一种混合式有载分接开关晶闸管模块的模拟试验装置的制作方法

本发明涉及模拟试验装置，更具体地，涉及一种混合式有载分接开关晶闸管模块的模拟试验装置。

背景技术

晶闸管辅助熄弧的混合式变压器有载分接开关，在普通油浸式有载分接开关的基础上增加晶闸管模块，在切换时由晶闸管模块代替机械触头续流，具有减少触头烧蚀和变压器油污染的优势。在混合式有载分接开关中，晶闸管模块是核心部件，发展其测试和选型的方法是非常有意义的。

晶闸管模块像开关一样通断电流，像闸门一样关停水流，它的核心作用就是一个字“闸”；所以晶闸管有两个状态，一个是导通状态，一个是截至状态；晶闸管的状态怎么改变，它有一个控制极，又叫触发极，给触发极加控制电压，就可使晶闸管的状态反转；不同材料、不同结构的晶闸管，控制极的控制电压的性质、幅度、宽度、作用都不一样。只有晶闸管阳极和门极同时承受正向电压时，晶闸管才能导通，两者缺一不可。晶闸管一旦导通后，门极将失去控制作用，门极电压对管子以后的导通与关断均不起作用，故门极控制电压只要是有一定宽度的正向脉冲电压即可，这个脉冲称为触发脉冲。要使已导通的晶闸管关断，必须使阳极电流降低到某一个数值以下。这可通过增加负载电阻降低阳极电流，使其接近于0。

因此，需要一种技术，以实现对混合式有载分接开关晶闸管模块进行模拟试验。

技术实现要素：

本发明技术方案提供了一种混合式有载分接开关晶闸管模块的模拟试验装置，以解决如何对混合式有载分接开关晶闸管模块进行模拟试验的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种混合式有载分接开关晶闸管模块的模拟试验装置，所述装置包括：滞环控制电流源模块、控制模块、数据采集模块和试品模块；

所述控制模块控制所述滞环控制电流源模块向所述试品模块施加测试电流；

所述数据采集模块采集所述滞环控制电流源模块和所述试品模块输出的信号，并将所述信号发送至所述控制模块；

所述控制模块根据所述数据采集模块发送的信号控制所述滞环控制电流源模块中的单相逆变h桥。

优选地，所述滞环控制电流源模块包括：依次相连的三相电源、整流电路、单相逆变h桥、隔离变压器和电容器组。

优选地，所述试品模块设置有混合式有载分接开关所用的晶闸管模块，所述晶闸管模块与所述滞环控制电流源模块的电容器组相连。

优选地，所述数据采集模块包括：测量探头和采集卡，所述测量探头分别与所述滞环控制电流源模块的电容器组、所述试品模块的晶闸管模块和所述采集卡相连。

优选地，所述测量探头采集电压信号和电流信号。

优选地，所述控制模块包括：主控制器和控制板；所述控制板分别与所述单相逆变h桥和所述主控制器相连，所述主控制器与功率分析仪相连。

优选地，所述主控制器为双通道任意波形发生器，所述控制板包括数字信号处理器和现场可编程门阵列。

本发明技术方案提供了一种混合式有载分接开关晶闸管模块的模拟试验装置，装置包括：滞环控制电流源模块、控制模块、数据采集模块和试品模块。滞环控制电流源模块由控制模块控制向试品模块施加测试电流；本发明技术方案通过控制模块接收所述数据采集模块的信息并控制滞环控制电流源模块中的单相逆变h桥，数据采集模块采集滞环控制电流源模块和试品模块输出的信号。本发明提供的模拟试验装置，所需的设备少，功能可根据需求自行添加，具有更强的适用性。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明优选实施方式的一种混合式有载分接开关晶闸管模块的模拟试验装置结构示意图；

图2为根据本发明优选实施方式的一种混合式有载分接开关晶闸管模块的模拟试验装置简化电路示意图；以及

图3为根据本发明优选实施方式的一种混合式有载分接开关晶闸管模块的模拟试验装置结构示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本发明优选实施方式的一种混合式有载分接开关晶闸管模块的模拟试验装置结构示意图。本发明实施方式提供了一种混合式有载分接开关晶闸管模块的模拟试验装置，装置包括：滞环控制电流源模块101、控制模块102、数据采集模块103和试品模块104。滞环控制电流源模块101由控制模块102控制向试品模块施加测试电流。本申请通过控制模块102接收所述数据采集模块103的信息并控制滞环控制电流源模块101中的单相逆变h桥，数据采集模块103采集滞环控制电流源模块101和试品模块104输出的信号。如图1所示，一种混合式有载分接开关晶闸管模块的模拟试验装置，装置包括：滞环控制电流源模块101、控制模块102、数据采集模块103和试品模块104。

控制模块102控制滞环控制电流源模块101向试品模块104施加测试电流。

数据采集模块103采集滞环控制电流源模块101和试品模块104输出的信号，并将信号发送至控制模块102。

控制模块102根据数据采集模块103发送的信号控制滞环控制电流源模块101中的单相逆变h桥。

优选地，滞环控制电流源模块101包括：依次相连的三相电源、整流电路、单相逆变h桥、隔离变压器和电容器组。

优选地，试品模块104设置有混合式有载分接开关所用的晶闸管模块，晶闸管模块与滞环控制电流源模块的电容器组相连。

优选地，数据采集模块103包括：测量探头和采集卡，测量探头分别与滞环控制电流源模块101的电容器组、试品模块的晶闸管模块和采集卡相连。

优选地，数据采集模块103通过测量探头采集电压信号和电流信号。

优选地，控制模块102包括：主控制器和控制板；控制板分别与单相逆变h桥和主控制器相连，主控制器与功率分析仪相连。

优选地，主控制器为双通道任意波形发生器，控制板包括数字信号处理器和现场可编程门阵列。本申请中，主控制器为ni的pxie，控制板采用dsp和fpga组合的控制板卡。

图2为根据本发明优选实施方式的一种混合式有载分接开关晶闸管模块的模拟试验装置简化电路示意图。

本申请中，380v的三相电源输入电流源模块，经整流后，控制单相逆变h桥输出指定幅值的电流波形，经隔离变压器后，由电容器组支撑电源模块的电压，并输出给被试晶闸管模块。测量探头测量晶闸管模块阴阳极之间的电压、主回路的电流、触发回路的电流以及门极与阴极之间的电压，测量探头测得的电压、电流信号经采集卡转换成数字信号传递给主控制器，由主控制器进行信号的分析，提取相关的特征量。

图3为根据本发明优选实施方式的一种混合式有载分接开关晶闸管模块的模拟试验装置结构示意图。本申请一种混合式有载分接开关晶闸管模块的模拟试验装置，装置包括：可调电源、触发电源、试品模块和测量模块；可调电源向试品模块施加电流和电压；触发电源向试品模块提供触发电流；试品模块由反并联的两只晶闸管及其外围电路组成；测试模块包括电流探头和差分电压探头。

可调电源可调节施加到晶闸管上的电流和电压，模拟通态平均电流和正向/反向峰值电压。

触发电源由分别向晶闸管scr1和scr2提供触发电流的触发电源1和触发电源2组成。

试品模块由晶闸管scr1、scr2，门极限流电阻r1、r2，门极保护二极管d1、d2组成。

测试模块包括测量晶闸管泄漏电流的电流探头a1和a2，以及测量晶闸管通态压降的差分电压探头v1和v2。

晶闸管模块测试的方法包括以下步骤：

(1)连接晶闸管模块和可调电源、触发电源以及；

(2)设定变频电源输出电压、电流以及频率，开始输出，升压；

(3)输出电压、电流达到设定值后，开始测量，采集换流变压器电压、电流信号；

(4)工控机接收采集的电压信号及电流信号，计算换流变压器在该次谐波下的损耗以及等效阻抗；

(5)重复(1)～(4)，完成50hz～2500hz内各次谐波下换流变压器的损耗和等效阻抗；

(6)计算各次谐波下的损耗，并绘制谐波损耗曲线。

本申请提供的一种混合式有载分接开关晶闸管模块的模拟试验装置，的滞环控制电流源模块可模拟晶闸管模块在混合式有载分接开关中的工况，相比采用变压器法或谐振法的试验回路，所需的设备少，更灵活。本申请采用ni的pxie结合适配的采集卡，可在nilabview环境下开发针对性的采集和信号处理程序，功能可根据需求自行添加，具有更强的适用性。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。