電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)，該電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)包括：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，用于為所述試驗(yàn)平臺(tái)提供穩(wěn)定的直流電壓；控制柜，與所述可調(diào)直流穩(wěn)壓電源相連接，用于實(shí)現(xiàn)雙脈沖試驗(yàn)主電路原理、系統(tǒng)控制、電氣保護(hù)，所述控制柜上布置有可調(diào)電抗器、接觸器、繼電器、電阻器；操縱臺(tái)，與所述控制柜相連接，為是雙脈沖試驗(yàn)的操作臺(tái)，在所述操縱臺(tái)的面板上布置有控制開(kāi)關(guān)、多位轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、按鈕、儀表、指示燈；信號(hào)發(fā)生器，用于編輯和產(chǎn)生雙脈沖，根據(jù)不同電流等級(jí)的功率模塊的電流需求，編輯和產(chǎn)生不同脈寬的雙脈沖信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例可以對(duì)不同電壓等級(jí)、不同功率等級(jí)變流器產(chǎn)品的功率進(jìn)行試驗(yàn)。
【專利說(shuō)明】電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及機(jī)車制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著軌道交通裝備電傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品的不斷更新，電力機(jī)車、電動(dòng)車組的牽引電氣系統(tǒng)和輔助電源大多采用變流技術(shù)，牽引變流器和輔助變流器已成為軌道交通裝備電傳動(dòng)系統(tǒng)主要的技術(shù)和產(chǎn)品構(gòu)成，其中，功率模塊又是變流器裝置的主電路的主要構(gòu)成部件。功率模塊作為一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)品，其技術(shù)的先進(jìn)性和質(zhì)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(wěn)定性，從而影響到電力機(jī)車或電動(dòng)車組運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。而功率模塊的雙脈沖試驗(yàn)技術(shù)和驗(yàn)證平臺(tái)是驗(yàn)證功率模塊集成設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)電路、分布電感等參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性，以及最大開(kāi)通能力、最大關(guān)斷能力、開(kāi)關(guān)損耗等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)綜合測(cè)試能力不可缺少的技術(shù)基礎(chǔ)和試驗(yàn)手段，尤其對(duì)于功率模塊的深層次技術(shù)研究，提高產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)性、設(shè)計(jì)合理性和可靠性指標(biāo)具有重大意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，實(shí)現(xiàn)不同電壓等級(jí)、不同電流等級(jí)功率模塊雙脈沖試驗(yàn)。
[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供一種電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)，其中，所述電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)包括:
[0005]可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，用于為所述試驗(yàn)平臺(tái)提供穩(wěn)定的直流電壓，輸入電壓為單相交流220V ；
[0006]控制柜，與所述可調(diào)直流穩(wěn)壓電源相連接，用于實(shí)現(xiàn)雙脈沖試驗(yàn)主電路原理、系統(tǒng)控制、電氣保護(hù)，所述控制柜上布置有可調(diào)電抗器、接觸器、繼電器、電阻器；
[0007]操縱臺(tái)，與所述控制柜相連接，為是雙脈沖試驗(yàn)的操作臺(tái)，在所述操縱臺(tái)的面板上布置有控制開(kāi)關(guān)、多位轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、按鈕、儀表、指示燈；
[0008]信號(hào)發(fā)生器，用于編輯和產(chǎn)生雙脈沖，根據(jù)不同電流等級(jí)的功率模塊的電流需求，編輯和產(chǎn)生不同脈寬的雙脈沖信號(hào)，從而為絕緣柵雙極晶閘管IGBT功率器件的驅(qū)動(dòng)板提供雙脈沖信號(hào)。
[0009]本發(fā)明提供的電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源為控制柜供電，控制柜從而可以實(shí)現(xiàn)雙脈沖試驗(yàn)主電路原理、系統(tǒng)控制、電氣保護(hù)，進(jìn)一步可以對(duì)電力機(jī)車、電動(dòng)車組牽引變流器和輔助變流器功率模塊進(jìn)行最大開(kāi)關(guān)能力試驗(yàn)驗(yàn)證；此外，通過(guò)在操縱臺(tái)的面板上布置有控制開(kāi)關(guān)、多位轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、按鈕、儀表、指示燈，從而可以對(duì)不同電壓等級(jí)、不同功率等級(jí)變流器產(chǎn)品的功率進(jìn)行試驗(yàn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的雙脈沖試驗(yàn)電氣原理不意圖。
[0011]圖2為圖1所示實(shí)施例中的脈沖示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的雙脈沖試驗(yàn)電氣原理示意圖，圖2為圖1所示實(shí)施例中的脈沖示意圖；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(jiǎn)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(yàn)時(shí)電壓的平穩(wěn)，L為負(fù)載電感，在圖1的電路模式中，用于下橋臂IGBT元件Τ2的試驗(yàn)，此時(shí)，上橋臂Tl元件通過(guò)在門極施加反向電壓使其永久關(guān)斷，試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生雙脈沖，出發(fā)IGBT元件Τ2，同時(shí)，采用示波器檢測(cè)和采集Vce、Vge2、Ic的信號(hào)波形，完成雙脈沖試驗(yàn)。負(fù)載電抗器L和雙脈沖波形根據(jù)不同功率模塊對(duì)最大開(kāi)關(guān)電流的要求數(shù)值，配合調(diào)整。根據(jù)試驗(yàn)后采集的電壓和電流波形，分析判斷功率模塊集成設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)電路、復(fù)合母排分布參數(shù)是否在技術(shù)要求之內(nèi)，判斷IGBT元件的最大開(kāi)關(guān)能力、開(kāi)關(guān)損耗等參數(shù)是否滿足技術(shù)要求。
[0015]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例中的電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)包括:
[0016]可調(diào)直流穩(wěn)壓電源31，用于為所述試驗(yàn)平臺(tái)提供穩(wěn)定的直流電壓，輸入電壓為單相交流220V ；
[0017]控制柜32，與所述可調(diào)直流穩(wěn)壓電源32相連接，用于實(shí)現(xiàn)雙脈沖試驗(yàn)主電路原理、系統(tǒng)控制、電氣保護(hù)，所述控制柜32上布置有可調(diào)電抗器M、接觸器、繼電器、電阻器Rl ；
[0018]操縱臺(tái)33，與所述控制柜32相連接，為是雙脈沖試驗(yàn)的操作臺(tái)，在所述操縱臺(tái)33的面板上布置有控制開(kāi)關(guān)、多位轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、按鈕、儀表、指示燈；
[0019]信號(hào)發(fā)生器34，用于編輯和產(chǎn)生雙脈沖，根據(jù)不同電流等級(jí)的功率模塊30的電流需求，編輯和產(chǎn)生不同脈寬的雙脈沖信號(hào)，從而為絕緣柵雙極晶閘管IGBT功率器件的驅(qū)動(dòng)板提供雙脈沖信號(hào)。
[0020]本發(fā)明提供的電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源31為控制柜32供電，控制柜32從而可以實(shí)現(xiàn)雙脈沖試驗(yàn)主電路原理、系統(tǒng)控制、電氣保護(hù)，進(jìn)一步可以對(duì)電力機(jī)車、電動(dòng)車組牽引變流器和輔助變流器功率模塊進(jìn)行最大開(kāi)關(guān)能力試驗(yàn)驗(yàn)證；此外，通過(guò)在操縱臺(tái)33的面板上布置有控制開(kāi)關(guān)331、多位轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)332、按鈕333、儀表334、指示燈335，從而可以對(duì)不同電壓等級(jí)、不同功率等級(jí)變流器產(chǎn)品的功率進(jìn)行試驗(yàn)。
[0021]進(jìn)一步地，在上述圖3所示實(shí)施例中，電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)還可以包括:預(yù)處理電路模塊(圖3中未示)，用于對(duì)所述可調(diào)直流穩(wěn)壓電源提供的電壓進(jìn)行整流、逆變、隔離、濾波處理，使所述輸入電壓變?yōu)榭烧{(diào)的直流穩(wěn)壓電源。
[0022]進(jìn)一步地，在上述圖3所示實(shí)施例中，所述可調(diào)直流穩(wěn)壓電源31的技術(shù)參數(shù)為:變換模式為交流-直流-交流-直流，標(biāo)稱功率為3kW，輸入電壓為AC220V/50HZ，輸出電壓為DC300V-4500V，穩(wěn)壓精度為 5%。
[0023]進(jìn)一步地，在上述圖3所示實(shí)施例中，所述可調(diào)電抗器321的技術(shù)參數(shù)為:標(biāo)稱電壓為AC3000V，標(biāo)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(jí)。
[0024]進(jìn)一步地，在上述圖3所示實(shí)施例中，所述信號(hào)發(fā)生器34的技術(shù)參數(shù)為:標(biāo)稱功率50W，工作電壓為AC220V/50HZ，工作頻率為1MHz，信號(hào)電平為5V，負(fù)載能力為0.5W，信號(hào)波形為可編輯，存儲(chǔ)容量為100Μ。
[0025]進(jìn)一步地，在上述圖3所示實(shí)施例中，所述電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)還包括:示波器35，用于在所述功率模塊完成試驗(yàn)時(shí)電壓、電流信號(hào)的波形采集、存儲(chǔ)和分析。
[0026]進(jìn)一步地，在上述圖3所示實(shí)施例中，所述示波器35的技術(shù)參數(shù)為:標(biāo)稱功率為100W,工作電壓為AC220V/50HZ，工作頻率為10MHz，信號(hào)電平為5V，負(fù)載能力為0.5W，信號(hào)波形為可編輯，存儲(chǔ)容量為100Μ。
[0027]進(jìn)一步地，在上述圖3所示實(shí)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(fā)提供的電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)，可以對(duì)電力機(jī)車、電動(dòng)車組牽引變流器和輔助變流器功率模塊進(jìn)行最大開(kāi)關(guān)能力試驗(yàn)驗(yàn)證，是功率模塊技術(shù)開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品研制和深層次研究不可缺少的試驗(yàn)項(xiàng)目和驗(yàn)證技術(shù)?？梢詰?yīng)用在不同電壓等級(jí)、不同功率等級(jí)變流器產(chǎn)品功率模塊的技術(shù)研究和產(chǎn)品研制中，其應(yīng)用基礎(chǔ)涉及工業(yè)、民用、鐵路、船舶等行業(yè)領(lǐng)域。
[0029]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)包括: 可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，用于為所述試驗(yàn)平臺(tái)提供穩(wěn)定的直流電壓，輸入電壓為單相交流22(^ ； 控制柜，與所述可調(diào)直流穩(wěn)壓電源相連接，用于實(shí)現(xiàn)雙脈沖試驗(yàn)主電路原理、系統(tǒng)控制、電氣保護(hù)，所述控制柜上布置有可調(diào)電抗器、接觸器、繼電器、電阻器； 操縱臺(tái)，與所述控制柜相連接，為是雙脈沖試驗(yàn)的操作臺(tái)，在所述操縱臺(tái)的面板上布置有控制開(kāi)關(guān)、多位轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、按鈕、儀表、指示燈； 信號(hào)發(fā)生器，用于編輯和產(chǎn)生雙脈沖，根據(jù)不同電流等級(jí)的功率模塊的電流需求，編輯和產(chǎn)生不同脈寬的雙脈沖信號(hào)，從而為絕緣柵雙極晶閘管I功率器件的驅(qū)動(dòng)板提供雙脈沖信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)還包括:預(yù)處理電路模塊，用于對(duì)所述可調(diào)直流穩(wěn)壓電源提供的電壓進(jìn)行整流、逆變、隔離、濾波處理，使所述輸入電壓變?yōu)榭烧{(diào)的直流穩(wěn)壓電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的技術(shù)參數(shù)為:變換模式為交流-直流-交流-直流，標(biāo)稱功率為3欣，輸入電壓為八(:2207/50112,輸出電壓為0(:3007-45007，穩(wěn)壓精度為5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述可調(diào)電抗器的技術(shù)參數(shù)為:標(biāo)稱電壓為…30007，標(biāo)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(jí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)生器的技術(shù)參數(shù)為:標(biāo)稱功率501，工作電壓為…2207/50?，工作頻率為10冊(cè)！2，信號(hào)電平為〖V，負(fù)載能力為0.51，信號(hào)波形為可編輯，存儲(chǔ)容量為1001。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一所述的電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)還包括: 示波器，用于在所述功率模塊完成試驗(yàn)時(shí)電壓、電流信號(hào)的波形采集、存儲(chǔ)和分析。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述示波器的技術(shù)參數(shù)為:標(biāo)稱功率為1001，工作電壓為…2207/50?，工作頻率為100冊(cè)！2，信號(hào)電平為〖V，負(fù)載能力為0.51，信號(hào)波形為可編輯，存儲(chǔ)容量為1001。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力機(jī)車功率模塊雙脈沖試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，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(hào)】G01R31/00GK104459379SQ201410665759
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】孫杰 申請(qǐng)人:中國(guó)北車集團(tuán)大同電力機(jī)車有限責(zé)任公司