[发明专利]一种柔性直流输电换流阀的热阻测试电路及测试方法

权利要求书

1.一种柔性直流输电换流阀的热阻测试电路，其特征在于，包括直流电流源、源表、电流转换单元以及待测试试品；其中，

所述直流电流源、源表、电流转换单元以及待测试试品并联连接；

所述直流电流源用于提供稳定的加热电流；

所述源表用于为待测试试品提供稳态小电流，并测试所述试品两端的压降；

所述电流转换单元用于将大电流从试品中注入或切除。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电流转换单元包括第一开关S1和第二开关S2；

所述直流电流源正极分别与所述第一开关S1的一端和所述第二开关S2的一端连接；

所述第一开关S1的另一端连接待测试试品正极；所述第二开关S2的一端连接待测试试品负极。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述待测试试品包括个MMC半桥子模块和水冷散热器，所述MMC半桥子模块包括由IGBT构成的上管和下管，所述水冷散热器包括第一散热器、第二散热器以及第三散热器；

所述上管和下管通过第一散热器、第二散热器以及第三散热器进行压接，冷却水从第一散热器下部进入子模块，依次串联经过第二散热器和第三散热器，从第三散热器上部流出。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述待测试试品还包括直流均压电阻、电极和绝热层。

5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的柔性直流输电换流阀的热阻测试电路的测试方法，其特征在于，包括步骤：

S1、控制所述水冷散热器的入水量达到额定值，并设定入水温度；

S2、控制所述第一开关S1及MMC半桥子模块中的IGBT导通；控制所述第二开关S2关断；

S3、启动所述直流电流源，向所述待测试试品注入加热电流；

S4、启动源表，向所述待测试试品注入小电流；

S5、维持第一预定时间，当进出水温升变化小于预设温差阈值时，记录散热器温度、水冷条件、加热功率；

S6、在t0时刻控制所述第二开关S2导通，采用所述源表对待测试试品进行压降录波；

S7、延迟第二预定时间后，控制所述第二开关S2关断；

S8、将所采集的压降转化为温度，并根据所述温度计算t0时刻IGBT的结温。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括步骤：

S9、根据所述计算的结温，调整直流电流源并重复步骤S3至S6进行多次计算，直至所述计算的结温接近所述IGBT的预设理论结温；

S10、将所述散热器温度的平均值作为壳温，并结合所述结温和IGBT的通态损耗功率计算IGBT的热阻。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所采集的压降转化为温度，包括：

T＝KV

其中，K为线性系数，V为所采集的压降，T为温度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述线性系数K通过以下步骤计算：

将IGBT结温加热至给定值，在加热过程中测量多组该IGBT集射极电压与结温的对应值；

所述线性系数K为：

其中，T_Hi为高点结温，V_Hi为结温T_Hi下对应的集射极压降；T_Lo为低点结温，V_L0为结温T_Lo下对应的集射极压降。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，采用以下公式对IGBT的热阻进行计算：

其中，R_c-igbt、R_e-igbt分别为IGBT集电极和发射极的热阻；P_uc-igbt、P_ue-igbt分别为IGBT集电极和发射极的通态损耗；T_ju-igbt为IGBT的结温；T_c1、T_c2分别为IGBT的集电极壳温和发射极壳温。