一种链式逆变系统链节老化测试装置及方法

专利名称：一种链式逆变系统链节老化测试装置及方法
技术领域：
本发明涉及电能质量治理领域相关设备平台，属于电气自动化设备技术领域，特别涉及一种链式逆变系统链节老化测试装置及方法。
背景技术：
H桥逆变器广泛应用于各种变流装置中，如高压变频调速器(MVD)、新型静止同步补偿器(STATCOM)、新能源发电逆变器、动态电压恢复期(DVR)、有源滤波器(APF)等。采用链式逆变器的新型静止同步补偿器(STATCOM)又称为链式静止同步补偿器，其单个H桥逆变器又称为链节，是STATCOM的关键部分，链节的可靠性直接决定STATCOM的可靠性，出厂前每个链节都需要进行带载老化试验，以保证产品的无故障高可靠稳定运行。链节的老化测试方法目前主要是单个H桥逆变器测试，该方案包括一个链节和一个可调直流电源以及一个电抗，可调直流电源并联在电容两端，提供母线电压，拓扑如图3所示，通过改变IGBT驱动信号PWM调制波的大小实现电流的变化，从而进行链节的老化测试。现有技术应用于链节老化测试，存在以下缺点
1、老化测试只能单个链节进行，测试效率低；
2、实验平台搭建成本高。

发明内容
发明目的提出一种链式逆变系统链节老化测试装置及方法，试验时不需要另外配备高压直流电源为DC直流侧供电，且电抗器尺寸会减小很多，可以解决设备投资大的问题；试验过程中同样老化时间可以老化测试2台设备，能够在同样硬件条件的情况下增加链节的产能。技术方案一种链式逆变系统链节老化测试装置，包括两个H桥逆变器、交流电源和DSP控制电路，所述的两个H桥逆变器分别为链节I和链节2，链节I和链节2的直流母线电压由一个交流电源提供，链节I和链节2的输出端通过电感和交流电源连接，所述的链式逆变系统链节老化测试装置还包括检测链节I和链节2电流的电流传感器，电流传感器串联在电路中，其输出端连接DSP控制电路的输入端，所述的DSP控制电路包括锁相环，PWM脉冲序列和DC电压平衡控制，DSP控制电路输入端为交流电源，电流传感器的输出端和DC电压，DSP控制电路的输出端接链节I和链节2的IGBT驱动信号。一种链式逆变系统链节老化测试的方法，采用两个H桥逆变器对拖实现链式逆变系统中链节的老化测试方法，包括以下步骤
A、DSP控制单元向链节I发出一定占空比的PWM信号，同时检测链节I和链节2的采样电流，链节I的采样电流作为链节2的指令电流，并与链节2的采样电流比较构成闭合控制器，通过DSP控制单元对构成的闭合控制器运算得到链节2的PWM信号，改变链节I的PWM信号占空比，可以实现对拖平台的电流闭合控制；B、体现链节I和链节2的DC电压由DSP控制单元控制进入的有功分量大小进行调节，DSP控制单元通过光纤通讯得到采样链节I和链节2的DC电压值Vdcl与Vdc2，通过菜单设置给定链节I与链节2的DC电压值Vdcl*与Vdc2*，由Vdcl与Vdcl*构成闭合控制器G(Xl)，由Vdc2与Vdc2*构成闭合控制器G (x2)，通过DSP控制单元分别对构成的闭合控制器G(Xl)与G(x2)运算得到链节I有功调节量的PWM信号与链节2有功调节量的PWM信号;
C、DSP控制电路驱动链节I中IGBT的PWM信号，步骤A所需的控制器为DSP控制电路，DSP控制电路的输入端接交流电源检测信号，通过数字锁相环节对交流电源电压相位进行锁相，用锁相角输出与交流电源电压同相位的PWM调制基波信号。该PWM信号与步骤B运算所得的PWM信号进行运算后得到驱动链节I的IGBT的PWM信号；
D、DSP控制电路驱动链节2中IGBT的PWM信号，电流传感器I和电流传感器2的输出端接入DSP控制电路的输入端，构成闭环调节器，由闭环调节器产生PWM驱动信号，该PWM信号与步骤B运算所得的PWM信号进行运算后得到驱动链节2的IGBT的PWM信号；
E、DSP控制电路实现DC电压稳定，DC母线电压的稳定值为DC电压给定值，DC电压的给定值和DC电压反馈值接入控制策略算法的输入端，通过闭环调节器控制DC电压稳定，参考步骤B的运算方法。有益效果1、降低测试成本，2、试验过程中同样老化时间可以老化测试2台设备，提高测试效率。


图I、本发明链节实验测试方案；
图2、DSP控制策略框图3、现有技术链节老化测试方案。
具体实施例方式实施例I、一种链式逆变系统链节老化测试装置，包括两个H桥逆变器、交流电源和DSP控制电路，所述的两个H桥逆变器分别为链节I和链节2，链节I和链节2的直流母线电压由一个交流电源提供，链节I和链节2的输出端通过电感和交流电源连接，所述的链式逆变系统链节老化测试装置还包括检测链节I和链节2电流的电流传感器，电流传感器串联在电路中，其输出端连接DSP控制电路的输入端，所述的DSP控制电路包括锁相环，PWM脉冲序列和DC电压平衡控制，DSP控制电路输入端为交流电源，电流传感器的输出端和DC电压，DSP控制电路的输出端接链节I和链节2的IGBT驱动信号。一种链式逆变系统链节老化测试的方法，采用两个H桥逆变器对拖实现链式逆变系统中链节的老化测试方法，包括以下步骤
A、DSP控制单元向链节I发出一定占空比的PWM信号，同时检测链节I和链节2的采样电流，链节I的采样电流作为链节2的指令电流，并与链接2的采样电流比较构成闭合控制器，通过DSP控制单元对构成的闭合控制器运算得到链节2的PWM信号，改变链节 I的PWM信号占空比，可以实现对拖平台的电流闭合控制；
B、体现链节I和链节2的DC电压由DSP控制单元控制进入的有功分量大小进行调节，DSP控制单元通过光纤通讯得到采样链节I和链节2的DC电压值Vdcl与Vdc2，通过菜单设置给定链节I与链节2的DC电压值Vdcl*与Vdc2*，由Vdcl与Vdcl*构成闭合控制器G(Xl)，由Vdc2与Vdc2*构成闭合控制器G (x2)，通过DSP控制单元分别对构成的闭合控制器G(Xl)与G(x2)运算得到链节I有功调节量的PWM信号与链节2有功调节量的PWM信号; C、DSP控制电路驱动链节I中IGBT的PWM信号，步骤A所需的控制器为DSP控制电路，DSP控制电路的输入端接交流电源检测信号，通过数字锁相环节对交流电源电压相位进行锁相，用锁相角输出与交流电源电压同相位的PWM调制基波信号。该PWM信号与步骤B运算所得的PWM信号进行运算后得到驱动链节I的IGBT的PWM信号；
D、DSP控制电路驱动链节2中IGBT的PWM信号，电流传感器I和电流传感器2的输出端接入DSP控制电路的输入端，构成闭环调节器，由闭环调节器产生PWM驱动信号，该PWM信号与步骤B运算所得的PWM信号进行运算后得到驱动链节2的IGBT的PWM信号；
E、DSP控制电路实现DC电压稳定，DC母线电压的稳定值为DC电压给定值，DC电压的给定值和DC电压反馈值接入控制策略算法的输入端，通过闭环调节器控制DC电压稳定，参考步骤B的运算方法。
权利要求
1.一种链式逆变系统链节老化测试装置，包括两个H桥逆变器、交流电源和DSP控制电路，所述的两个H桥逆变器分别为链节I和链节2，链节I和链节2的直流母线电压由一个交流电源提供，链节I和链节2的输出端通过电感和交流电源连接，所述的链式逆变系统链节老化测试装置还包括检测链节I和链节2电流的电流传感器，电流传感器串联在电路中，其输出端连接DSP控制电路的输入端，所述的DSP控制电路包括锁相环，PWM脉冲序列和DC电压平衡控制，DSP控制电路输入端为交流电源，电流传感器的输出端和DC电压，DSP控制电路的输出端接链节I和链节2的IGBT驱动信号。
2.一种链式逆变系统链节老化测试的方法，采用两个H桥逆变器对拖实现链式逆变系统中链节的老化测试方法，包括以下步骤 A、DSP控制单元向链节I发出一定占空比的PWM信号，同时检测链节I和链节2的采样 电流，链节I的采样电流作为链节2的指令电流，并与链接2的采样电流比较构成闭合控制器，通过DSP控制单元对构成的闭合控制器运算得到链节2的PWM信号，改变链节I的PWM信号占空比，可以实现对拖平台的电流闭合控制； B、体现链节I和链节2的DC电压由DSP控制单元控制进入的有功分量大小进行调节，DSP控制单元通过光纤通讯得到采样链节I和链节2的DC电压值Vdcl与Vdc2，通过菜单设置给定链节I与链节2的DC电压值Vdcl*与Vdc2*，由Vdcl与Vdcl*构成闭合控制器G(Xl)，由Vdc2与Vdc2*构成闭合控制器G (x2)，通过DSP控制单元分别对构成的闭合控制器G(Xl)与G(x2)运算得到链节I有功调节量的PWM信号与链节2有功调节量的PWM信号; C、DSP控制电路驱动链节I中IGBT的PWM信号，步骤A所需的控制器为DSP控制电路，DSP控制电路的输入端接电网电压检测信号，通过数字锁相环节对交流电源相位进行锁相，用锁相角输出与交流电源电压同相位的PWM调制基波信号，该PWM信号与步骤B运算所得的PWM信号进行运算后得到驱动链节I的IGBT的PWM信号； D、DSP控制电路驱动链节2中IGBT的PWM信号，电流传感器I和电流传感器2的输出端接入DSP控制电路的输入端，构成闭环调节器，由闭环调节器产生PWM驱动信号，该PWM信号与步骤B运算所得的PWM信号进行运算后得到驱动链节2的IGBT的PWM信号； E、DSP控制电路实现DC电压稳定，DC母线电压的稳定值为DC电压给定值，DC电压的给定值和DC电压反馈值接入控制策略算法的输入端，通过闭环调节器控制DC电压稳定，参考步骤B的运算方法。
全文摘要
本发明涉及一种链式逆变系统链节老化测试装置及方法，包括两个H桥逆变器、交流电源和DSP控制电路，及采用这种装置测试的方法，采用两个H桥逆变器对拖实现链式逆变系统中链节的老化测试，采用本发明的测试装置及方法可以降低测试成本，提高测试效率。
文档编号G01R31/40GK102636760SQ201210086980
公开日2012年8月15日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者吴新兵, 杨志, 杨立军, 薛恒怀, 邹积勇, 黄秋燕 申请人:威凡智能电气高科技有限公司