变流器或变频器的全功率老化测试电路

1.一种变流器或变频器的全功率老化测试电路，所述变流器或变频器包括母线电容、控制器以及分别与所述控制器通信相连的三相整流器、三相逆变器和人机接口设备，所述三相整流器的两个输出端与所述三相逆变器的两个输入端相连，所述母线电容连接在所述三相整流器的两个输出端之间，所述控制器包括用于控制所述变流器或变频器正常运行的标准控制模块，其特征在于，所述全功率老化测试电路包括设置于所述变流器或变频器外部的滤波电抗器和升压变压器，以及与所述母线电容的两端连通的直流电源；所述升压变压器的输入端经由所述滤波电抗器与所述三相逆变器的输出端连通，所述升压变压器的输出端与所述三相整流器的输入端连通；所述全功率老化测试电路还包括设置于所述控制器内的老化测试模块和设置于所述人机接口设备上的老化测试触发单元；所述老化测试触发单元与所述控制器通信相连，用于控制所述老化测试模块的运行状态；所述老化测试模块与所述滤波电抗器和所述升压变压器通信相连，用于控制所述变流器或变频器进行老化测试；所述人机接口设备上设置有用于控制变流器或变频器执行相应控制程序的接口。
2.如权利要求1所述的全功率老化测试电路，其特征在于，所述直流电源为直流电网。
3.如权利要求1所述的全功率老化测试电路，其特征在于，所述直流电源包括串联连接的三相交流电网和相控整流器，所述三相交流电网经由所述相控整流器与所述母线电容连通。
4.如权利要求1所述的全功率老化测试电路，其特征在于，所述直流电源包括串联连接的三相交流电网和脉冲整流器，所述三相交流电网经由所述脉冲整流器与所述母线电容连通。
5.如权利要求1所述的全功率老化测试电路，其特征在于，所述老化测试触发单元是按键。
6.如权利要求1所述的全功率老化测试电路，其特征在于，所述老化测试触发单元是触摸屏。
7.如权利要求1-6中任一项所述的全功率老化测试电路，其特征在于，所述滤波电抗器包括三个电感，每个电感分别与所述三相逆变器的一个输出端连通。
8.如权利要求7所述的全功率老化测试电路，其特征在于，所述升压变压器包括初级线圈和次级线圈，初级线圈的三个输入端分别与三个电感连通，所述次级线圈的三个输出端分别与所述三相整流器的三个输入端连通。

变流器或变频器的全功率老化测试电路\n技术领域\n[0001] 本发明涉及变流器或变频器技术，尤其涉及一种变流器或变频器的全功率老化测试电路。\n背景技术\n[0002] 变流器或变频器的生产厂家在其产品出厂前，需对其各种性能加以测试。老化测试就是模拟实际负载的电性特点满负荷运行，以测试变流器或变频器的逆变器、驱动电路等。全功率老化测试是变流器或变频器可靠性测试中非常重要的一环，尤其针对高压大功率的变流器和变频器。目前采用较多的大功率变流器或变频器的全功率老化测试电路主要分为三类。\n[0003] 申请号CN201220260394.0的发明专利给出了第一类全功率老化测试电路，如图1所示，变流器(或变频器)的输出端连接异步电机作为负载，在异步电机后，可以进一步连接发电机、飞轮等装置，将实验功率回馈到电网中，转化为飞轮的动能或由发电机电阻发热消耗。这类老化测试电路的能量消耗较高。测试电路中，通过发电机将电能回馈到电网，由于中间环节过多，造成电能在中间环节上消耗较大，能够回馈到电网的比例较小。另外，需要设置若干组电机，系统复杂，占地面积大，成本高。而且，采用异步电机作负载，设备易磨损，维护成本高，同时机械噪音大。\n[0004] 申请号CN200710123594.5的发明专利给出了第二类全功率老化测试电路，如图2所示，变流器(或变频器)的输出端连接实际电机功率因素(0.8左右)的电阻电抗作为负载，使所述变流器在类似于实际工作状态的测试状态下工作，高感性负载和变流器(或变频器)的直流母线电容通过无功功率实现受控能量的循环往复。这类测试电路的能量消耗也较高，系统中的电能全部消耗在了负载电阻上。而且电阻发热严重，在功率较大时，需要增加额外的散热装置。\n[0005] 申请号CN201210407764.3的发明专利给出了第三类全功率老化测试电路，如图3所示，变流器(或变频器)的输出端通过增加的并网电抗器连接到变流器(或变频器)的输入端，再接入电网。其中，外加的控制单元对电网电压以及变流器(或变频器)的输出电流进行采样，并对其进行处理，控制变流器(或变频器)的输出脉冲，将能量回馈到电网。这类测试电路通过采样输出电流，并对其进行处理，控制变流器(或变频器)的输出脉冲，通过并网电抗器将能量回馈到电网，相比第一类和第二类电路均大大降低了能量的消耗。但是变流器老化时需要增加额外的采样及并网控制单元，输出电流控制算法相对复杂。而且由于主电路上存在开关次谐波环流的问题，并网电抗器往往需选得较大。\n发明内容\n[0006] 本发明实施例所要解决的技术问题在于，针对现有技术中变流器或变频器的全功率老化测试电路要么耗能大、要么成本高、要么系统复杂的缺陷，提供一种变频器或变流器的全功率老化测试电路，可节省能量，减少谐波环流，且成本低廉，结构简单。\n[0007] 为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种变流器或变频器的全功率老化测试电路，所述变流器或变频器包括母线电容、控制器以及分别与所述控制器通信相连的三相整流器、三相逆变器和人机接口设备，所述三相整流器的两个输出端与所述三相逆变器的两个输入端相连，所述母线电容连接在所述三相整流器的两个输出端之间，所述控制器包括用于控制所述变流器或变频器正常运行的标准控制模块，所述全功率老化测试电路包括设置于所述变流器或变频器外部的滤波电抗器和升压变压器，以及与所述母线电容的两端连通的直流电源；所述升压变压器的输入端经由所述滤波电抗器与所述三相逆变器的输出端连通，所述升压变压器的输出端与所述三相整流器的输入端连通；所述全功率老化测试电路还包括设置于所述控制器内的老化测试模块和设置于所述人机接口设备上的老化测试触发单元；所述老化测试触发单元与所述控制器通信相连，用于控制所述老化测试模块的运行状态；所述老化测试模块与所述滤波电抗器和所述升压变压器通信相连，用于控制所述变流器或变频器进行老化测试；所述人机接口设备上设置有用于控制变流器或变频器执行相应控制程序的接口。\n[0008] 在本发明所述的全功率老化测试电路中，所述直流电源为直流电网。\n[0009] 在本发明所述的全功率老化测试电路中，所述直流电源包括串联连接的三相交流电网和相控整流器，所述三相交流电网经由所述相控整流器与所述母线电容连通。\n[0010] 在本发明所述的全功率老化测试电路中，所述直流电源包括串联连接的三相交流电网和脉冲整流器，所述三相交流电网经由所述脉冲整流器与所述母线电容连通。\n[0011] 在本发明所述的全功率老化测试电路中，所述老化测试触发单元是按键。\n[0012] 在本发明所述的全功率老化测试电路中，所述老化测试触发单元是触摸屏。\n[0013] 在本发明所述的全功率老化测试电路中，所述滤波电抗器包括三个电感，每个电感分别与所述三相逆变器的一个输出端连通。\n[0014] 在本发明所述的全功率老化测试电路中，所述升压变压器包括初级线圈和次级线圈，初级线圈的三个输入端分别与三个电感连通，所述次级线圈的三个输出端分别与所述三相整流器的三个输入端连通。\n[0015] 实施本发明实施例，具有如下有益效果：通过将被测变流器或变频器的母线连接直流电源，并将变流器或变频器中逆变器的输出端经过滤波电抗器连接到升压变压器，升压变压器的另外一端连接到变流器或变频器中整流器的输入端，形成能量循环，没有电机等耗能器件，能有效降低老化测试过程中的能量损耗；直接利用变频器或变流器中固有的控制器，在固有控制器中增加独立的老化测试程序，无需增加额外的采样电路、控制单元等硬件电路；利用升压变压器能有效降低测试环路中的纹波电流，相对于采用隔离变压器的方案，能够减小环路纹波电流对老化测试的影响；简化了测试系统的结构，从而降低了系统维护成本，无需考虑散热，不会产生噪音，增加了测试可靠性。\n附图说明\n[0016] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。\n[0017] 图1是现有技术中第一类全功率老化测试电路的示意图；\n[0018] 图2是现有技术中第二类全功率老化测试电路的示意图；\n[0019] 图3是现有技术中第三类全功率老化测试电路的示意图；\n[0020] 图4是本发明第一实施例提供的全功率老化测试电路的示意图；\n[0021] 图5是本发明第二实施例提供的全功率老化测试电路的示意图。\n具体实施方式\n[0022] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。\n[0023] 变流器或变频器通常包括母线电容、控制器以及分别与控制器通信相连的三相整流器、三相逆变器和人机接口设备，其中有的变流器或变频器只包含整流器和逆变器其中之一。控制器内通常包括用于控制该变流器或变频器正常运行的标准控制模块，人机接口设备(例如控制面板)上通常设置有用于控制变流器或变频器执行相应控制程序的接口，例如“标准程序键”。当用户按下“标准程序键”时，变流器或变频器进入其标准控制程序，正常运行，实现变流器或变频器的固有功能。\n[0024] 本发明只针对同时包含三相整流器和三相逆变器的变流器或变频器。如图4所示，变流器或变频器6包括母线电容3、控制器1以及分别与控制器1通信相连的三相整流器4、三相逆变器5和人机接口设备2。三相整流器4的两个输出端与三相逆变器5的两个输入端相连，母线电容3连接在三相整流器4的两个输出端之间。控制器1包括用于控制该变流器或变频器6正常运行的标准控制模块101，具体地，标准控制模块101与三相整流器4、三相逆变器\n5以及人机接口设备2通信相连。其中，将母线电容3的两端所连接的电线称为母线，母线电容3用于支撑母线电压。三相整流器4既可为采用二极管的不控整流电路，也可为采用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)的可控整流电路。\n[0025] 如图4所示，全功率老化测试电路包括设置于变流器或变频器6外部的滤波电抗器\n7、升压变压器8和直流电源9，母线电容3的两端与直流电源9连通，升压变压器8的输入端经由滤波电抗器7与三相逆变器5的输出端连通，升压变压器8的输出端与4三相整流器的输入端连通。全功率老化测试电路还包括设置于控制器1内的老化测试模块102和设置于人机接口设备2上的老化测试触发单元201。老化测试触发单元201与控制器1通信相连(一个具体实施例中，与控制器1中的老化测试模块102通信相连)，用于控制老化测试模块102的运行状态。老化测试模块102与滤波电抗器7和升压变压器8通信相连(在一个具体实施例中，还与三相整流器4、三相逆变器5通信相连)，用于控制变流器或变频器进行老化测试。人机接口设备2可以是安装在变流器或变频器外壳上的控制面板，也可以是外接的键盘，老化测试触发单元可以是按键、触摸屏等用户操作器件。\n[0026] 滤波电抗器7可以减少测试回路中的开关纹波电流，减小其后端的升压变压器8的损耗及发热。升压变压器8可以提升三相逆变器5的输出电压，再将提升的输出电压传递给三相整流器4，形成能量自循环。若没有升压变压器8，在三相整流器4为不控整流电路时，无法形成能量循环。\n[0027] 若三相整流器4是包含IGBT的可控整流电路，在老化测试过程中，老化测试模块\n102可以通过调节三相整流器4和三相逆变器5的调制比和相位来调节其输出脉冲，使加在直流母线上的电能通过三相逆变器5流向滤波电抗器7和升压变压器8，流入三相整流器4，最终流回直流母线，实现能量的循环往复。老化测试模块102还可以通过控制三相整流器4和三相逆变器5的输出脉冲宽度来控制循环电流的大小。\n[0028] 若三相整流器为包含二极管的不控整流电路，在老化测试过程中，老化测试模块只需通过调节三相逆变器5的调制比来调节其输出脉冲，即可调节三相逆变器5的输出电压，进而控制循环电流的大小，无需额外的电压电流采样电路、三相逆变器和控制元件。\n[0029] 例如，老化测试模块102可以利用SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation，正弦脉宽调制)或者SVPMW(Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)方法，通过控制参考正弦波的幅值和相位来控制输出脉冲的大小。用户可以通过人机接口设备2来选择进入老化测试，其中人机接口设备2上的每个接口均具有一个功能号，每个功能号对应于控制器1中的一段程序，当控制器检测到功能号时，调用相应的程序。例如，在图4所示的实施例中，用户触发老化测试触发单元201，老化测试模块102即开始运行，这样无需在每次测试时重新烧写老化测试程序。老化测试完成后，用户可以选择标准程序单元，使标准控制模块101开始运行，或者在没有标准程序单元时，标准控制模块101可以在老化测试触发单元201复位时开始运行。\n[0030] 在老化测试过程中，通过调整接入母线的直流电源的电压，可实现不同电压等级的变流器或逆变器的老化测试。\n[0031] 在测试过程中，从电网获得的电能，损耗主要分布在辅助整流器、滤波电抗器7和升压变压器8，这几个模块上的能量损耗约占系统功率的10％左右。其中主要损耗为被测试系统的模块损耗，故能有效节约能量。\n[0032] 本发明实施例提供的全功率老化测试电路，只针对单台大功率变流器或变频器，变流器或变频器包含三相整流器4和三相逆变器5两个功率部分，通过将被测变流器或变频器的母线连接直流电源，并将三相逆变器的输出端经过滤波电抗器连接到升压变压器，升压变压器的另外一端连接到三相整流器的输入端，形成能量循环，没有电机等耗能器件，能有效降低老化测试过程中的能量损耗；直接利用变频器或变流器中固有的控制器，在固有控制器中增加独立的老化测试程序，无需增加额外的采样电路、控制单元等硬件电路；利用升压变压器能有效降低测试环路中的纹波电流，相对于采用隔离变压器的方案，能够减小环路纹波电流对老化测试的影响；简化了测试系统的结构，从而降低了系统维护成本，无需考虑散热，不会产生噪音，增加了测试可靠性。\n[0033] 其中，直流电源可以直接为直流电网。但是，由于市电为三相交流电网，因此通常在三相交流电网的输出端连接整流器以提供直流电压。如图5所示，直流电源9包括串联连接的三相交流电网和整流器，三相交流电网经由整流器与母线电容3连通。其中，整流器可以为相控整流器或脉冲整流器。\n[0034] 图5是本发明提供的变流器或变频器6的全功率老化测试电路的另一个实施例的示意图，为了更加简洁清楚，图5中没有示出控制器1和人机接口设备2。\n[0035] 优选地，如图5所示，滤波电抗器7包括三个电感，每个电感分别与三相逆变器的一个输出端连通。\n[0036] 优选地，如图5所示，升压变压器8包括初级线圈和次级线圈，初级线圈的三个输入端分别与三个电感连通，次级线圈的三个输出端分别与三相整流器的三个输入端连通。\n[0037] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。\n[0038] 以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。