在役Switch变流器的故障分析及检修技术应用

文章针对风电机组Switch变流器的故障分析检修问题进行研究,从Switch变流器的结构、原理和功能,常见故障及处理方法,进行在役Switch变流器检修测试平台的设计,检修测试平台的应用实践4个方面进行分析。结果表明,搭建Switch变流器检修测试平台,能显著减少风电场备件支出,提高设备利用率,减轻维修技术人员的工作量,具有推广价值。

分立式开关电源系统抗震性能的振动台试验研究

开关电源是通信机楼和通信基站中最重要的设备之一,相当于机楼和基站内供电系统的“心脏”,若在地震作用下发生功能失效将导致通信机楼和基站完全停止工作。开关电源的抗震性能研究是通信系统抗震韧性评估研究的基础。本文以通信机楼内常用的分立式开关电源系统为研究对象,通过振动台试验研究其在地震下的特征损伤模式、损伤发展过程以及其供电功能在地震作用下的变化等。试验过程中为了模拟开关电源在通信机楼中的实际使用状态,为开关电源连接了380 V电压输入和一台模拟负载,组成了一个完整的用电系统。试验中台面激励采用了1条人工地震动、1条天然地震动和1条正弦拍波,逐步增大台面PGA直至振动台位移超限停止试验。从试验结果看:当PGA达到1.0 g时电源柜开始损伤,表现为柜门与主框架磨损掉漆,PGA在1.2~1.5 g时,电源柜顶部连接松动,面板连接螺丝松动,螺栓孔发生冲切破坏,PGA达到2.0 g时,试验结束,电源柜的主体未发生严重破坏,交流柜与直流柜前门轴变形;另外即使在较大PGA下,正弦拍波也无法对电源柜激起较大位移而造成破坏。试验过程中电气信号始终稳定,该开关电源柜抗震性能良好。

基于改进Kruskal-Wallis检验的低压开关电器状态表征参数选择

由于状态数据的多属性、高维度和大数据量,以及特征参数难以满足正态性和方差齐性检验的事实,低压开关电器的状态表征参数难于选择。针对该问题,基于非参数单体多状态样本的分组状态间秩差异性,以及特征参数Kruskal-Wallis(KW)检验统计量的计算规则和变化趋势,研究论证了单体样本特征参数表征显著性鉴别机理。同时,基于状态序列斜率变化增量和子序列变异增量,提出样本状态时序分类算法,并将该算法与参数鉴别机理相结合,形成单体多状态样本改进KW检验理论。最后,基于改进理论提出低压开关电器状态表征参数选择新方法。以交流接触器为例进行验证,结果表明该文方法适用于具有非线性、非平稳、动态随机分布等特点的低压开关电器状态表征参数选择。实例证明,基于该方法获得状态表征曲线的拟合优度可达0.91,状态划分显著性P值可达8.42848×10–266,表征与分类精度较参数选择前及同类方法提升明显,为下一步研究低压开关电器状态的精确划分与识别奠定了理论基础。

高速SiC-MOSFET叠层封装结构设计及性能评估

作为脉冲系统的核心部件,开关承担着脉冲成形、功率调制等重要作用,开关通断速度往往决定脉冲上升时间,高速开关是纳秒短脉冲形成的关键。提出一种高速SiC-MOSFET叠层封装结构,整体布局无引线、无外接,具有极低寄生电感。开展了电磁场仿真研究,揭示了脉冲形成过程中封装多介质界面电磁场分布规律,明确了封装结构电磁薄弱环节,为进一步绝缘优化提供指导。搭建双脉冲测试平台,对研制的SiC-MOSFET叠层封装开关与同芯片商用TO-263-7封装开关的动态性能进行测试。结果表明,大电流工况下,所提封装电流开通速度提升48%,关断速度提升50%,开通损耗降低54.6%,关断损耗降低62.8%,实验结果验证了所提叠层封装结构对开关动态性能的改善。

一种有源天线温度试验自动测试系统设计

某型有源天线批生产产品数量多,由于温度试验周期长,温度试验成为天线均衡高效生产的一个瓶颈环节。为解决生产需求,研制一种天线专用温度测试系统。分析了天线温度试验测试项目和测试原理,梳理现有测试设备测试效率低下的原因,集中讨论了研制设备硬件组成、测试功能、软件设计和自动化要求,重点研究了屏蔽装置以及对接工装的设计。研制的测试系统基于VS2015软件,通过上位机控制电源切换单元、波控切换单元和射频切换单元完成产品分时自动测试。研制屏蔽装置,不仅完成了天线在温箱内接收和发射功能测试,还保证了测试结果的真实有效。设计对接夹具,方便产品对接和更换。该温度测试系统具有测试时间短、测试产品多、自动化程度高的优点,在生产线投入使用后,效果良好,解决了天线温度生产瓶颈。

空间站电动工具开关按钮性能退化特性加速寿命试验与可靠性评估

面向中国空间站在轨寿命评估与延寿需求,以舱外电动工具开关按钮为对象,开展综合考虑在轨长期贮存与短期作业交替影响的加速寿命试验,设置多温度水平,研究开关按钮性能退化特性和失效机理,并采用基于伪寿命分布的可靠性评估方法开展评估工作。加速寿命试验结果显示:开关按钮在50℃和80℃温度下出现按压力松弛现象,按压力退化与时间呈线性关系;在110℃和140℃温度下出现卡滞、卡死和润滑脂溢出现象,且按压力迟滞量在贮存后期显著增大。可靠性评估结果显示:开关按钮满足10年寿命末期可靠度0.9954的指标要求。文章所述研究方法可为空间站内其他长期贮存单机的可靠性评估提供借鉴。

微波开关自动测试系统设计

针对当前微波开关指标测试流程复杂、测试方法自动化程度低问题,提出了一套集指标测试、数据采集和数据管理功能于一体的自动化测试系统;该系统基于微波开关生产及试验环节的实际使用需求,通过软件平台实现对通用测量仪器及遥控遥测设备、射频开关矩阵等设备的自动化控制,单次可满足最多16个微波开关的同步测试,可实现同轴型和波导型两类开关的S参数、切换时间、门限电压、接触电阻、跑荷等总计18种指标参数的测试和试验数据管理,达到了测试效率和试验质量的双提升。

采用万向开关的马歇特锤击零时刻确定方法

针对电子时间引信马歇特锤击测试过程中信号检测时采用加速度传感器频繁故障问题,提出采用万向开关确定马歇特锤击零时刻。根据马歇特锤击试验条件选定了万向开关关键参数,并设计低通RC滤波电路,采用将万向开关固定于马歇特锤击头部位,锤击时通过模拟信号滤波电路模块对万向开关闭合信号进行滤波,并采用示波器或中断采集电路进行监测,实现锤击过载零时刻确定,为测试信号提供零时基准。实验测试结果表明,该方法能够有效测量电子时间引信起爆输出计时精度,其采用的硬件简单,工程可行性强,可靠性高,可完全替代加速度计产生零时刻的方案。

SiC MOSFET测试系统设计与开关特性分析

以碳化硅金属-氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)为代表的第3代半导体功率器件因其优异的开关特性,在新能源等领域被广泛应用,但面对高速开关耦合寄生参数所产生的负面效应,使得测试系统难以快速、准确评估其开关瞬态等相关参数。首先,根据改进的双脉冲模型设计了一种高精度测试系统,硬件主要包括功率测试板、集成脉冲发生器的控制板及驱动板,软件主要利用Keil编写控制板程序,LabVIEW进行用户界面设计。其次,还探讨了电压和电流测量技术、连接技术和测量数据的处理,并且结合器件数据手册及仿真结果分析实测结果,表明该系统测量误差小,量程大,抗干扰能力强,可信度高,能为优化第3代半导体器件和驱动电路的设计和应用提供有益支持。

海拔2500 m地区±800 k V特高压阀厅空气间隙操作冲击放电特性

为准确获得2 500 m海拔以上的±800 kV特高压直流工程送端阀厅的内部设计尺寸(汉语是半句话,用句号不太合适,请作者检查)。本文在2 500 m海拔的西宁高海拔试验基地,采用升降法开展了相间和相对地间隙的放电特性试验,得到了典型间隙的操作冲击放电电压U50,并给出了放电电压与间隙距离的拟合公式。试验结果表明:空气间隙类型决定其放电特性曲线的增长率的不同,电极上均压球电极曲率半径的增大可以显著提高间隙的操作耐受能力,而针对同一种空气间隙来说,正向操作冲击电压施加的电极部位不同会直接导致放电特性曲线的不同。

级联MOSFET均压测试方法研究

文章分析了传统均压测试方法中,隔离高压探头寄生参数对级联MOSFET均压效果的影响。通过改变同一高边MOSFET的DS电压测试探头数量,分析了测试方法引入寄生参数的变化对瞬态均压的干扰程度。基于此提出了一种减法均压测试方法,并对所提出的减法均压测试方法的优化进行了分析与实验验证。实验结果表明该测试方式能精确评估级联MOSFET在稳态以及开通、关断瞬态的均压效果,且不受测试线缆寄生参数的影响。

直流电子式电压互感器阶跃响应特性现场试验方法及装置

直流电压互感器的暂态阶跃特性对直流系统控保装置至关重要,首先研究了影响直流电子式电压互感器暂态传变特性的因素,分析了阶跃响应技术参数及其试验装置性能指标要求。基于此,提出一种直流电压互感器阶跃响应特性现场试验方法,研制出基于固态开关的阶跃电压源及试验装置,实现了陡上升、长脉宽方波电压输出和暂态信号的同步测量。试验结果表明,提出的直流电子式电压互感器阶跃响应特性现场试验方法及装置满足标准规定要求,并在实际±500 kV直流工程换流站开展了阶跃响应现场试验,为直流电压互感器的暂态性能测试和评估提供了技术依据。

有限双极性软开关焊接电源仿真研究

有限双极性全桥软开关克服了移相全桥软开关过程中的占空比丢失和软开关负载范围小等问题,减小了全桥逆变电路的开关损耗,而焊接过程中的电弧负载存在空载状态,有限双极性全桥软开关空载时难以实现零电压开关。ISOP拓扑结构能够降低开关管的压降,从而选取低耐压的开关管,进一步降低电路的损耗。基于有限双极性控制策略,选取ISOP拓扑结构,采用倍流整流电路以实现全负载范围内的软开关,通过PSpice仿真软件对该电路软开关情况以及超前臂关断损耗进行仿真研究,为实际电路提供研究依据。搭建的焊接电源在全负载范围内实现软开关,同时对比了电源在硬开关和软开关工作情况下的温升情况,空载情况下硬开关温升较小,重载情况下软开关温升较小。

隔爆型开关电磁铁测试系统设计

介绍了一种矿用隔爆型开关电磁铁测试系统设计方案。该设计方案包括测试系统硬件、电流回路采样和数据处理等,用于完成隔爆开关型电磁铁的功能性检测,具有实用性强、成本低、结构简单等优点。测试时,将电磁铁接入该系统,通过模拟量采集、模数转换和数据调理等环节进行数据分析验证隔爆开关型电磁铁的功能。试验表明,该测试系统简单、可靠,可用于防爆型开关电磁铁的功能检测。

T/CPQS E00053.2-2023《消费类电器测评智能开关》标准解析

近年来智能开关市场发展迅猛,消费者对于智能开关的安全保障、功能特点、性能体验等方面关注度越来越高,但如何选购高质、适用的智能开关确是一大难题。T/CPQS E00053.2—2023 《消费类电器测评 智能开关》标准通过提出多项创新型评价指标、科学的测试及分级方法,能够有效解决这一难题。本文就该标准的背景、架构、各部分的制定思路和核心指标等进行了详细论述和解读,以期对正确理解和执行该标准有所帮助。

适用于开关特性试验的端子灵活切换装置设计

开关特性试验接线复杂,往往需要多人配合调整接线端子,因其安全风险高、操作难度大、工作效率低,亟待优化和调整。研究设计一种适用于开关特性试验的端子灵活切换装置,针对开关分合闸试验中的测试内容及操作流程,设置合闸、第一组分闸、第二组分闸共六条控制电压输出线,通过内置刀闸快速切换二次回路,同时配合弹性形变自动收线,大大提高了测试效率,保障了操作安全,值得深入研究和拓展应用。

基于EtherCAT和PLC的多功能开关寿命测试系统

标准技术的升级、产品类别的丰富、检测技术的发展,对器具开关安规认证检测设备带来了机遇和挑战。该系统介绍了一种基于EtherCAT和PLC的多功能开关寿命测试系统,具有气电混合简化设计、分时共享电源负载、柔性模拟负载特性、在线监测交直两用的特点,利用伺服电机、气动装置和辅助控制装置,灵活实现了对多种开关品类和多种标称温度的器具开关产品进行安规耐久寿命测试,并同时具备环保节能的效果。

CINRAD/SA-D雷达充电开关组件测试维修工装的设计与实现

文章介绍了一种CINRAD/SA-D雷达充电开关组件测试与维修工装,分析了充电开关组件的工作原理,阐述了工装的各个组成部分。针对高压回路故障,优化了为开关组件提供510 V高压电源的方法;分析了开关组件的实际功耗,通过增加一种工作重复频率的方法降低负载,同时保持实际工作峰值电流和波形不变,实现低负载下的开关组件测试;介绍了工装的测试和维修流程,为雷达发射机组件离线维修测试提供参考。

调控磁场解决接地开关动稳定的方法

动稳定是中压开关设备必须具备的基本功能,动稳定测试过程中,如果动静触指之间的摩擦力及操作机构的合闸保持力无法将动静触指可靠地保持在接地合闸位置,动触指就会被短路电流产生的电动力斥开而发生熔焊甚至燃弧。借助于有限元分析,研究了动稳定的发生机理,解析带电导体受电动力作用的根本原因,提出一种新的解决接地开关动稳定的方法,用开口导磁环调控动触指的磁场分布,以达到降低动触指受到的电动力的目的。

基于虚拟电容的构网型MMC快速平滑切换策略

为减小构网型模块化多电平换流器黑启动完成后的并网瞬间冲击,提出一种综合考虑并网点电压的幅值、频率及相位的最优并网控制策略。通过实时检测并网两端的电压幅值、频率及相位,达到阈值后开始并网。同时,针对该策略同步时间过长的问题,提出一种基于虚拟电容的构网型模块化多电平换流器快速并网切换控制策略,在控制环节引入虚拟电容快速调节构网型模块化多电平换流器的电压相位,节省储能型模块化多电平换流器的备用容量。最后,通过搭建硬件在环测试平台验证最优并网控制和快速并网切换控制策略的有效性和正确性。