電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺的製作方法
2023-04-27 16:09:51 1
電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺，該電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺包括：可調直流穩壓電源，用於為所述試驗平臺提供穩定的直流電壓；控制櫃，與所述可調直流穩壓電源相連接，用於實現雙脈衝試驗主電路原理、系統控制、電氣保護，所述控制柜上布置有可調電抗器、接觸器、繼電器、電阻器；操縱臺，與所述控制櫃相連接，為是雙脈衝試驗的操作臺，在所述操縱臺的面板上布置有控制開關、多位轉換開關、按鈕、儀表、指示燈；信號發生器，用於編輯和產生雙脈衝，根據不同電流等級的功率模塊的電流需求，編輯和產生不同脈寬的雙脈衝信號。本發明實施例可以對不同電壓等級、不同功率等級變流器產品的功率進行試驗。
【專利說明】電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺
【技術領域】
[0001]本發明實施例涉及機車製造【技術領域】，尤其涉及一種電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺。
【背景技術】
[0002]隨著軌道交通裝備電傳動技術的發展和產品的不斷更新，電力機車、電動車組的牽引電氣系統和輔助電源大多採用變流技術，牽引變流器和輔助變流器已成為軌道交通裝備電傳動系統主要的技術和產品構成，其中，功率模塊又是變流器裝置的主電路的主要構成部件。功率模塊作為一個獨立的產品，其技術的先進性和質量的可靠性將直接影響牽引變流器、輔助變流器工作的可靠性和穩定性，從而影響到電力機車或電動車組運行的可靠性和穩定性。而功率模塊的雙脈衝試驗技術和驗證平臺是驗證功率模塊集成設計、驅動電路、分布電感等參數設計的合理性，以及最大開通能力、最大關斷能力、開關損耗等關鍵技術參數綜合測試能力不可缺少的技術基礎和試驗手段，尤其對於功率模塊的深層次技術研究，提高產品的技術先進性、設計合理性和可靠性指標具有重大意義。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺，用以解決現有技術中的缺陷，實現不同電壓等級、不同電流等級功率模塊雙脈衝試驗。
[0004]本發明實施例提供一種電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺，其中，所述電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺包括:
[0005]可調直流穩壓電源，用於為所述試驗平臺提供穩定的直流電壓，輸入電壓為單相交流220V ；
[0006]控制櫃，與所述可調直流穩壓電源相連接，用於實現雙脈衝試驗主電路原理、系統控制、電氣保護，所述控制柜上布置有可調電抗器、接觸器、繼電器、電阻器；
[0007]操縱臺，與所述控制櫃相連接，為是雙脈衝試驗的操作臺，在所述操縱臺的面板上布置有控制開關、多位轉換開關、按鈕、儀表、指示燈；
[0008]信號發生器，用於編輯和產生雙脈衝，根據不同電流等級的功率模塊的電流需求，編輯和產生不同脈寬的雙脈衝信號，從而為絕緣柵雙極晶閘管I GBT功率器件的驅動板提供雙脈衝信號。
[0009]本發明提供的電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺，通過可調直流穩壓電源為控制櫃供電，控制櫃從而可以實現雙脈衝試驗主電路原理、系統控制、電氣保護，進一步可以對電力機車、電動車組牽引變流器和輔助變流器功率模塊進行最大開關能力試驗驗證；此外，通過在操縱臺的面板上布置有控制開關、多位轉換開關、按鈕、儀表、指示燈，從而可以對不同電壓等級、不同功率等級變流器產品的功率進行試驗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明實施例中的雙脈衝試驗電氣原理不意圖。
[0011]圖2為圖1所示實施例中的脈衝示意圖。
[0012]圖3為本發明實施例提供的電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0014]圖1為本發明實施例中的雙脈衝試驗電氣原理示意圖，圖2為圖1所示實施例中的脈衝示意圖；如圖1和圖2所示，直流電壓Ud加在由絕緣柵雙極晶閘管((InsulatedGate Bipolar Transistor，簡稱為IGBT)元件T1、T2組成的半橋電路兩端，C為支撐電容，確保試驗時電壓的平穩，L為負載電感，在圖1的電路模式中，用於下橋臂I GBT元件Τ2的試驗，此時，上橋臂Tl元件通過在門極施加反向電壓使其永久關斷，試驗時，通過信號發生器產生雙脈衝，出發IGBT元件Τ2，同時，採用示波器檢測和採集Vce、Vge2、I c的信號波形，完成雙脈衝試驗。負載電抗器L和雙脈衝波形根據不同功率模塊對最大開關電流的要求數值，配合調整。根據試驗後採集的電壓和電流波形，分析判斷功率模塊集成設計、驅動電路、複合母排分布參數是否在技術要求之內，判斷IGBT元件的最大開關能力、開關損耗等參數是否滿足技術要求。
[0015]圖3為本發明實施例提供的電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺的結構示意圖，如圖3所示，本發明實施例中的電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺包括:
[0016]可調直流穩壓電源31，用於為所述試驗平臺提供穩定的直流電壓，輸入電壓為單相交流220V ；
[0017]控制櫃32，與所述可調直流穩壓電源32相連接，用於實現雙脈衝試驗主電路原理、系統控制、電氣保護，所述控制櫃32上布置有可調電抗器M、接觸器、繼電器、電阻器Rl ；
[0018]操縱臺33，與所述控制櫃32相連接，為是雙脈衝試驗的操作臺，在所述操縱臺33的面板上布置有控制開關、多位轉換開關、按鈕、儀表、指示燈；
[0019]信號發生器34，用於編輯和產生雙脈衝，根據不同電流等級的功率模塊30的電流需求，編輯和產生不同脈寬的雙脈衝信號，從而為絕緣柵雙極晶閘管I GBT功率器件的驅動板提供雙脈衝信號。
[0020]本發明提供的電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺，通過可調直流穩壓電源31為控制櫃32供電，控制櫃32從而可以實現雙脈衝試驗主電路原理、系統控制、電氣保護，進一步可以對電力機車、電動車組牽引變流器和輔助變流器功率模塊進行最大開關能力試驗驗證；此外，通過在操縱臺33的面板上布置有控制開關331、多位轉換開關332、按鈕333、儀表334、指示燈335，從而可以對不同電壓等級、不同功率等級變流器產品的功率進行試驗。
[0021]進一步地，在上述圖3所示實施例中，電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺還可以包括:預處理電路模塊(圖3中未示)，用於對所述可調直流穩壓電源提供的電壓進行整流、逆變、隔離、濾波處理，使所述輸入電壓變為可調的直流穩壓電源。
[0022]進一步地，在上述圖3所示實施例中，所述可調直流穩壓電源31的技術參數為:變換模式為交流-直流-交流-直流，標稱功率為3kW，輸入電壓為AC220V/50HZ，輸出電壓為DC300V-4500V，穩壓精度為 5%。
[0023]進一步地，在上述圖3所示實施例中，所述可調電抗器321的技術參數為:標稱電壓為AC3000V，標稱電流為25A，電感值為0-500 μ H，電感值分度為30 μ H，精確度為0.5級。
[0024]進一步地，在上述圖3所示實施例中，所述信號發生器34的技術參數為:標稱功率50W，工作電壓為AC220V/50HZ，工作頻率為1MHz，信號電平為5V，負載能力為0.5W，信號波形為可編輯，存儲容量為100Μ。
[0025]進一步地，在上述圖3所示實施例中，所述電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺還包括:示波器35，用於在所述功率模塊完成試驗時電壓、電流信號的波形採集、存儲和分析。
[0026]進一步地，在上述圖3所示實施例中，所述示波器35的技術參數為:標稱功率為100W,工作電壓為AC220V/50HZ，工作頻率為10MHz，信號電平為5V，負載能力為0.5W，信號波形為可編輯，存儲容量為100Μ。
[0027]進一步地，在上述圖3所示實施例中，所述示波器35還配置有探頭，所述探頭包括:500V的低壓電壓探頭，5000V的高壓電壓探頭，羅氏高壓電流探頭。
[0028]綜上，本發提供的電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺，可以對電力機車、電動車組牽引變流器和輔助變流器功率模塊進行最大開關能力試驗驗證，是功率模塊技術開發、產品研製和深層次研究不可缺少的試驗項目和驗證技術。可以應用在不同電壓等級、不同功率等級變流器產品功率模塊的技術研究和產品研製中，其應用基礎涉及工業、民用、鐵路、船舶等行業領域。
[0029]最後應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。
【權利要求】
1.一種電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺，其特徵在於，所述電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺包括: 可調直流穩壓電源，用於為所述試驗平臺提供穩定的直流電壓，輸入電壓為單相交流22(^ ； 控制櫃，與所述可調直流穩壓電源相連接，用於實現雙脈衝試驗主電路原理、系統控制、電氣保護，所述控制柜上布置有可調電抗器、接觸器、繼電器、電阻器； 操縱臺，與所述控制櫃相連接，為是雙脈衝試驗的操作臺，在所述操縱臺的面板上布置有控制開關、多位轉換開關、按鈕、儀表、指示燈； 信號發生器，用於編輯和產生雙脈衝，根據不同電流等級的功率模塊的電流需求，編輯和產生不同脈寬的雙脈衝信號，從而為絕緣柵雙極晶閘管I功率器件的驅動板提供雙脈衝信號。
2.根據權利要求1所述的電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺，其特徵在於，所述電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺還包括:預處理電路模塊，用於對所述可調直流穩壓電源提供的電壓進行整流、逆變、隔離、濾波處理，使所述輸入電壓變為可調的直流穩壓電源。
3.根據權利要求1所述的電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺，其特徵在於，所述可調直流穩壓電源的技術參數為:變換模式為交流-直流-交流-直流，標稱功率為3欣，輸入電壓為八(:2207/50112,輸出電壓為0(:3007-45007，穩壓精度為5%。
4.根據權利要求1所述的電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺，其特徵在於，所述可調電抗器的技術參數為:標稱電壓為…30007，標稱電流為25八，電感值為0-500 ^ 電感值分度為30^?，精確度為0.5級。
5.根據權利要求1所述的電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺，其特徵在於，所述信號發生器的技術參數為:標稱功率501，工作電壓為…2207/50?，工作頻率為10冊！2，信號電平為〖V，負載能力為0.51，信號波形為可編輯，存儲容量為1001。
6.根據權利要求1?5任一所述的電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺，其特徵在於，所述電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺還包括: 示波器，用於在所述功率模塊完成試驗時電壓、電流信號的波形採集、存儲和分析。
7.根據權利要求6所述的電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺，其特徵在於，所述示波器的技術參數為:標稱功率為1001，工作電壓為…2207/50?，工作頻率為100冊！2，信號電平為〖V，負載能力為0.51，信號波形為可編輯，存儲容量為1001。
8.根據權利要求6所述的電力機車功率模塊雙脈衝試驗平臺，其特徵在於，所述示波器還配置有探頭，所述探頭包括:5007的低壓電壓探頭，50007的高壓電壓探頭，羅氏高壓電流探頭。
【文檔編號】G01R31/40GK104459563SQ201410665512
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】孫杰 申請人:中國北車集團大同電力機車有限責任公司