[實用新型]新型IGCT三電平中壓變頻器用功率單元試驗裝置

有效

• 申請號: 201020684637.4
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN201955408U
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 楚子林;李紅霞;徐道恒;金雪峰;伍豐林;許希;王建峰
• 申請（專利權）人: 天津電氣傳動設計研究所;天津天傳電氣有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/27;G01R31/327
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本實用新型屬于中壓變頻器領域，尤其是一種新型IGCT三電平中壓變頻器用功率單元試驗裝置。

背景技術

IGCT(集成門極換向晶閘管)是一種應用于電力變換的大功率半導體開關器件，具有導通電流大、通態導通壓降低、以及快速關斷的特點，是目前制造大功率三電平中壓變頻器的主要功率開關器件。為深入了解IGCT器件特性，安全、高效使用IGCT，提升其應用設計能力，研制高性能變頻器以及進行出廠設備測試等需求，對IGCT三電平中壓變頻器用功率單元進行試驗是一項必不可少的工作。

在大功率中壓變頻器設計中，為了設備制造和使用維護方便，通常按照功能將其相關的功率器件(如電力電子器件、緩沖電路、散熱器等)、控制電路、絕緣件和結構件等構成一種整體的稱為“功率單元”的模塊，例如，通常以3個單相功率單元構成一套三相大功率變頻器。圖1所示電路為一個中點鉗位IGCT三電平變頻器單相功率單元電氣原理圖，該功率單元由多個IGCT器件、二極管及緩沖電路、散熱器和絕緣件、結構件等組合而成，其中V1-V4為IGCT器件，D1-D4為續流二極管，D5、D6為鉗位二極管，LA、LB為di/dt限制電抗器，圖中所示相功率單元按三相公用di/dt限制電抗器方式，V1、V2、D1、D2、D5組成的橋臂稱“上橋臂”，V3、V4、D3、D4、D6組成的橋臂稱“下橋臂”，R1、C1、D7與LA組成了上橋臂緩沖電路，R2、C2、D8與LB組成了下橋臂緩沖電路。這樣的單元設計不僅要考慮電應力、機械應力、熱應力等，還要考慮安裝更換方便、體積小、美觀等，這就使得功率單元成為一個最復雜的電氣部件，它的性能直接影響變頻器的質量和效率，其電氣性能指標與線路設計、壓裝生產過程密切相關，是變頻器設計的關鍵，需要有相應的試驗裝置對其電氣特性做單獨測試。目前，由于大功率變頻器設備額定出力測試受試驗設備容量、場地、電源容量等的限制，很難進行穩定的額定功率測試。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種新型IGCT三電平中壓變頻器用功率單元試驗裝置，該試驗裝置通過選取不同負載的連接方式進行IGCT三電平相功率單元的溫升試驗、單管開關性能試驗及橋臂開關性能試驗。

本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種新型IGCT三電平中壓變頻器用功率單元試驗裝置，包括進線開關、調壓器、兩分開關、兩變壓器、兩整流器、兩濾波電容、放電回路、接地電路、di/dt緩沖回路、試驗負載和試驗用控制器，進線開關Q1與調壓器T1相連接后經分開關Q11和分開關Q12分別接到變壓器T11和變壓器T12上，變壓器T11和變壓器T12分別與整流器A和整流器B相連接，整流器A和整流器B分別并聯一組濾波電容CA和濾波電容CB，在濾波電容CA和濾波電容CB的兩端分別并聯有放電回路，放電回路與接地電路相連接，兩組濾波電容通過di/dt緩沖回路與被試驗功率單元相連接，被試驗功率單元與試驗負載相連接，試驗用控制器與放電回路及被試驗功率單元相連接。

而且，所述的放電回路由晶閘管串聯電阻構成，所述的接地電路為接地接觸器，所述的di/dt緩沖回路為兩個電抗器。

而且，所述的試驗負載包括IGCT溫升試驗負載和IGCT開關試驗負載。

而且，所述的IGCT溫升試驗負載由帶抽頭的電感L1和帶抽頭的電感L2組成；所述的IGCT開關試驗負載由電感L3和電阻R0串聯組成。

而且，所述的IGCT溫升試驗負載與被試驗功率單元相連接進行被試驗功率單元的溫升試驗。

而且，所述的IGCT開關試驗與被試驗功率單元的IGCT器件或上橋臂或下橋臂相連接進行IGCT器件或上橋臂或下橋臂的開通和關斷性能試驗。

本實用新型的優點和積極效果是：

本實用新型利用負載電感與濾波電容之間無功能量交換的原理實現IGCT三電平功率單元在不同電壓、電流和頻率下的的多種工況溫升試驗，同時可實現IGCT三電平功率單元中單個IGCT器件以及橋臂的開通和關斷試驗。本實用新型采用一個試驗線路即可完成多種試驗，具有試驗線路簡單、總容量小、耗能低、對電網無污染、功能完備、操作方便以及實用性強等特點。

附圖說明

圖1為現有的IGCT三電平變頻器單相功率單元電氣原理圖；

圖2為實用新型的電路原理圖；

圖3a-b為本實用新型進行三電平中壓變頻器IGCT相功率單元負載溫升試驗的接線原理圖，其中：圖3a為半額定電壓、額定頻率溫升試驗接線圖，圖3b為額定電壓、額定頻率溫升試驗接線圖；