一种逆变器损耗标定电路及逆变器损耗标定方法

摘要

本发明属于电力电子模组技术领域，具体涉及一种逆变器损耗标定电路及逆变器损耗标定方法。逆变器损耗标定时只需要测量直流电源输出功率，通过改变各交流负载装置的接入情况，完成对两个负载装置串联负载以及两个单负载装置负载共三种情况下直流电源输出功率的测定，最终换算得到逆变器模组的损耗。利用上述测试方法能够在低成本条件下尽可能模拟逆变器的真实工况，同时完成对逆变器损耗的标定工作。本发明极大地降低了逆变器模组损耗标定的成本。

说明书

技术领域

本发明属于电力电子模组技术领域，具体涉及一种逆变器损耗标定电路及逆变器损耗标定方法。

背景技术

逆变器的损耗和效率是衡量产品性能的一个重要指标，因此产品测试验证时都需要进行相应的损耗标定实验。为了获取准确且能够反映真实运行情况的损耗，一般在实验中会使用可调节的直流源以及所需的负载模拟器，以尽可能模拟不同的工况，同时采用功率分析仪测量其输入和输出功率，标定出此时逆变器的损耗分布情况。模拟逆变器的真实工况一般对实验室设备的要求较高，实验室需要配备对应的负载模拟器和功率分析仪，但是这些设备往往价值不菲，对于小型实验室来说无论是从经济成本还是从时间成本上看都是得不偿失的。为了减少对此类设备的依赖，在低成本条件下完成对功率模组损耗的标定，需要设计一种简易可行的损耗测试标定方法。关于逆变器的损耗，其最大的影响因素为直流输入电压以及逆变器中流过的基波电流分量，在测试标定时只需要优先满足对这两个参数进行模拟，即可在可接受误差范围标定出逆变器的损耗，作为之后迭代设计的参考。这种简化的损耗标定法可以很大程度上减少对设备的要求，仅依靠可调节直流源和负载电抗器这类常用的设备即可完成损耗标定实验的配置工作。不过由于负载缺少消耗有功的设备，无法调节基波电流的相位，因此一般会采用逆变器对拖的方式，来实现对基波电流幅值和相位的完全控制。

逆变器的损耗可以由直流输入功率减去负载电抗器损耗得到，直流输入功率的测定比较容易，但是对负载电抗器的损耗测定却比较困难，一方面负载电抗器上的波形是高频变化的，由电学方法测定必须使用具备足够带宽且完成了延迟校正的电压电流探头，另一方面测量探头的寄生参数可能与负载电抗器产生谐振。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种逆变器损耗标定电路，损耗标定时只需要测量直流电源输出功率，通过改变各交流负载装置的接入情况，完成对两个负载装置串联负载以及两个单负载装置负载共三种情况下直流电源输出功率的测定，最终换算得到逆变器模组的损耗。利用上述测试方法能够在低成本条件下尽可能模拟逆变器的真实工况，同时完成对逆变器损耗的标定工作。本发明极大地降低了逆变器模组损耗标定的成本。

为了达到上述技术目的，本发明所采用的具体技术方案为：

一种逆变器损耗标定电路，包括：

直流电压源；

对拖系统，包括两个逆变模组，直流侧连接所述直流电压源；

测量模组，连接所述直流电压源，用于测量所述直流输入端的电压电流的直流分量；

标定负载模组，连接所述对拖系统的交流侧，形成所述对拖系统的负载，包括至少两组交流负载装置，各所述交流负载装置设置为既可单独运行也可相互串联运行。

进一步的，所述交流负载装置为负载电抗器。

进一步的，当所述逆变器为交流端单相输出时，各所述负载电抗器均为单相负载电抗器。

进一步的，各所述负载电抗器串联设置。

进一步的，当所述逆变器为交流端三单相输出时，各所述负载电抗器均为均为三相负载三相并联电抗器。

进一步的，所述测量模组的测量点分布于所述直流电压源的直流母线上。

进一步的，所述测量模组为示波器。

进一步的，所述测量模组为万用表。

进一步的，所述测量模组基于隔离电压探头及套环型电流探头测量所述直流输入端的电流基波。

同时本发明还提出基于上述逆变器损耗标定电路的一种逆变器损耗标定方法，为：

在所述逆变器的输出端设置标定负载模组；所述标定负载模组包括至少两组负载电抗器；

将所述对拖系统上的第一个负载电抗器作为所述逆变器的交流端负载，控制所述对拖系统使其以第一电流进行输出，在所述逆变器的直流输入端测量输入功率，记为P

将所述对拖系统上的第二个负载电抗器作为所述逆变器的交流端负载，控制所述对拖系统使其以第一电流进行输出，在所述逆变器的直流输入端测量输入功率，记为P

将所述对拖系统上的第一个负载电抗器和第二个负载电抗器共同作为所述逆变器的交流端负载，控制所述对拖系统使其以第一电流进行输出，在所述逆变器的直流输入端测量输入功率，记为P

将直流电压源采用第一电流运行时所述逆变器的损耗标定为：

P

采用上述技术放方案，本发明能够带来以下有益效果：

(1)本发明极大地降低了逆变器模组损耗标定实验对实验设备的依赖程度，使用最常见的可调节直流电压源、负载电抗器、示波器以及万用表即可完成损耗的标定工作，能够省去额外购置设备这一块的费用；

(2)本发面通过特殊设计的损耗标定测试流程，省去了测定负载电抗器损耗这一环节，只需要测定直流电压源的输出功率，减小了损耗标定的难度，同时也可以提高测定结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明具体实施方式中一种交流端单相输出逆变器损耗标定电路图；

图2为本发明具体实施方式中一种交流端三相输出逆变器损耗标定电路图；

其中：1、直流电压源；2、隔离电压探头；3、套环形电流探头；4、逆变模组；5、标定负载模组。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

在本发明的一个实施例中，提出一种逆变器损耗标定方法，逆变器损耗标定方法为：

在逆变器的输出端设置标定负载模组5；标定负载模组5包括至少两组负载电抗器；

将标定负载模组5上的第一个负载电抗器作为逆变器的交流端负载，控制逆变器的对拖系统使其以第一电流进行输出，在逆变器的直流输入端测量输入功率，记为P

将对拖电路5上的第二个负载电抗器作为逆变器的交流端负载，控制逆变器的对拖系统使其以第一电流进行输出，在逆变器的直流输入端测量输入功率，记为P

将对拖电路5上的第一个负载电抗器和第二个负载电抗器共同作为逆变器的交流端负载，控制逆变器的对拖系统使其以第一电流进行输出，在逆变器的直流输入端测量输入功率，记为P

将直流电压源1采用第一电流运行时逆变器的损耗标定为：

P

同时，本实施的对拖电路5可以采用多组负载对抗器，可提取其中两个、两个以上或所有负载对抗器的单独运行功率、整体功率，之后经过将所有单独运行功率相加最后减去整体功率得到P

本实施例的直流输入端可在软件中进行相应的配置，实现对基波电流的完全控制，使该分量与真实工况保持一致；对拖时可以采用开环控制，也可以采用闭环控制，如果选用开环控制那么需要手动调节两个逆变器模组的调制波幅值和相位差来控制基波电流，如果选用闭环控制则可以直接设定需要的Id和Iq电流值。本实施例的两个负载电抗器不必要保证完全一致，根据常用Steinmetz磁芯损耗计算式P

本实施例省去了测量负载电抗器损耗这一环节，提高了损耗标定结果的准确性。

基于上述逆变器损耗标定方法，本发明实施例还提出一种逆变器损耗标定电路，如图1或图2所示，包括：

直流电压源1；

对拖系统，由两个逆变器模组4组成，直流侧连接直流电压源1，交流侧连接标定负载模组5；

测量模组，连接直流电压源1，用于测量直流输入端的电流基波；即P

标定负载模组5，连接逆变模组4的交流输出端，形成逆变模组4组成对拖系统的负载，包括至少两组交流负载装置，各交流负载装置设置为既可单独运行也可同时运行。

在本实施例中，交流负载装置为可以消耗交流电的装置，本实施例不作限定，优选为负载电抗器。

在一个实施例中，当逆变器为交流端单相输出时，各负载电抗器均为单相负载电抗器。

在本实施例中，各负载电抗器串联设置。

在一个实施例中，当逆变器为交流端三单相输出时，各负载电抗器均为三相负载三相电抗器。

在本实施例中，测量模组的测量点分布于直流电压源1的直流母线上。

在一些实施例中，测量模组为示波器。示波器用于测量由示波器分别测量直流源输出电压和输出电流，通过电压与电流积分的方式得到直流源输出功率；

在一些实施例中，测量模组为万用表。

在一些实施例中，测量模组基于隔离电压探头2及套环型电流探头3测量直流输入端的电流基波。套环型电流探头3可以是罗氏线圈，也可以是霍尔型电流探头3。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。