大功率IGBT模块变流器功率组件测试方案(2)

二、大功率IGBT变流器功率组件性能测试
当功率组件通过双脉冲测试后，将两套组件构成H 桥连接方式，接入组件测试平台进行性能测试，组件功能测试接线方式如下图所示，组件交流输出端所接负载为阻感负载。 2.1 功率组件功能测试
2.1.1 实验目的
1、考核测试平台元件安装和连接是否正确；
2、考核测试平台的控制板工作是否正常；
3、考核测试平台（传感器和开关）工作是否正常；
4、考核测试平台在空载情况下工作是否正常；
2.1.2 实验仪器
万用表、示波器、录波仪、差分探头、电流钳、外接直流电源等
2.1.3 实验方案
一）实验过程
1、按照电气原理图与接线表认真检查系统接线、控制电路板与功率组件的接线是否正确；
2、接入组件测试平台控制电源，测试功能逻辑是否正常，各个功能按钮的动作正确与否；
2、以上逻辑无误后，将可调直流电源接入功率组件直流侧，接线示意图如下图所示。调节电源至30V，观察驱动脉冲和IGBT 动作是否正确、功率组件输出空载波形是否正常； 3、然后将调压器接入三相输入，逐渐增大到额定电压，观察各电压等级下驱动脉冲和IGBT 动作是否正确、功率组件输出空载波形是否正常。
二）测试内容和结果分析
1、按照电器原理图与接线表检查系统电气连接状况
2、变流器控制系统上电，观察控制板工作状况
· 测量控制系统电源工作是否正常；
· 测量系统的传感器、接触器的电源是否正常；
· 观察变流器元器件工作是否正常，如声音异常、味道异常；
· 观察操作器显示是否正常，如显示中间直流电压、交流电流等变量为零。
3、测试系统逻辑和各接触器动作状况
具体操作如以下步骤：
1）3 相输入断开，断主断路器Q1，连接操作器至DSP 板；
2）从配电柜引入两相电和中线，一相和中线接入空开Q2，，令一相接入主接触器线圈K1_A2；
3）合Q3，负载电阻风扇和机柜风扇动作；
4）先合Q4，然后合控制电开关Q2，控制板上电，5s 后前面板绿灯亮；
5）旋转面板上电旋钮，预充电K5 立即闭合，8s 后主接触器K1 闭合，1S后K5 断开，预充电完成，面板待机蓝灯亮；
6）旋转面板运行旋钮，控制板发脉冲，面板待机灯灭，运行红灯亮，此时DSP 板LED3 快闪；
7）按下急停，此时主接触器断开，脉冲停发，面板运行灯灭；
8）故障逻辑检测：
a）水冷板超温故障：重复以上4-6 步骤，此时断开Q4，主接触器K1断开，脉冲停发，面板运行红灯灭，故障黄灯亮，操作器显示NSK超温故障。
b）驱动过流保护：重复以上4-6 步骤，取下T1 管状态反馈光纤头，主接触器K1 断开，脉冲停发，面板运行红灯灭，故障黄灯亮，操作器显示T1 管过流。相同方法分别取下T2、T3、T4 管状态反馈光纤头，显示相同故障状态。
4、外接直流电源下组件空载输出波形测试
测试所采用的调制方式为SPWM，输出频率固定为50Hz，通过调节输出电压的调制比实现输出电流的控制。同一桥臂上两个开关管互补导通，H 桥各开关管的动作逻辑如下：
1）正半周期：T1/T4 导通，输出正电压→T1/T3 导通，输出零电压→T1/T4
导通，输出正电压→T2/T4 导通，输出零电压→T1/T4 导通，输出正电压；在正半周期内动作依此类推。
2）负半周期：T2/T3 导通，输出负电压→T1/T3 导通，输出零电压→T2/T3导通，输出负电压→T2/T4 导通，输出零电压→T2/T3 导通，输出负电压；在负半周期内动作依此类推。此种调制方法中开关管的实际开关频率为调制频率的一半，因此为了实现开关管的开关频率为3kHz，输出波形的调制频率应选择为6kHz。测量输出电压波形、同一桥臂的上下开关管驱动脉冲、Vce 波形及死区时间。
5、接调压器情况下IGBT 动作状况
组件测试平台功率输入端通过三相调压器接入电网，通过调节变压器输出逐渐增加直流侧电压，直至到达额定电压。
分别在直流电压为200V、500V、800V 和1100V 条件下，测量组件的输出电压波形、同一桥臂的上下开关管驱动脉冲、Vce 波形及死区时间。