[发明专利]基于直流固态模拟负载的低压电器电寿命试验装置

说明书

本发明为一种基于直流固态模拟负载的低压电器电寿命试验装置。该装置包括测控柜和直流固态负载柜；所述的测控柜的组成包括工控机、数据采集卡、控制电路、试品电压采集模块和回路电流采集模块；所述的直流固态负载柜的组成包括试验电压控制单元、试验电流发生单元和能量回馈单元；其中，试验电压控制单元、试品、试验电流发生单元、能量回馈单元依次串联，试验电压控制单元的输入端外接电源，能量回馈单元的输出端连接试验电压控制单元的输入端；试验电压控制单元以及试验电流发生单元的串口通信端口与工控机的串口连接。本发明具有很好的通用性和灵活性。

技术领域

本发明涉及电寿命试验、电力电子领域，具体设计了基于直流固态模拟负载的低压电器电寿命试验装置，利用电力电子技术设计了直流固态模拟负载。

背景技术

在直流低压电器产品进行电寿命试验时，为模拟其实际控制的负载，通常采用电阻器来实现试验负载，这个试验负载被称为模拟负载。传统负载存在以下几个方面的问题：一是体积庞大、造价高。传统模拟负载为了满足多规格试品试验要求，增强设备通用性，电源通常采用直流电源或蓄电池串并联的方式满足电源需求，模拟负载需要设计成多段电阻来满足调节要求，即使采用优化设计，避免不了体积大，造价高的缺点，此外对于传统负载其电流调节有级性不能避免的，存在调节误差。二是能耗大。由于采用能耗型元件进行试验，有功损耗过大，尤其当装置功率等级较大时，大量的电能以热能的方式浪费掉，还可能导致试验场所温度过高，需要外加降温设备如空调、风扇等，又增加了功率损耗。

目前，低压电器电寿命试验装置如在《汽车车窗继电器电寿命实验技术》中，采用直流电源为低压电器试品提供试验电压；负载柜通过调节可调电阻，实现电流的调节，仍无法避免传统负载体积大，造价高，耗能等问题。目前暂无利用电力电子技术的直流固态模拟负载实现低压电器电寿命试验的装置，本发明利用电力电子技术，设计了基于直流固态模拟负载的低压电器电寿命试验装置。

发明内容

本发明针对低压电器电寿命试验装置中采用可调电阻模拟负载的不足，提出了一种基于电力电子技术的直流固态模拟负载，代替了电阻负载。本发明直流固态模拟负载包括试验电压控制单元、试验电流发生单元以及能量回馈单元，利用试验电压控制单元实现试验电压的调节，试验电流发生单元实现试验电流的调节，具有很好的通用性和灵活性，满足不同规格试品的试验需求，降低了试验成本及设备空间；利用能量回馈单元实现能量回馈，降低了试验用电损耗，实现节能。同时本发明设计了试品触点电压、电流采集回路，对试品触点端电压、试品触点试验电流的有效检测，实时判断试品触点动作状态，以控制在动作过程中流经试品触点的电流，更真实地模拟实际情况，同时保护试验装置；同时装置可以产生任意形状的试验电流，模拟大量程的冲击电流以及可变负载，更加契合控制实际负载，克服了传统试验电流设置单一，变化受限的缺点。

本发明解决该技术问题所采取的技术方案是：

一种基于直流固态模拟负载的低压电器电寿命试验装置，该装置包括测控柜和直流固态负载柜；

所述的测控柜的组成包括工控机、数据采集卡、控制电路、试品电压采集模块和回路电流采集模块；

其中，工控机连接数据采集卡，数据采集卡分别和控制电路、试品电压采集模块、回路电流采集模块相连；试品电压采集模块的输入端连接试品触点两端，该模块的输出端连接数据采集卡的AD输入端；回路电流采集模块的输入为试品试验电流，输出端连接数据采集卡AD输入端；控制电路的输入端连接数据采集卡I/O输出端，输出端连接试品线圈控制输入端；

所述的直流固态负载柜的组成包括试验电压控制单元、试验电流发生单元和能量回馈单元；

其中，试验电压控制单元、试品、试验电流发生单元、能量回馈单元依次串联，试验电压控制单元的输入端外接电源，能量回馈单元的输出端连接试验电压控制单元的输入端；试验电压控制单元以及试验电流发生单元的串口通信端口与工控机的串口连接。