專利名稱：一種逆變器電路的性能測試方法及測試裝置的制作方法
一種逆變器電路的性能測試方法及測試裝置技術領域
本發(fā)明屬于電子線路測試技術領域，具體地說，是涉及一種針對空調器產(chǎn)品中用 于驅動室外壓縮機運行的逆變器電路所提出的性能參數(shù)測試方法以及測試裝置。
背景技術：
隨著地球氣候的逐漸變暖以及人們生活水平的不斷提高，空調產(chǎn)品已逐步走進了 千家萬戶并且使用范圍日漸廣泛?，F(xiàn)有的空調產(chǎn)品一般都包括室內(nèi)機和室外機兩部分，其 中，設置在室外機中的壓縮機可以說是整個空調器制冷系統(tǒng)的動力核心，在空調器的制冷 回路中起到壓縮驅動制冷劑的作用，并通過熱功轉換達到制冷的效果。
在空調器室外機的電路設計中，對于壓縮機運行所需的三相交流電源通常是由逆 變器電路將直流電源逆變轉換生成的。由于壓縮機在實際應用過程中會運行在各種不同的 工況條件下，從而導致流過壓縮機的三相電流會發(fā)生很大的變化，而不同的電流對于逆變 器電路的參數(shù)會產(chǎn)生直接的影響，尤其是發(fā)熱問題。
基于此，研發(fā)人員在空調器的開發(fā)設計階段，需要檢測逆變器電路在不同負載條 件下的能力、效率、發(fā)熱量等參數(shù)，以判斷當前所設計出的逆變器電路是否可以滿足系統(tǒng)電 路的設計要求。通常情況下，為了獲得不同的負載，需要更換不同的壓縮機，并且需要調整 空調器整機的實驗工況來改變流過壓縮機的三相電流，以期能夠檢測出逆變器電路的邊界 條件。但是，更換壓縮機和調整實驗工況都是極其困難的工作，而且即便如此，也不一定能 夠真正達到逆變器電路的邊界條件，由此導致所獲取的逆變器電路參數(shù)不準確，對空調器 整機的可靠運行產(chǎn)生一定程度的影響。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種逆變器電路的性能測試方法，通過設計一套壓縮機模 擬電路來代替真正的壓縮機作為逆變器電路的負載，由此可以通過改變壓縮機模擬電路的 器件參數(shù)來方便地獲得不同的負載，以簡化逆變器電路的性能測試工作。
為解決上述技術問題，本發(fā)明的逆變器電路的性能測試方法采用以下技術方案予 以實現(xiàn)采用電感和電阻模擬壓縮機的三相繞組，設計一套壓縮機模擬電路；將所述壓縮機模擬電路作為逆變器電路的負載，連接到逆變器電路的交流輸出側； 改變所述壓縮機模擬電路中的電感和電阻的參數(shù)值，以獲得不同的負載；檢測逆變器電路在不同負載下的相關參數(shù)，完成對逆變器電路的性能測試。
進一步的，所述壓縮機模擬電路利用三條分別由電阻和電感串聯(lián)組成的串聯(lián)支路 模擬壓縮機的三相繞組，將三條串聯(lián)支路星形連接，以模擬出壓縮機的電氣特性，進而代替 壓縮機作為逆變器電路的負載，滿足對逆變器電路的性能測試要求。
為了方便獲得不同的負載，在每一條所述的串聯(lián)支路中電阻優(yōu)選采用變阻器，電 感優(yōu)選采用電抗器，通過改變變阻器的阻值和電感的參數(shù)值或者電感器件的串聯(lián)個數(shù)，以獲得不同的負載，滿足對逆變器電路的性能測試要求。
為了檢測逆變器電路在不同負載下的溫升情況，在所述逆變器電路中預埋感溫元件，通過感溫元件檢測不同負載下逆變器電路的發(fā)熱量，并通過不斷改變負載特性來測試出逆變器電路的邊界溫升，獲得逆變器電路的邊界條件。
進一步的，在對所述逆變器電路進行性能測試的過程中，交流輸入電源通過整流變換模塊為逆變器電路提供直流母線電壓；采集逆變器電路在不同負載下的相電流、線電壓以及交流輸入電源的輸入電壓和輸入電流，由此便可以計算出逆變器電路的輸出總功率和效率。
優(yōu)選的，所述交流輸入電源由調壓器將交流市電變壓轉換生成，利用調壓器將交流市電變壓生成所述的交流輸入電源，交流輸入電源的電壓范圍根據(jù)應用所述逆變器電路的電器設備所規(guī)定的電壓接入范圍確定。例如對于電源接入范圍在170疒250V之間的空調器產(chǎn)品來說，可以通過調壓器產(chǎn)生該電壓范圍的交流輸入電源，進而從一個方面模擬出空調器在實際使用過程中的工況條件，進一步滿足逆變器電路的性能測試要求。
基于上述逆變器電路的性能測試方法，本發(fā)明還提出了一種逆變器電路的性能測試裝置，包括一套由電阻和電感模擬壓縮機的三相繞組形成的壓縮機模擬電路以及電力監(jiān)測儀，所述壓縮機模擬電路作為負載連接在逆變器電路的交流輸出側，接收逆變器電路輸出的三相交流電源；所述電力監(jiān)測儀采集逆變器電路輸出的電流參數(shù)和電壓參數(shù)，用于生成逆變器電路的性能參數(shù)。
進一步的，在所述壓縮機模擬電路中包含有三條分別由電阻和電感串聯(lián)組成的串聯(lián)支路，三條串聯(lián)支路星形連接，模擬壓縮機的三相繞組，分別與逆變器電路的交流輸出側的三相端子對應連接。
為了方便獲得不同的負載，在所述壓縮機模擬電路中，電阻優(yōu)選采用變阻器，電感優(yōu)選采用電抗器，串聯(lián)在每條串聯(lián)支路中的電感器件的個數(shù)及其參數(shù)值應根據(jù)所要模擬的負載特性選擇確定。
為了檢測逆變器電路的發(fā)熱量參數(shù)，在所述逆變器電路中預埋有感溫元件，通過感溫元件檢測不同負載下逆變器電路的 發(fā)熱量，以獲得逆變器電路的溫升參數(shù)。采用這種設計方式還可以進一步檢測出逆變器電路的邊界溫升。
再進一步的，所述逆變器電路的直流輸入側連接整流變換模塊，接收整流變換模塊輸出的直流母線電壓；所述整流變換模塊的交流輸入側連接調壓器，接收調壓器輸出的不同幅值的交流輸入電源。
更進一步的，所述電力監(jiān)測儀連接調壓器的輸出端，采集交流輸入電源的輸入電壓和輸入電流，以用于對逆變器電路性能參數(shù)的計算。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是本發(fā)明根據(jù)空調壓縮機的特性設計了一套壓縮機模擬電路，代替真正的壓縮機作為逆變器電路的負載，應用在逆變器電路的性能測試過程中，由此一來，不僅解決了傳統(tǒng)測試方法需要安裝和更換壓縮機的麻煩，而且通過改變壓縮機模擬電路中的器件參數(shù)可以方便地獲得不同的負載，以滿足逆變器電路在不同負載下的性能測試要求。除此之外，采用這種測試方法還可以通過改變模擬電路的器件參數(shù)模擬出壓縮機在各種工況下的負載特性，由此便可以方便地控制逆變器電路達到邊界條件，獲得邊界參數(shù)，為研發(fā)人員的測試工作提供方便。
結合附圖閱讀本發(fā)明實施方式的詳細描述后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更 加清楚。


圖1是本發(fā)明所提出的逆變器電路的性能測試裝置中壓縮機模擬電路的一種實 施例的設計原理圖；圖2是壓縮機模擬電路的另外一種實施例的設計原理圖；圖3是本發(fā)明所提出的逆變器電路的性能測試裝置的一種實施例的整體架構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細地描述。
本實施例為了解決空調產(chǎn)品在研發(fā)測試階段，需要多次更換壓縮機并調整空調器 整機的實驗工況來滿足逆變器電路的性能測試要求，由此產(chǎn)生的測試難度大、邊界條件不 易達到的問題，創(chuàng)造性地提出了一種利用一套壓縮機模擬電路代替實際的壓縮機產(chǎn)品用于 逆變器電路的性能測試過程中，通過改變壓縮機模擬電路中的元器件參數(shù)，可以方便地獲 得不同的負載，由此不僅可以很好地滿足逆變器電路的各項測試要求，而且避免了更換壓 縮機的工序，降低了研發(fā)人員的測試難度。
基于以上設計思路，本實施例首先考慮空調壓縮機的負載特性。由于壓縮機的主 要電氣部分是星形連接的線圈，即三相繞組星形連接，而每相繞組都具有感量和阻值兩個 參數(shù)。感量和阻值的大小會直接影響到壓縮機以及為壓縮機供電的逆變器電路的UVW三相 電流，從而對逆變器電路的參數(shù)產(chǎn)生不同的影響。
基于壓縮機的上述電氣特性，本實施例采用電阻和電感模擬壓縮機的三相繞組， 設計一套壓縮機模擬電路，參見圖1所示。具體來講，可以利用三條分別由電阻和電感串聯(lián) 組成的串聯(lián)支路來模擬壓縮機的三相繞組，例如將電阻Ru和電感Lu串聯(lián)后模擬壓縮機的 U相繞組；將電阻Rv和電感Lv串聯(lián)后模擬壓縮機的V相繞組；將電阻Rw和電感Lw串聯(lián)后 模擬壓縮機的W相繞組。將三條串聯(lián)支路的其中一端連接在一起，另外一端分別與逆變器 電路的交流輸出側的三相接線端子U、V、W 一一對應連接，以模擬形成星形接法的壓縮機負 載。
將圖1所示的壓縮機模擬電路代替實際的壓縮機，應用在逆變器電路的性能測試 過程中，可以省去安裝壓縮機的工序，減輕測試人員的勞動強度。但是，考慮到壓縮機在不 同工況下運行時，其反映出的負載特性是完全不同的，因此，在對逆變器電路進行性能測試 的過程中，需要為逆變器電路提供不同的負載，以測試出逆變器電路在不同負載下的各項 參數(shù)。很顯然，采用圖1所示的壓縮機模擬電路構建方式并不能滿足為逆變器電路提供不 同負載的測試要求。
為了解決這一問題，本實施例提出了通過改變壓縮機模擬電路中每一條串聯(lián)支路 中的電阻器件和電感器件的參數(shù)值，來獲得不同負載的設計思路，由此不僅可以滿足逆變 器電路在性能測試過程中對不同負載的使用需求，而且可以使得測試工作變得更加簡單、 方便。
為了滿足上述設計要求，需要使壓縮機模擬電路中的電阻器件和電感器件的參數(shù)可調，即設計成如圖2所示的壓縮機模擬電路結構。由此一來，只需調節(jié)各電阻器件和電感器件的參數(shù)值，即可獲得不同的負載。
在實際電路設計過程中，對于參數(shù)可調的電阻器件來說，可以選用變阻器進行電路的具體設計，例如滑動變阻器或者電位計等；而對于電感器件來說，目前還沒有參數(shù)可調的單一產(chǎn)品。因此，為了達到調節(jié)壓縮機模擬電路的電感量的設計目的，本實施例采用在串聯(lián)支路中更換不同參數(shù)值的電感器件或者調整每一條串聯(lián)支路中電感器件的串聯(lián)個數(shù)的方式，來改變壓縮機模擬電路的電感特性，進而配合變阻器的阻值變化，形成不同的負載， 以模擬出壓縮機在不同工況下運行所呈現(xiàn)出的各種負載特性，完成對逆變器電路的性能測試任務。
圖3是基于本實施例所提出的壓縮機模擬電路構建形成的逆變器電路的 性能測試平臺(或稱測設裝置)。其中，Rl、R2、R3分別為串聯(lián)在三條串聯(lián)支路中的變阻器，優(yōu)選采用阻值范圍在O、Ω且支持30A電流的滑動變阻器；電感Lf L6優(yōu)選采用10mH/20A的電抗器，每條串聯(lián)支路中分別串聯(lián)兩個，且可以根據(jù)需要改變串聯(lián)的個數(shù)。將所述壓縮機模擬電路連接到逆變器電路的交流輸出側，具體可以通過在三相交流電源的傳輸線路中串聯(lián)插頭 ΖΓΖ3，進而采用插接的方式將壓縮機模擬電路接入到逆變器電路的輸出側，作為逆變器電路的測試負載。
對于逆變器電路工作所需的直流母線電壓Vdc，可以利用整流變換模塊將外部接入的交流市電轉換生成。為了能夠更加真實地模擬出逆變器電路在空調器室外機電路板上的實際運行情況，所述整流變換模塊優(yōu)選按照空調器室外機中所使用的整流變換模塊的電路設計方式進行一致性設計，具體包括整流電路和功率因數(shù)校正電路(PFC電路)兩部分，如圖3所示。其中，利用整流電路接收交流輸入電源，例如交流市電，并整流成直流電源后，輸出至功率因數(shù)校正電路進行PFC處理及升壓變換后，生成穩(wěn)定的直流電源傳輸至逆變器電路的直流輸入側，為逆變器電路提供直流母線電壓Vdc。
由于空調器在實際使用過程中，其允許接入的交流電源不會是一個定值，而是存在一定的電壓范圍，例如對于目前的某些空調器產(chǎn)品來說，允許接入170V 250V的交流電源，為了模擬出這種工況，本實施例優(yōu)選在整流變換模塊的交流輸入側連接調壓器，并通過調壓器外接交流市電。在對逆變器電路進行性能測試的過程中，可以通過調節(jié)所述調壓器的變壓比，進而將交流市電的幅值變換到電氣設備所允許接入的電壓范圍，例如170疒250V 的范圍內(nèi)，以滿足逆變器電路的測試要求。
為了獲得逆變器電路在不同負載下的各項參數(shù)指標，在本實施例的測試平臺上還設置有電力監(jiān)測儀，分別連接調壓器的輸出端以及逆變器電路的交流輸出側，以實現(xiàn)對交流輸入電源以及逆變器電路輸出的三相交流電源的電壓參數(shù)、電流參數(shù)以及功率參數(shù)的準確檢測。
下面以功率計作為所述的電力監(jiān)測儀為例，對逆變器電路的性能測試過程進行具體說明。
使用功率計的三路電壓檢測端子(可以是電夾)分別連接在逆變器電路的交流輸出側的UV相、UW相和VW相之間，檢測通過逆變器電路輸出的線電壓Ul、U3、U2 ;將功率計的三路電流檢測端子(例如電流互感器)分別串聯(lián)在逆變器電路的交流輸出側的三相電源線UVW中，以感應生成逆變器電路的相電流I1、12、13。
對于交流輸入電源的電壓和電流檢測，可以利用功率計的另外一路電壓檢測端子 連接在調壓器的輸出端之間，檢測交流輸入電源的輸入電壓U4;然后利用功率計的另外一 路電流檢測端子，優(yōu)選電流互感器，串聯(lián)在交流輸入電源的其中一條傳輸線路中，以感應出 交流輸入電源的輸入電流14。
所述功率計根據(jù)檢測到線電壓Ul、U2、U3和相電流I1、12、13可以計算出逆變器 電路的輸出總功率Wo ;利用檢測到的輸入電壓U4和輸入電流14可以計算出逆變器電路的 輸入總功率Wi。測試人員利用功率計提供的輸出總功率Wo和輸入總功率Wi即可計算出逆 變器電路的效率n=Wo/Wi。
對于逆變器電路在不同負載下的發(fā)熱量，可以采用在逆變器電路中預埋感溫元 件，通過感溫元件檢測逆變器電路的溫升，進而生成代表當前溫度的檢測信號傳輸至外部 的控制器，并通過控制器轉換成與之對應的溫度值，驅動顯示單元顯示給測試人員，以獲得 逆變器電路的溫升參數(shù)。
在本實施例中，所述感溫元件優(yōu)選采用熱電偶進行系統(tǒng)電路的設計，以簡化電路 結構，降低硬件成本。
改變壓縮機模擬電路中電阻和電感的參數(shù)值，為逆變器電路提供不同的負載。然 后，重新檢測各項參數(shù)，進而獲得逆變器電路在不同負載下的相電流、線電壓、輸出總功率、 效率、發(fā)熱量等參數(shù)指標，以滿足逆變器電路的性能測試要求。
由于通過本實施例所設計的壓縮機模擬電路可以模擬出實際壓縮機在任意工況 下的電氣特性，因此可以方便地檢測出逆變器電路的邊界條件，例如邊界溫升、最大輸出 電壓、最大輸出電流，最大輸出功率等，這些邊界條件的獲得對空調器研發(fā)人員來說具有非 常重要的意義，可以為空調器整機產(chǎn)品的研發(fā)提供指導性的作用。
在本實施例中,所述逆變器電路優(yōu)選采用智能功率模塊IPM (Intelligent Power Module)設計而成，在簡化電路設計、減小體積的同時，保證提供給壓縮機負載的三相交流電源穩(wěn)定、可靠。
當然，以上所述僅是本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，對于本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應 視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種逆變器電路的性能測試方法，其特征在于采用電感和電阻模擬壓縮機的三相繞組，設計一套壓縮機模擬電路；將所述壓縮機模擬電路作為逆變器電路的負載，連接到逆變器電路的交流輸出側；改變所述壓縮機模擬電路中的電感和電阻的參數(shù)值，以獲得不同的負載；檢測逆變器電路在不同負載下的相關參數(shù)，完成對逆變器電路的性能測試。
2.根據(jù)權利要求1所述的逆變器電路的性能測試方法，其特征在于在所述壓縮機模擬電路中包括三條分別由電阻和電感串聯(lián)組成的串聯(lián)支路，三條串聯(lián)支路星形連接，以模擬壓縮機的三相繞組。
3.根據(jù)權利要求2所述的逆變器電路的性能測試方法，其特征在于在每一條所述的串聯(lián)支路中電阻采用變阻器，通過改變變阻器的阻值和電感的參數(shù)值或者電感器件的串聯(lián)個數(shù)，以獲得不同的負載。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的逆變器電路的性能測試方法，其特征在于在所述逆變器電路中預埋感溫元件，通過感溫元件檢測不同負載下逆變器電路的發(fā)熱量，并測出逆變器電路的邊界溫升。
5.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的逆變器電路的性能測試方法，其特征在于在對所述逆變器電路進行性能測試的過程中，交流輸入電源通過整流變換模塊為逆變器電路提供直流母線電壓；采集逆變器電路在不同負載下的相電流、線電壓以及交流輸入電源的輸入電壓和輸入電流，以計算出逆變器電路的輸出總功率和效率。
6.根據(jù)權利要求5所述的逆變器電路的性能測試方法，其特征在于利用調壓器將交流市電變壓生成所述的交流輸入電源，交流輸入電源的電壓范圍根據(jù)應用所述逆變器電路的電器設備所規(guī)定的電壓接入范圍確定。
7.一種逆變器電路的性能測試裝置，其特征在于包括一套由電阻和電感模擬壓縮機的三相繞組形成的壓縮機模擬電路以及電力監(jiān)測儀，所述壓縮機模擬電路作為負載連接在逆變器電路的交流輸出側，接收逆變器電路輸出的三相交流電源；所述電力監(jiān)測儀采集逆變器電路輸出的電流參數(shù)和電壓參數(shù)，用于生成逆變器電路的性能參數(shù)。
8.根據(jù)權利要求7所述的逆變器電路的性能測試裝置，其特征在于在所述壓縮機模擬電路中包含有三條分別由電阻和電感串聯(lián)組成的串聯(lián)支路，三條串聯(lián)支路星形連接，模擬壓縮機的三相繞組，分別與逆變器電路的交流輸出側的三相端子對應連接。
9.根據(jù)權利要求8所述的逆變器電路的性能測試裝置，其特征在于在所述壓縮機模擬電路中，電阻為變阻器，串聯(lián)在每條串聯(lián)支路中的電感的個數(shù)及其參數(shù)值根據(jù)所要模擬的負載特性選擇確定。
10.根據(jù)權利要求7至9中任一項所述的逆變器電路的性能測試裝置，其特征在于在所述逆變器電路中預埋有感溫元件，通過感溫元件檢測不同負載下逆變器電路的發(fā)熱量， 獲得逆變器電路的溫升參數(shù)。
11.根據(jù)權利要求7至9中任一項所述的逆變器電路的性能測試裝置，其特征在于所述逆變器電路的直流輸入側連接整流變換模塊，接收整流變換模塊輸出的直流母線電壓； 所述整流變換模塊的交流輸入側連接調壓器，接收調壓器輸出的不同幅值的交流輸入電源。
12.根據(jù)權利要求11所述的逆變器電路的性能測試裝置，其特征在于所述電力監(jiān)測儀連接調壓 器的輸出端，采集交流輸入電源的輸入電壓和輸入電流，以用于對逆變器電路性能參數(shù)的計算。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種逆變器電路的性能測試方法及測試裝置，采用電感和電阻模擬壓縮機的三相繞組，設計一套壓縮機模擬電路；將所述壓縮機模擬電路作為逆變器電路的負載，連接到逆變器電路的交流輸出側；改變所述壓縮機模擬電路中的電感和電阻的參數(shù)值，以獲得不同的負載；檢測逆變器電路在不同負載下的相關參數(shù)，完成對逆變器電路的性能測試。本發(fā)明根據(jù)空調壓縮機的特性設計了一套壓縮機模擬電路，代替實際壓縮機作為逆變器電路的負載，應用在逆變器電路的性能測試過程中，由此不僅解決了傳統(tǒng)測試方法需要安裝和更換壓縮機的麻煩，而且通過改變壓縮機模擬電路中的器件參數(shù)可以方便地獲得不同的負載，以滿足逆變器電路在不同負載下的性能測試要求。
文檔編號G01R31/00GK102998568SQ201210515448
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權日2012年12月5日
發(fā)明者林曉慧 申請人:海信(山東)空調有限公司