[發明專利]高壓變頻器中均勻壓接的IGCT逆變電路的獨立測試方法

有效

• 申請號: 201110175368.8
• 申請日: 2006-02-23
• 公開（公告）號: CN102279361A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 楊志勇;李冰;楊志;朱虎;馮永峰;張雪芹;趙爭鳴
• 申請（專利權）人: 國電南京自動化股份有限公司;清華大學
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術領域

本發明涉及高壓變頻器的IGCT逆變電路，提出了該電路的壓接均勻度檢驗措施和獨立測試方法。屬于IGCT高壓變頻器制造技術領域。

背景技術

高壓變頻器是目前公認的大容量傳動系統節能裝置。集成門極換向晶閘管(IGCT)作為新一代高壓功率開關器件，因其諸多優秀性能，已經在高壓變頻器中得到了應用。瑞士、德國和美國等國家的專業公司都相繼推出了基于IGCT的高壓變頻器產品。考慮到IGCT的應用特性，IGCT與散熱器的壓接過程中必須能夠檢測到IGCT與散熱器表面是否承受了均勻的壓力，只有壓力均勻才能保證在管內流過均勻的電流，從而保證正常發揮IGCT的開關性能。同時在將IGCT壓接成逆變電路之后，如何在變頻器控制系統不參與的條件下獨立檢測IGCT的開關特性，從而檢驗壓接后逆變器吸收電路是否在設計合理的范圍內，也是在高壓變頻器逆變電路制作中重要的工藝。關于上述兩方面問題的簡單解決方法，目前國內外還沒有文獻專門系統地提出，但是這恰恰是逆變電路性能好壞的關鍵。

發明內容

本發明的目的是提供一種簡單可靠的適用于高壓變頻器IGCT逆變電路的壓接均勻度檢驗措施及其獨立測試方法。

為了實現上述目的，本發明是采取以下的技術方案來實現的：

IGCT逆變電路的壓接均勻度檢驗措施，包括下列步驟：

(1)將壓力試紙放在IGCT與散熱器構成的壓接串最上面的接觸面上；

(2)用專用壓裝夾具將IGCT和散熱器壓好串后，再釋放壓力；

(3)卸掉與壓力試紙相關的IGCT和散熱器，取出壓力試紙，觀察接觸面的顏色，如果顏色分布均勻，就將卸掉的IGCT和散熱器重新按上，將該串再壓一遍；如果發現壓力試紙顏色分布不均勻，就要重新更換壓力試紙，重復上面的步驟，直到試紙顏色分布均勻為止；

(4)至此，一串逆變串就從機械的角度壓接成功，用同樣的方法壓接完成另外兩串；將壓接好的三相的三個逆變串依次放入變頻器的逆變柜之后，再與吸收電路進行連接后就構成了完整的逆變電路。

高壓變頻器中均勻壓接的IGCT逆變電路的獨立測試方法，包括下列步驟：

(1)在檢測一個IGCT時，單管測試控制電路輸出連接到被測IGCT的門極光纖驅動接口，并且在待測IGCT兩側并聯由電阻(R)和電感(L)串聯組成的負載；

(2)用多股短路線短接其他的IGCT，保證同一橋臂的兩個串聯IGCT承受單管額定電壓；用同樣的方法，分別構成12個IGCT的單管測試電路；

(3)步驟(1)中所述的單管測試控制電路由脈沖信號啟動電路、脈沖信號產生電路、光纖發送驅動電路、光纖發送模塊構成，可以產生不同占空比、頻率和數目的脈沖；所述脈沖信號啟動電路與脈沖信號產生電路的一個數字輸入端口連接，脈沖信號產生電路的一個數字輸出端口與光纖發送驅動電路連接，光纖發送驅動電路與光纖發送模塊連接，光纖發送模塊通過光纖與IGCT驅動接口連接；

(4)記錄相應IGCT的電壓和電流波形，然后分析波形確定電壓波形參數是否滿足IGCT數據手冊的要求，如果滿足，則表明逆變電路安裝正常；如果不滿足，則需要重新檢查和安裝，并重復以往的步驟直到滿足要求為止。

高壓變頻器逆變電路中IGCT與散熱器的連接采用壓接工藝，使散熱器同時具有散熱和導電功能。在IGCT和散熱器壓接過程中采用了一些保證壓力大小和均勻度的夾具和措施，本發明在壓接中特別采用壓力試紙真實檢驗壓力分布情況，根據試紙顏色分布狀況判斷壓力分布是否均勻，并且重新調整壓接方向。在所有壓接好的逆變電路安裝好以后，在逆變電路中針對所有IGCT分別構造出單管測試電路拓撲，采用專門的控制電路發出特定頻率、占空比和數量的脈沖，記錄下每個IGCT對應的電壓和電流波形，并通過分析比較波形就可以在變頻器控制系統不參與的條件下獨立檢驗逆變電路的性能，從電氣方面判斷壓接質量，同時便于調整吸收電路參數。

實驗證明：按照上述方法之后，高壓變頻器的逆變器輸出部分可

以更好地滿足設計要求，在高電壓大電流的負載條件下運行更可靠。

附圖說明

圖1：三電平IGCT逆變器的結構示意圖

圖2：本發明所述IGCT逆變電路的均勻壓接檢驗和獨立測試方法的流程圖

圖3：U相的IGCT壓接串裝配圖

圖4：不同的壓力分布條件下壓力試紙顏色分布狀況圖

圖5：U相IGCT(TU1)單管測試電路原理圖

圖6：單管測試控制器原理圖

具體實施方式