交直交直四端口电力电子装置失效性能测试电路和方法与流程

技术特征：
1.一种交直交直四端口电力电子装置失效性能测试电路，待测电力电子装置z1包括从端口u11、主端口u12、主端口u13、主端口u14，其特征在于，包括与所述待测电力电子装置相同的陪试装置z2、温度传感器、温度记录仪、功率分析仪和多根连接电缆；所述陪试装置z2包括从端口u21、主端口u22、主端口u23、主端口u24；所述待测电力电子装置z1的从端口u11的输入端通过变压器t1与交流电网连接，输出端分别与主端口u12、主端口u13、主端口u14的输入端连接，主端口u12、主端口u13、主端口u14的输出端分别与陪试装置z2的主端口u22、主端口u23、主端口u24的输出端连接，主端口u22、主端口u23、主端口u24的输入端与从端口u21的输出端连接，从端口u21的输入端通过变压器t2与交流电网连接；所述待测电力电子装置z1的从端口u11、主端口u12、主端口u13、主端口u14上均设置有温度传感器，所述温度传感器的输出端与所述温度记录仪连接；所述从端口u11的输入端设置有第一电压电流探头，所述主端口u12、主端口u13、主端口u14的输出端设置有第二电压电流探头；所述第一电压电流探头和第二电压电流探头的输出端与所述功率分析仪连接。2.根据权利要求1所述一种交直交直四端口电力电子装置失效性能测试电路，其特征在于，还包括控制开关s11和控制开关s21，所述控制开关s11设置在所述待测电力电子装置的从端口的输入端与变压器t1之间，所述控制开关s21设置在所述陪试装置的从端口的输入端与变压器t2之间。3.根据权利要求1所述一种交直交直四端口电力电子装置失效性能测试电路，其特征在于，还包括控制开关s12、控制开关s22、控制开关s12、控制开关s23、控制开关s14、控制开关s24，所述待测电力电子装置的主端口u12的输出端通过控制开关s12、连接电缆、控制开关s22与所述陪试装置的主端口u22连接；所述待测电力电子装置的主端口u13的输出端通过控制开关s13、连接电缆、控制开关s23与所述陪试装置的主端口u23连接；所述待测电力电子装置的主端口u14的输出端通过控制开关s14、连接电缆、控制开关s24与所述陪试装置的主端口u24连接。4.一种交直交直四端口电力电子装置失效性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
①
、测试待测电力电子装置z1的从端口u11和其中一个主端口u12效率时，使待测电力电子装置z1的从端口u11输入端连接变压器t1，输出端经主端口u12与陪试装置z2的主端口u22连接，主端口u13、主端口u14与陪试装置z2的主端口u23、主端口u24之间断开，陪试装置z2的从端口u21输入端与变压器t2的输出端连接；然后控制待测电力电子装置z1的从端口u11按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相位的高频方波信号，控制主端口u12的控制策略为对端口的电流进行闭环控制；控制陪试装置z2的主端口u22保持控制输出电压的方式；控制待测电力电子装置z1的主端口u12输出不同的电流，通过多次取点测试，获得不同功率等级下的效率曲线；同时测量温升曲线；
②
、测试待测电力电子装置z1的主端口u12和主端口u13效率时，使待测电力电子装置z1的从端口u11的输入端连接变压器t1，待测电力电子装置z1的从端口u11的输出端经主端口u12与陪试装置z2的主端口u22连接，从端口u11的输出端经主端口u13与陪试装置z2的对应主端口连接，主端口u14与陪试装置z2的主端口u24断开；陪试装置z2的从端口输入端与连接变压器t2；然后控制从端口u11按照原有控制策略控制内部母线电压或者输出固定相
位的高频方波信号，主端口u12和u13的控制策略由原来的闭环控制输出电压改为对端口的电流进行闭环控制，同时控制主端口u12和u13的电流指令值大小相同，方向相反；陪试装置z2的主端口u22和主端口u23保持原来的闭环控制输出电压模式，陪试装置z2的从端口u21的控制方式与从端口u11端口一样，控制待测电力电子装置z1的主端口u12输出不同的电流，通过多次取点测试，获得不同功率等级下的效率曲线；同时测量温升曲线；
③
、测试待测电力电子装置z1的从端口u11以及主端口u12和主端口u13的效率时，使待测电力电子装置z1的从端口u11的输入端连接变压器t1，待测电力电子装置z1的从端口u11的输出端经主端口u12与陪试装置z2的主端口u22连接，从端口u11的输出端经主端口u13与陪试装置z2的对应主端口连接，主端口u14与陪试装置z2的主端口u24断开；陪试装置z2的从端口输入端与连接变压器t2；然后控制主端口u12和主端口u13的控制策略由原来的闭环控制输出电压改为对端口的电流进行闭环控制；控制主端口u22和主端口u23保持闭环控制输出电压的方式，陪试装置z2的从端口u21的控制方式与从端口u11端口一样，控制待测电力电子装置z1的主端口u12和u13输出不同的电流，通过多次取点测试，获得不同功率等级下的效率曲线；同时测量温升曲线；
④
、测试待测电力电子装置z1的主端口u12、主端口u13和主端口u14的效率时，使待测电力电子装置z1的从端口u11的输入端连接变压器t1，待测电力电子装置z1的从端口u11的输出端经主端口u12与陪试装置z2的主端口u22连接，从端口u11的输出端经主端口u13与陪试装置z2的对应主端口连接，从端口u11的输出端经主端口u14与陪试装置z2的主端口u24断开；陪试装置z2的从端口输入端与连接变压器t2；然后控制主端口u12、主端口u13、主端口u14的控制策略由原来的闭环控制输出电压改为对端口的电流进行闭环控制；控制主端口u22、主端口u23、主端口u24保持闭环控制输出电压的方式，陪试装置z2的从端口u21的控制方式为与从端口u11端口一样，控制待测电力电子装置z1的主端口u12、主端口u13、主端口u14的电流，使其功率之和为零，通过多次取点测试，获得不同功率等级下的效率曲线；同时测量温升曲线；
⑤
、测试待测电力电子装置z1的从端口u11、主端口u12、主端口u13和主端口u13的效率时，使待测电力电子装置z1的从端口u11的输入端连接变压器t1，待测电力电子装置z1的从端口u11的输出端经主端口u12与陪试装置z2的主端口u22连接，从端口u11的输出端经主端口u13与陪试装置z2的对应主端口连接，从端口u11的输出端经主端口u14与陪试装置z2的主端口u24断开；陪试装置z2的从端口输入端与连接变压器t2；然后控制主端口u12、主端口u13、主端口u14的控制策略由原来的闭环控制输出电压改为对端口的电流进行闭环控制；控制主端口u22、主端口u23、主端口u24保持闭环控制输出电压的方式，陪试装置z2的从端口u21的控制方式为与从端口u11端口一样，控制待测电力电子装置z1的主端口u12、主端口u13、主端口u14的电流，使其功率的绝对值之和小于从端口u11的功率容量，通过多次取点测试，获得不同功率等级下的效率曲线；同时测量温升曲线。5.根据权利要求4所述的一种交直交直四端口电力电子装置失效性能测试方法，其特征在于，所述步骤
①
中，效率计算公式为：其中，η表示效率，p
u12
表示主端口u12的输出端测量到的功率值，p
u11
表示从端口u11的
输入端测量到的功率值。6.根据权利要求4所述的一种交直交直四端口电力电子装置失效性能测试方法，其特征在于，所述步骤
②
中，效率计算公式为：其中，η表示效率，p
u12
表示主端口u12的输出端测量到的功率值，p
u13
表示主端口u13的输出端测量到的功率值，p
u11
表示从端口u11的输入端测量到的功率值。7.根据权利要求4所述的一种交直交直四端口电力电子装置失效性能测试方法，其特征在于，所述步骤
③
中，效率计算公式为：其中，η表示效率，p
u12
表示主端口u12的输出端测量到的功率值，p
u13
表示主端口u13的输出端测量到的功率值，p
u11
表示从端口u11的输入端测量到的功率值。8.根据权利要求4所述的一种交直交直四端口电力电子装置失效性能测试方法，其特征在于，所述步骤
④
中，效率计算公式为：其中，η表示效率，p
u12
表示主端口u12的输出端测量到的功率值，p
u13
表示主端口u13的输出端测量到的功率值，p
u14
表示主端口u14的输出端测量到的功率值，p
u11
表示从端口u11的输入端测量到的功率值。9.根据权利要求4所述的一种交交直四端口电力电子装置的温升及效率测试方法，其特征在于，所述步骤
⑤
中，效率计算公式为：其中，η表示效率，p
u12
表示主端口u12的输出端测量到的功率值，p
u13
表示主端口u13的输出端测量到的功率值，p
u14
表示主端口u14的输出端测量到的功率值，p
u11
表示从端口u11的输入端测量到的功率值。

技术总结
本发明属于电力电子变换器技术领域，尤其涉及交直交直四端口电力电子装置的效率和温升测试电路和方法。装置包括与所述待测电力电子装置相同的陪试装置Z2、温度传感器、温度记录仪、功率分析仪和多根连接电缆；待测电力电子装置Z1的从端口U11的输入端通过变压器T1与交流电网连接，输出端分别与主端口U12、主端口U13、主端口U14的输入端连接，主端口U12、主端口U13、主端口U14的输出端分别与陪试装置Z2的主端口U22、主端口U23、主端口U24的输出端连接，主端口U22、主端口U23、主端口U24的输入端与从端口U21的输出端连接，从端口U21的输入端通过变压器T2与交流电网连接。本发明结构简单，检测方便，降低了试验的难度。降低了试验的难度。降低了试验的难度。


技术研发人员：冯高辉 布朋生 田原 曹建文 张胜达 袁晓明 刘继全 曹兴 郭大武 马亚丽
受保护的技术使用者：山西天地煤机装备有限公司
技术研发日：2022.08.16
技术公布日：2022/11/18