一種igct頻率測試裝置的製作方法
2023-05-13 21:16:31 2
專利名稱：一種igct頻率測試裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電氣部件的性能測試裝置，尤其是指一種IGCT頻率測試裝 置。主要用於IGCT的頻率特性測試。
背景技術：
IGCT作為大功率全控型器件之一，具有導通壓降低，開關頻率高等特點，被大量應 用。IGCT在使用前，必須對其各種參數進行詳盡的測試，頻率測試是其重要的性能測試，該 性能對可靠性影響極大。ABB等廠家，對頻率測試採用的是高電壓，大電流構成的大功率系統，成本高，複雜 度高。因此有必要設計一種裝置，既能較好的模擬器件真實的工作情況，又能降低成本，便 於操作運行。根據IGCT的工作特點，其工況分為四個狀態，即開通，導通，關斷，阻斷；大量的實 驗及運行實際情況表明失效明顯的集中在關斷過程中，其它三種狀態的失效率遠遠小於 關斷過程的失效率。因此，有必要設計一種裝置，能很好的模擬器件的關斷工況，並進行頻率試驗。
實用新型內容本實用新型的目的為了克服現有IGCT關斷工況頻率測試的不足，提供一種能模 擬IGCT的實際工作情況，使IGCT在電流可調的低壓大電流電路中導通，在電壓可調的高壓 箝位電路中關斷，以測試IGCT的頻率特性的測試裝置。本實用新型的目的是通過下述技術方案實現的一種用於IGCT頻率測試的裝置， 包括由晶間管和整流管構成的低壓大電流相控整流電路；改善諧波及電流衝擊的電抗器， 以及主電容器；電感及其續流二極體；模擬關斷過壓的可調電抗器(或一組用於組合的電 抗器)；IGCT的箝位電路和調節箝位電壓的電源，以及改變箝位電路電壓的調壓系統和使 電壓穩定的斬波系統。所述的箝位電路包括箝位二極體，箝位電容，箝位電阻，以及連接到 箝位電阻的可調電壓源，同時還包括使電壓源穩定的斬波器。所述的低壓大電流相控整流 電路是三相電源系統經接觸器，熔斷器後進入三相低壓大電流變壓器，該變壓器的輸出經 由晶間管和整流管組成的相控系統；電源經過相控整流電路整流後再經平波電抗器改善 諧波及電流衝擊，並在主電容上形成電壓；同時在主電容與被測器件之間串接有電感和可 調電抗器，當被測器件開通時，主電容上的電壓通過電感、可調電抗器以及被測器件形成回 路，電流在該迴路中流過，改變輸出電壓，或是改變被測器件的導通時間和佔空比，即可調 節被測器件的導通電流；當被測器件關斷時，電抗器通過二極體續流，可調電抗器通過箝 位二極體、箝位電容形成迴路，可調電抗器同時在被測器件上產生電壓，該電壓受箝位電容 電壓的影響，通過改變箝位電容電壓值，即可改變被測器件的關斷電壓環境。另一方面，電 源通過調壓器輸出到升壓變壓器，升壓變壓器的輸出經整流器後成為直流，再通過限流電 阻輸出到第三電容上，通過調節調壓器，即可調節第三電容的電壓，進而調節箝位電容的電壓，改變被測器件關斷時刻的箝位電壓，當電壓由於被測器件的關斷過程而上升時，通過開 通晶閘管，第三電容上的電壓通過電阻釋放，當電壓達到要求值時，關閉晶閘管，於是第三 電容的電壓能穩定在需要的值。通過改變主電容電壓的大小，以及改變被測器件的導通時 間，可以改變被測器件電流的大小；通過改變箝位電壓和被測器件的開關頻率，實現各種情 況下的頻率測試。本實用新型的有益效果是採用低電壓大電流，配合可調的箝位電壓，以模擬真實 工況，測試IGCT的頻率特性，該裝置總功率低，成本低，適應性強。本IGCT的頻率特性的測 試方法及裝置通過較小的功率容量，較低的成本，較好的模擬了 IGCT關斷情況下的工況， 可以實現IGCT的頻率測試。IGCT在電流可調的低壓大電流電路中導通，在電壓可調的高壓 箝位電路中關斷，通過該裝置模擬IGCT的實際工作情況，以測試IGCT的頻率特性。
圖1是本實用新型一個實施例的電氣結構示意圖；圖2是本實用新型另一個實施例的電氣結構示意圖；圖3是本實用新型另一個實施例的電氣結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的描述。如圖1所示，實施例一根據上述測試方法所提出的一種用於IGCT頻率測試的裝置是一種IGCT頻率測 試裝置，包括由晶間管和整流管構成的低壓大電流相控整流電路；改善諧波及電流衝擊的 電抗器，以及主電容器；負載電抗器及其續流二極體；模擬關斷過壓的可調電抗器(或一組 用於組合的電抗器)；IGCT的箝位電路和調節箝位電壓的電源，以及改變箝位電路電壓的 調壓系統和使電壓穩定的斬波系統。所述的箝位電路包括箝位二極體，箝位電容，箝位電 阻，以及連接到箝位電阻的可調電壓源，同時還包括使電壓源穩定的斬波器。如圖1所示，所述的低壓大電流相控整流電路是三相電源系統經接觸器K，熔斷器 F1，F2和F3後進入三相低壓大電流變壓器Tl，該變壓器的輸出經由晶閘管TR1、TR2和TR3 和整流管Dl、D2和D3組成的相控系統；電源經過相控整流電路整流後再經平波電抗器Ll 改善諧波及電流衝擊，並在主電容Cl上形成電壓；同時在主電容Cl與被測器件DUT之間串 接有電感L2和可調電抗器L3，當被測器件DUT開通時，主電容Cl上的電壓通過負載電抗 器L2、可調電抗器L3以及被測器件DUT形成迴路，電流在該迴路中流過，改變輸出電壓，或 是改變被測器件DUT的導通時間和佔空比，即可調節被測器件DUT的導通電流；當被測器件 DUT關斷時，負載電抗器L2通過二極體續流D5，可調電抗器L3通過箝位二極體C2和輔助電 容C4形成迴路，可調電抗器L3同時在被測器件DUT上產生電壓，該電壓受箝位電容C2電壓 的影響，通過改變箝位電容C2電壓值，即可改變被測器件DUT的關斷電壓環境。另一方面， 電源通過調壓器T2輸出到升壓變壓器T3，升壓變壓器T3的輸出經整流器D5後成為直流， 再通過限流電阻R2輸出到第三電容C3上，通過調節調壓器T2，即可調節第三電容C3的電 壓，進而調節箝位電容C2的電壓，改變被測器件DUT關斷時刻的箝位電壓，當電壓由於被測 器件DUT的關斷過程而上升時，通過開通晶閘管TR4，第三電容C3上的電壓通過電阻R3釋放，當電壓達到要求值時，關閉晶閘管TR4，於是第三電容C3的電壓能穩定在需要的值。通 過改變主電容Cl電壓的大小，以及改變被測器件DUT的導通時間，可以改變被測器件DUT 電流的大小；通過改變箝位電壓和被測器件DUT的開關頻率，實現各種情況下的頻率測試。負載電抗器及其續流二極體可以位於低壓大電流輸出的正端，也可以位於其負端。連接可調電抗器或一組用於組合成不同值的電抗器與箝位電容，是軟恢復快開通 二極體或無感電容或低感電容。實施例二作為本實用新型的另一種實施方案，可以把圖1中的C4換成二極體D6，如圖2，則 L3通過D4，C2，D6形成迴路，實現圖1中對應部分相同的功能。實施例三當然還可以把圖1中的L2和D5放在如圖3中L2及D5的位置，其功能基本相似。此頻率測試裝置的特點是採用低電壓大電流，配合可調的箝位電壓，以模擬真實 工況，測試IGCT的頻率特性，該裝置總功率低，成本低，適應性強。
權利要求一種IGCT頻率測試裝置，其特徵在於IGCT頻率測試裝置包括由晶閘管和整流管構成的低壓大電流相控整流電路；改善諧波及電流衝擊的電抗器，以及主電容器；負載電抗器及其續流二極體；模擬關斷過壓的可調電抗器或一組用於組合的電抗器；IGCT的箝位電路和調節箝位電壓的電源，以及改變箝位電路電壓的調壓系統和使電壓穩定的斬波系統。
2.如權利要求1所述的IGCT頻率測試裝置，其特徵在於所述的箝位電路包括箝位二 極管，箝位電容，箝位電阻，以及連接到箝位電阻的可調電壓源，同時還包括使電壓源穩定 的斬波器。
3.如權利要求2所述的IGCT頻率測試裝置，其特徵在於所述的低壓大電流相控整流 電路是三相電源系統經接觸器，熔斷器後進入三相低壓大電流變壓器，該變壓器的輸出經 由晶閘管和整流管組成的相控系統。
4.如權利要求2或3所述的IGCT頻率測試裝置，其特徵在於電源經過相控整流電路 整流後再經平波電抗器改善諧波及電流衝擊，並在主電容上形成電壓；同時在主電容與被 測器件之間串接有負載電抗器和可調電抗器，當被測器件開通時，主電容上的電壓通過負 載電抗器、可調電抗器以及被測器件形成迴路，電流在該迴路中流過，改變輸出電壓，或是 改變被測器件的導通時間和佔空比，即可調節被測器件的導通電流；當被測器件關斷時，電 抗器通過二極體續流，可調電抗器通過箝位二極體、箝位電容形成迴路，可調電抗器同時在 被測器件上產生電壓，該電壓受箝位電容電壓的影響，通過改變箝位電容電壓值，即可改變 被測器件的關斷電壓環境。
5.如權利要求4所述的IGCT頻率測試裝置，其特徵在於電源通過調壓器輸出到升壓 變壓器，升壓變壓器的輸出經整流器後成為直流，再通過限流電阻輸出到第三電容上，通過 調節調壓器，即可調節第三電容的電壓，進而調節箝位電容的電壓，改變被測器件關斷時刻 的箝位電壓，當電壓由於被測器件的關斷過程而上升時，通過開通晶閘管，第三電容上的電 壓通過電阻釋放，當電壓達到要求值時，關閉晶閘管，於是第三電容的電壓能穩定在需要的 值；通過改變主電容電壓的大小，以及改變被測器件的導通時間，可以改變被測器件電流的 大小；通過改變箝位電壓和被測器件的開關頻率，實現各種情況下的頻率測試。
6.如權利要求5所述的IGCT頻率測試裝置，其特徵在於負載電抗器及其續流二極體 可以位於低壓大電流輸出的正端，也可以位於其負端。
7.如權利要求6所述的IGCT頻率測試裝置，其特徵在於連接可調電抗器或一組用於 組合成不同值的電抗器與箝位電容，是軟恢復快開通二極體或無感電容或低感電容。
專利摘要一種IGCT頻率特性測試裝置，通過一組由晶閘管和整流管構成的低壓大電流相控整流電路，一組改善諧波及電流衝擊的電抗器，以及電容器和被測器件的箝位電路，使用低壓大電流和可調箝位電壓模擬IGCT的工況，實現IGCT的頻率測試。當被測器件開通時，主電容上的電壓通過電感、可調電抗器以及被測器件形成迴路，電流在該迴路中流過，改變輸出電壓，或是改變被測器件的導通時間和佔空比，即可調節被測器件的導通電流；當被測器件關斷時，電抗器通過二極體續流，電感通過箝位二極體、箝位電容形成迴路，電感同時在被測器件上產生電壓，該電壓受箝位電容電壓的影響，通過改變箝位電容電壓值，即可改變被測器件的關斷電壓環境。
文檔編號G01R31/28GK201765305SQ20102050983
公開日2011年3月16日 申請日期2010年8月30日 優先權日2010年8月30日
發明者張勁松, 蔣耀生, 趙燕峰, 郭知彼 申請人:南車株洲電力機車研究所有限公司