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双向直流电源测试方案

2017/11/11

直流电机测试系列双向直流测试电源技术方案

一、 产品介绍

1.1简述

直流电机测试系列双向直流测试电源专为新能源汽车行业的电机控制器、驱动电机、整车测试开发的测试电源。采用四象限PWM整流技术和纯数字控制技术,可适用于电机控制器,驱动电机产品前期研发、后期型式试验,可靠性测试,以及产品线产品出厂测试。完全满足国标《GB-T18488.2-2015-电动汽车用驱动电机系统_第2部分:试验方法》;《GBT 29307-2012 电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法》中测试项目的使用要求。

                                                                                                                             

1.2产品特点

(1) 具有恒压、恒流、恒功率多种输出模式。

(2) 具有自动压降补偿功能,自动补偿线压降。

(3) 采用PWM整流技术,功率因素>0.99,输入谐波<3%,效率大于93%

(4) 采用高速数字控制技术,输出精度达到0.1%

(5) 采用7寸触摸屏操作、友好的人机界面。

(6) 输出参数、保护参数可编程,可适用于不同类型设备测试。

(7) 内部器件采用施耐德、英飞凌等国际品牌,设备可靠性高。

(8) 具有多种操作接口、可实现远程操作、无人值守以及嵌入测试系统。

(9)      采用模块化设计,设备后期维护简便。

(10) 一体式散热通道设计、温升低、运行可靠性高、使用寿命长。

(11) 多级滤波电路设计以及电磁干扰屏蔽吸收措施,保障设备可靠运行。

(12) 维护系统内置交流隔离变压器+LC交直流滤波,输入输出电气隔离;交流断路器有     漏电流保护功能,有效防止电气安全事故;

(13) 采用两极变换,IGBT式电路方式,纯数字化工频隔离电源,技术领先输出可模拟多种直流电压

(14) 可将能量回馈电网:同时具有电源、负载两种特性,具备大功率直流电源性能外,实现能量自动回馈电网的负载功能,具有节能降耗、绿色环保的突出优势;

原理和主要元器件

(1)采用PWM整流+PWM逆变原理,功率因素>0.99THD和注入谐波电流满足国标GB/T14549-93

(2)DC/DC变换单元采用英飞凌高压IGBT模组,驱动部分为英飞凌高压IGBT专用驱动电路;

(3)直流支撑电容选用高压薄膜电容,性能可靠寿命长;

(4)直流输出侧采用高压直流熔断器,可有效进行短路保护;

(5)电源主控部分采用全数字控制电路,主控芯片为TI公司DSP芯片2812;触摸屏显示;

 

 

 1.3 使用条件

(1) 需将电源置于通风良好的室内,避免放置于阳光直射处。

(2) 工作环境湿度不用超出电源使用的环境湿度要求。

(3) 工作环境不应有大量灰尘或金属粉末。

(4) 工作环境中不应有可燃性气体、化学气体、腐蚀性气体。

(5) 工作环境海拔高度应小于2000米。当工作环境海拔高度超过2000米,应降额使用。

1.4 引用标准


GB/T 18488.1-2015 电动汽车用驱动电机系统 第1部分:技术条件

GB/T 18488.2-2015 电动汽车用驱动电机系统 第2部分:实验方法

GB/T 29307-2012 电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法

GB/T 21560.3-2008 低压直流电源第3部分:电磁兼容性(EMC)

GB/T 21560.6-2008 低压直流电源第6部分:评价低压直流电源性能的要求

GB/T10236-2006  半导体变流器与供电系统的兼容及干扰防护措施

IEC60146-1-1-2000 半导体变流器一般要求和电网换相变流器

GB/T 12325-2008电能质量供电允许偏差

GB/T 14549-1993电能质量公用电网谐波

GB/T 15543-2008 电能质量三相电压不平衡

GB/T 15945-2008 电能质量电力系统频率偏差

GB/Z18039.1 -2000电磁兼容环境电磁环境的分类

GB/T 24337 -2009电能质量公用电网间谐波

GB/T 50063-2008 电力装置的电测量仪表装置设计规范

 

二、应用技术方案

2.1系统测试解决方案

双向可回馈直流电源控制精度高,电机测试过程更为稳定、精准。强过载能力,适用电机范围更广。适用于实验室以及电机开发、型式试验。

 

2.2原理介绍

 

单元原理图

 

双向可回馈直流测试机电源的核心电路PWM双向整流电路和DC/DC两部分构成,既可以为电机及控制器在型式、性能、耐久等实验测试中提供稳定可调的直流电源动力电,又可以将电机系统超速实验中的反电动势的能量回馈电网。

2.3产品技术参数

产品型号

SDBOS-500V500A

额定功率

250kW

峰值功率

270kW

额定电流

500A

峰值电流

550A

交  流

特  性

输入方式

三相四线

电  压

380V+10%

频  率

50Hz+5Hz

功率因数

≥0.99

总电流谐波

≤3%

直  流

特  性

电压范围

200V~600V

输出电压精度

≤0.2%F.S

电压纹波

≤0.3%F.S

输出电流精度

≤0.2%F.S

显示电压精度

≤0.2%F.S

显示电流精度

≤0.2%F.S

响应时间

≤5ms

回  馈

特  性

交流电压

342V~440V(允许电压范围)

交流频率

47.5Hz~52.5Hz(允许电网频率)

功率因数

≥0.99

总谐波含量

≤3%

切换时间

≤10mS

回馈功率

支持满量程功率回馈

通讯接口

RS485(标配)、CAN(可选)、以太网(可选)

外部模拟接口

支持紧急停止、启动/停止、故障检测、运行状态检测接口

安  全

特  性

绝缘电阻

≥20MΩ

耐压性能

2000VDC

接地电阻

≤100mΩ

保护功能

缺相、过热、过压、限压、恒功率、过流、短路、超载等各种告警装置

噪  声

≤65dB

防护等级

IP21

冷却方式

强制风冷

工  作

环  境

环境温度

0℃~65℃

环境湿度

10%~90%(无凝露)

海拔高度

≤2000m

 

 

2.4产品基本功能

1.双向直流电源运行模式

设备具有恒压、恒流、恒功率三种运行模式,可以设置电压,电流、功率的运行参数,同时可以设置电源保护参数,例如OCP、OVP、OPP,满足以下运行曲线。

 

2. 控制模式选择功能

设备可以通过操作界面设置设备的控制模式,包括本机控制、通讯控制、外部模拟控制以及默认控制模式。

1)本机控制功能

通过面板按键已经触摸屏可以设置电源运行参数、控制设备的运行、停止以及故障复位等控制操作。并可以查看设备运行的各项参数以及其他运行记录。

2)通讯控制功能

可以通过通讯软件或通讯指令设置电源运行参数,控制设备运行停止以及故障复位等控制操作,但是还是可以通过触摸屏查看设备运行的各项参数以及运行记录。

3) 外部模拟控制

通过外部模拟接口控制设备的运行/停止、故障复位、电压电流调节;监测电源电压、电流、运行状态、故障状态。

4)默认控制

此控制模式下,可通通过面板操作,通讯控制以及外部模拟控制操作电源设备。

3. 紧急停止功能

电源设备具有紧急停止功能,在紧急状况发生时,可通过操作面板上的紧急停止按键、通讯接口、外部控制接口紧急停止电源输出。

4. 保护装置

电源设备只要具有输入保护、输出过流保护,输出过压保护、功率装置过温保护、IGBT过流保护以及可以编程设置的OCP、OVP、OPP。

5. 自放电功能

电源输出端具有自放电功能,在电源停止输出后,电源在10S内能够将输出端的电压降至安全电压以下。

6. 自动电压补偿功能

具有自动补偿电压端子,能够自动补偿测试电源与设备连线上产生的电压降。

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