进行变压的第三供电单元；用于实现通断切换的高压线转接单元。

5.根据权利要求4所述的机车车辆变流器电磁兼容测试系统，其特征在于，所述机车车辆变流器电磁兼容测试系统具有第一工作模式；

在所述第一工作模式下，所述待测试的变流器安装于所述支撑转台，并且所述待测试的变流器的输入端和输出端分别与所述电流输入接口箱中的交流输入接口箱和所述电流输出接口箱中的交流输出接口箱相连接；所述待测试的变流器为牵引变流器；

所述第二供电单元的输出端一个所述高压线转接单元后与从所述穿线孔穿出所述第一电缆的一端相连接；从所述穿线孔穿出所述第二电缆的一端与所述高压线转接单元连接后，再与所述电机负载系统相连接。

6.根据权利要求5所述的机车车辆变流器电磁兼容测试系统，其特征在于，所述机车车辆变流器电磁兼容测试系统具有第二工作模式；

在所述第二工作模式下，所述待测试的变流器安装于所述支撑转台，并且所述待测试的变流器的输入端和输出端分别与所述电流输入接口箱中的直流输入接口箱和所述电流输出接口箱中的直流输出接口箱相连接；所述待测试的变流器为辅助变流器；

所述直流输入接口箱通过第四电缆与一个所述供电滤波单元相连接后，再通过一个所述高压线转接单元与所述第三供电单元相连接；所述直流输出接口箱通过第三电缆与另一个所述供电滤波单元相连接后，另一个所述供电滤波单元再与另一个所述高压线转接单元相连接，所述高压线转接单元再与所述阻抗负载系统相连接；

所述第四电缆从所述第一链条的A端穿入并从所述第一链条的B端穿出，所述第四电缆位于所述第一链条的B端的所述第一电缆的一端与直流输入接口箱相连接。

7.根据权利要求6所述的机车车辆变流器电磁兼容测试系统，其特征在于，所述机车车辆变流器电磁兼容测试系统具有第三工作模式；

在所述第三工作模式下，所述待测试的变流器安装于所述支撑转台，并且所述待测试的变流器的输入端与所述电流输入接口箱中的直流输入接口箱相连接，所述待测试的变流器的电机负载输出端与所述电流输出接口箱中的直流输出接口箱相连接；所述待测试的变流器的辅助负载输出端与所述电流输出接口箱中的所述直流输出接口箱相连接，所述待测试的变流器为牵引辅助变流器；

所述第二供电单元的输出端通过又一个所述高压线转接单元后与从所述穿线孔穿出所述第一电缆的一端相连接；从所述穿线孔穿出的所述第二电缆的一端与一个所述高压线转接单元连接后，再与所述电机负载系统相连接；所述直流输出接口箱通过第三电缆与所述供电滤波单元相连接后，所述供电滤波单元再与另一个所述高压线转接单元相连接，所述高压线转接单元再与所述阻抗负载系统相连接。

8.根据权利要求6或者7所述的机车车辆变流器电磁兼容测试系统，其特征在于，所述第三电缆从所述第二链条的C端穿入并从所述第一链条的D端穿出，所述第三电缆位于所述第二链条的D端的一端与所述直流输出接口箱相连接。

9.根据权利要求7所述的机车车辆变流器电磁兼容测试系统，其特征在于，所述机车车辆变流器电磁兼容测试系统具有第四工作模式；

在所述第四工作模式下，所述待测试的变流器安装于所述支撑转台，并且所述待测试的变流器的输入端与所述电流输入接口箱中的单相输入接口箱相连接，所述待测试的变流器的电机负载输出端与所述电流输出接口箱中的直流输出接口箱相连接；所述待测试的变流器的辅助负载输出端与所述电流输出接口箱中的所述直流输出接口箱相连接，所述待测试的变流器为集成式变流器；

所述第一供电单元的输出端通过又一个所述高压线转接单元与一个所述供电滤波单元相连接后，再与所述电流输入接口箱中的单相输入接口箱相连接；从所述穿线孔穿出的所述第二电缆的一端与一个所述高压线转接单元连接后，再与所述电机负载系统相连接；所述直流输出接口箱通过第三电缆与另一所述供电滤波单元相连接后，所述供电滤波单元再与另一个所述高压线转接单元相连接，所述高压线转接单元再与所述阻抗负载系统相连接；

所述供电滤波单元通过第四电缆与所述电流输入接口箱中的单相输入接口箱相连接，所述第四电缆从所述第一链条的A端穿入并从所述第一链条的B端穿出，所述第四电缆位于所述第一链条的B端的所述第一电缆的一端与单相输入接口箱相连接。

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