一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機車供電系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置及方法。在變流裝置的生產(chǎn)檢驗中，如果按照變流裝置的參數(shù)要求進行全功率測試，需要配置如此的大功率、高電壓、大電流的交流供電電源，并且還要配置大功率的負載進行功率消耗。這樣既不安全，而且測試設(shè)備的加工制作以及測試過程中的電能消耗的花費也非常巨大。本發(fā)明的一種具體實施例提供一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置，包括：電壓測試模塊、電流測試模塊、風機、PLC信號采集及控制單元、移相觸發(fā)電路、控制鍵盤和上位機。
【專利說明】
一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機車供電系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]我國鐵路機車目前大量使用的分為內(nèi)燃機車和電力機車。內(nèi)燃機車工作時，由柴油機驅(qū)動主發(fā)電機發(fā)電，通過變流裝置整流，然后向牽引電動機供電使其旋轉(zhuǎn)，最后通過齒輪傳動驅(qū)動機車行駛。電力機車工作時，會將接觸網(wǎng)上的單相高壓交流電通過牽引變壓器降壓，然后通過由硅整流元件或晶閘管組成的變流裝置將單相交流電變換為直流電，供給牽引電動機，最后通過齒輪傳動驅(qū)動機車行駛。
[0003]目前，各個型號的機車所使用的變流裝置的功率均非常巨大，單個裝置的額定功率約為1700KW-3200KW，額定輸入電壓約為1000V-2100V，額定輸出電壓約為1000V-1600V，額定輸出電流約為1700A-5100A。
[0004]因此，在變流裝置的生產(chǎn)檢驗中，如果按照變流裝置的參數(shù)要求進行全功率測試，需要配置如此的大功率、高電壓、大電流的交流供電電源，并且還要配置大功率的負載進行功率消耗。這樣既不安全，而且測試設(shè)備的加工制作以及測試過程中的電能消耗的花費也非常巨大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置及方法。
[0006]本發(fā)明的一種具體實施例提供一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置，包括:電壓測試模塊、電流測試模塊、風機、PLC信號采集及控制單元、移相觸發(fā)電路、控制鍵盤和上位機；
[0007]所述電壓測試模塊及電流測試模塊的輸入接口與供電系統(tǒng)的輸出接口連接，在電壓測試模塊及電流測試模塊的測試回路與供電系統(tǒng)之間設(shè)置有感應(yīng)調(diào)壓器，用于電壓和電流測試時調(diào)節(jié)到所需的額定輸入電壓，所述電壓測試模塊及電流測試模塊都和移相觸發(fā)電路及PLC信號采集及控制單元相連；
[0008]所述PLC信號采集及控制單元，用于采集感應(yīng)調(diào)壓器輸出的交流電信號，以控制所述PLC信號采集及控制單元將所述的供電系統(tǒng)輸出的交流電調(diào)節(jié)為電壓測試模塊及電流測試模塊指定的電壓和電流；還用于測試時，采集各個回路上設(shè)置的電壓和電流互感器信號，對感應(yīng)調(diào)壓器和待測變流裝置的輸入、輸出端以及對電壓測試模塊高電壓狀態(tài)、電流測試模塊大電流狀態(tài)進行監(jiān)測和控制。
[0009]所述PLC信號采集及控制單元接入到供電系統(tǒng)，并與上位機和控制鍵盤連接。
[0010]所述PLC信號采集及控制單元與上位機和控制鍵盤連接，可對機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置的實施多種模式的監(jiān)測和控制，包括現(xiàn)場的監(jiān)測和控制，以及遠程監(jiān)測和控制。
[0011]進一步，所述電壓測試模塊由升壓變壓器、待測變流裝置以及負載電阻組成。
[0012]進一步，所述電流測試模塊由降壓變壓器、待測變流裝置以及電流分流器組成。
[0013]進一步，所述風機通過風機回路和供電系統(tǒng)連接，其中，在風機之前還設(shè)置有變頻器。
[0014]進一步，所述移相觸發(fā)電路同步信號輸入端之前還設(shè)置有同步信號變壓器。
[0015]進一步，所述待測變流裝置內(nèi)置有半導(dǎo)體元件。
[0016]進一步，所述PLC信號采集及控制單元接入到額定220V電壓供電系統(tǒng)。
[0017]進一步，所述移風機通過風機回路接入到額定380V電壓供電系統(tǒng)。
[0018]本發(fā)明實施例還提供一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試方法，包括:控制鍵盤或上位機向PLC信號采集及控制單元輸入電壓測試模塊及電流測試模塊所需參數(shù)并發(fā)送控制指令；
[0019]所述PLC信號采集及控制單元接受控制指令中的控制參數(shù)將供電系統(tǒng)提供的交流電通過感應(yīng)調(diào)壓器調(diào)至到電壓測試模塊及電流測試模塊指定的電壓和電流；
[0020]所述移相觸發(fā)電路通過移相觸發(fā)信號對待測變流裝置的輸入端的交流電進行控制；
[0021]上位機接收PLC傳來的數(shù)據(jù)，并經(jīng)過計算，對測試模式、測試參數(shù)、移相觸發(fā)信號、感應(yīng)調(diào)壓器進行設(shè)置和控制，完成整個過程的測試。
[0022]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0023]1、對機車大功率待測變流裝置進行測試時，分別進行高電壓狀態(tài)和大電流狀態(tài)的測試，電流測試時同時控制風機開啟，對待測變流裝置內(nèi)的半導(dǎo)體元件進行強迫風冷散熱。
[0024]2、通過PLC采集各種信號進行顯示和控制，通過移相觸發(fā)電路對晶閘管觸發(fā)角進行控制。
[0025]3、所述PLC信號采集及控制單元與上位機和控制鍵盤連接，可對機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置實施多種模式的監(jiān)測和控制，包括現(xiàn)場的監(jiān)測和控制，以及遠程監(jiān)測和控制。降低了操作的安全隱患。
[0026]4、減小了測試裝置的購置費用和測試過程中的電能消耗，具有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明的機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明的機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置實施例一的原理框架圖
[0029]圖3是發(fā)明的機車大功率變流系統(tǒng)的測試測試方法施例一的原理框架圖

【具體實施方式】
[0030]為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0031]參見圖1，該圖為本發(fā)明提供的機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]本發(fā)明提供了一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置，包括:電壓測試模塊、電流測試模塊、風機、PLC信號采集及控制單元、移相觸發(fā)電路、控制鍵盤和上位機；
[0033]所述電壓測試模塊及電流測試模塊的輸入接口與供電系統(tǒng)的輸出接口連接，在電壓測試模塊及電流測試模塊的測試回路與供電系統(tǒng)之間設(shè)置有感應(yīng)調(diào)壓器，用于電壓和電流測試時調(diào)節(jié)到所需的額定輸入電壓，所述電壓測試模塊及電流測試模塊都和移相觸發(fā)電路及PLC信號采集及控制單元相連；
[0034]所述PLC信號采集及控制單元，用于采集感應(yīng)調(diào)壓器輸出的交流電信號，以控制所述PLC信號采集及控制單元將所述的供電系統(tǒng)輸出的交流電調(diào)節(jié)為電壓測試模塊及電流測試模塊指定的電壓和電流；還用于測試時，采集各個回路上設(shè)置的電壓和電流互感器信號，對感應(yīng)調(diào)壓器和待測變流裝置的輸入、輸出端以及對電壓測試模塊高電壓狀態(tài)、電流測試模塊高電流狀態(tài)進行監(jiān)測和控制。
[0035]所述PLC信號采集及控制單元接入到供電系統(tǒng)，并與上位機和控制鍵盤連接。
[0036]參見圖2，該圖為本發(fā)明提供的機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置的實施例一的原理框架圖。
[0037]本發(fā)明的實施例中以供電系統(tǒng)輸出380VAC為例進行說明，單相380VAC電源通過感應(yīng)調(diào)壓器分別接入到電壓測試回路，電流測試回路，移相觸發(fā)電路的同步信號變壓器。
[0038]進行電壓試驗時，通過感應(yīng)調(diào)壓器對380VAC電進行調(diào)節(jié)，然后升壓變壓器將調(diào)節(jié)后的交流電變?yōu)榇郎y變流裝置所需的1000V-2100V的額定輸入電壓，最后接入待測變流裝置進行試驗，待測變流裝置直流輸出端接入一個波紋電阻以消耗功率。
[0039]進行電流試驗時，通過感應(yīng)調(diào)壓器對380VAC電進行調(diào)節(jié)，然后降壓變壓器將調(diào)節(jié)后的交流電變?yōu)榇郎y變流裝置所需的1700A-5100A額定電流，最后接入待測變流裝置進行試驗，待測變流裝置直流輸出端接入一個分流器以消耗功率。
[0040]三相380VAC電源通過變頻器接入到風機。開始進行電流試驗時，同時會打開風機回路，以便對待測變流裝置內(nèi)的半導(dǎo)體元件進行風冷強迫散熱。風機的風速由變頻器進行調(diào)節(jié)，可以根據(jù)不同型號變流裝置通風的不同要求，使待測變流裝置內(nèi)部風道通過不同速度的風。
[0041]機車大功率變流裝置內(nèi)晶閘管的觸發(fā)角由移相觸發(fā)電路進行控制。移相觸發(fā)電路首先采集感應(yīng)調(diào)壓器輸出的交流電的相位信號，轉(zhuǎn)換后輸入到單片機內(nèi)。單片機同時采集由控制鍵盤和PLC傳來的移相控制信號。單片機經(jīng)過計算后，輸出移相觸發(fā)信號給待測變流裝置內(nèi)晶閘管的驅(qū)動電路，完成對晶閘管的驅(qū)動和控制。
[0042]進行測試時，通過各個回路上設(shè)置的電壓和電流互感器對感應(yīng)調(diào)壓器和待測變流裝置的輸入、輸出端進行監(jiān)測，并將采集到的電壓、電流信號送到PLC進行處理和顯示。通過控制鍵盤或上位機，可以對測試模式(電壓測試或者電流測試)、測試參數(shù)(電壓、電流)、移相觸發(fā)信號、繼電器、感應(yīng)調(diào)壓器等進行監(jiān)測和控制。
[0043]以上事實例具有以下的優(yōu)點:
[0044]1、對機車大功率變流裝置進行測試時，分別進行高電壓狀態(tài)和大電流狀態(tài)的測試，電流測試時同時控制風機開啟，對待測變流裝置內(nèi)的半導(dǎo)體元件進行強迫風冷散熱。
[0045]2、通過PLC采集各種信號進行顯示和控制，通過移相觸發(fā)電路對晶閘管觸發(fā)角進行控制。
[0046]3、所述PLC信號采集及控制單元與上位機和控制鍵盤連接，可對機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置的實施多種模式的監(jiān)測和控制，包括現(xiàn)場的監(jiān)測和控制，以及遠程監(jiān)測和控制。降低了操作的安全隱患。
[0047]4、減小了測試裝置的購置費用和測試過程中的電能消耗，具有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢。
[0048]參見圖3，該圖為本發(fā)明的機車大功率變流系統(tǒng)的測試測試方法施例一的原理框架圖。
[0049]本實施例提供的測試方法包括:
[0050]控制鍵盤或上位機向PLC信號采集及控制單元輸入電壓測試模塊及電流測試模塊所需參數(shù)并發(fā)送控制指令；
[0051]所述PLC信號采集及控制單元接受控制指令中的控制參數(shù)將供電系統(tǒng)提供的交流電通過感應(yīng)調(diào)壓器調(diào)至到電壓測試模塊及電流測試模塊指定的電壓和電流；
[0052]所述移相觸發(fā)電路通過移相觸發(fā)信號對待測變流裝置的輸入端的交流電進行控制；
[0053]上位機接收PLC傳來的數(shù)據(jù)，并經(jīng)過計算，遠程完成對測試模式、測試參數(shù)、移相觸發(fā)信號、感應(yīng)調(diào)壓器進行設(shè)置和控制。
[0054]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而己，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明己以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置，其特征在于，包括電壓測試模塊、電流測試模塊、風機、PLC信號采集及控制單元、移相觸發(fā)電路、控制鍵盤和上位機； 所述電壓測試模塊及電流測試模塊的輸入接口與供電系統(tǒng)的輸出接口連接，在電壓測試模塊及電流測試模塊的測試回路與供電系統(tǒng)之間設(shè)置有感應(yīng)調(diào)壓器，用于電壓和電流測試時調(diào)節(jié)到所需的額定輸入電壓，所述電壓測試模塊及電流測試模塊都和移相觸發(fā)電路及PLC信號采集及控制單元相連； 所述PLC信號采集及控制單元，用于采集感應(yīng)調(diào)壓器輸出的交流電信號，以控制所述PLC信號采集及控制單元將所述的供電系統(tǒng)輸出的交流電調(diào)節(jié)為電壓測試模塊及電流測試模塊指定的電壓和電流；還用于測試時，采集各個回路上設(shè)置的電壓和電流互感器的信號，對感應(yīng)調(diào)壓器和待測變流裝置的輸入、輸出端以及對電壓測試模塊高電壓狀態(tài)、電流測試模塊高電流狀態(tài)進行監(jiān)測和控制； 所述PLC信號采集及控制單元接入到供電系統(tǒng)，并與上位機和控制鍵盤連接。 所述PLC信號采集及控制單元與上位機和控制鍵盤連接，可對機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置的實施多種模式的監(jiān)測和控制，包括現(xiàn)場的監(jiān)測和控制，以及遠程監(jiān)測和控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置，其特征在于，所述電壓測試模塊由升壓變壓器、待測變流裝置以及負載電阻組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置，其特征在于，所述電流測試模塊由降壓變壓器、待測變流裝置以及電流分流器組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置，其特征在于，所述風機通過風機回路和供電系統(tǒng)連接，其中，在風機之間前還設(shè)置有變頻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置，其特征在于，所述移相觸發(fā)電路同步信號輸入端之前還設(shè)置有同步信號變壓器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置，其特征在于，所述待測變流裝置內(nèi)置有半導(dǎo)體元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置，其特征在于，所述PLC信號采集及控制單元接入到額定220VAC電壓供電系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置，其特征在于，所述風機通過風機回路接入到額定380VAC電壓供電系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置，其特征在于，所述PLC信號采集及控制單元與上位機和控制鍵盤連接，可對機車大功率變流系統(tǒng)的測試裝置的實施多種模式的監(jiān)測和控制，包括現(xiàn)場的監(jiān)測和控制，以及遠程監(jiān)測和控制。
10.一種機車大功率變流系統(tǒng)的測試方法，其特征在于，對機車大功率變流裝置進行測試時，分別進行高電壓狀態(tài)和大電流狀態(tài)的測試。 所述控制鍵盤或上位機向PLC信號采集及控制單元輸入電壓測試模塊或電流測試模塊所需參數(shù)并發(fā)送控制指令； 所述PLC信號采集及控制單元接受控制指令中的控制參數(shù)將供電系統(tǒng)提供的交流電通過感應(yīng)調(diào)壓器調(diào)節(jié)至電壓測試模塊及電流測試模塊指定的電壓和電流； 所述移相觸發(fā)電路通過移相觸發(fā)信號對待測變流裝置的輸入端的交流電進行控制； 上位機接收PLC傳來的數(shù)據(jù)，并經(jīng)過計算,遠程完成對測試模式、測試參數(shù)、移相觸發(fā)信號、感應(yīng)調(diào)壓器進行設(shè)置和控制。
【文檔編號】G01R31/40GK104133181SQ201410356315
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】杜濟, 杜朋, 趙昱, 張朝山 申請人:西安開天電力電子技術(shù)有限公司