專利名稱：一種對電力電子裝置功率單元滿功率運行進行熱測試的控制平臺及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電學領域，涉及一種對電力電子裝置功率單元滿功率運行進行熱測試的裝置，尤其是一種對電力電子裝置功率單元滿功率運行進行熱測試的控制平臺。
背景技術：
近年來電力電子裝置在電力系統(tǒng)中有了越來越廣泛的應用，對功率單元進行散熱器和風機的設計對保證裝置的長期運行超著至關重要的作用。目前電力電子裝置熱設計方法如下由熱設計人員根據功率單元的功耗及裝置結構上的空余空間等因素利用傳熱理論設計出理論上合適的散熱器和風機。將所設計的散熱器和風機置入樣機進行滿功率運行溫升測試，通過則說明合理，不通過則重新選擇散熱器和風機(散熱器與結構關系較大，不易改動，一般需重新選擇風機)。在熱設計人員設計精度不是很高或者僅憑經驗選擇散熱器和風機的情況下，這樣的熱設計流程耗時又耗力，不利于產品的開發(fā)效率。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種對電力電子裝置功率單元滿功率運行進行熱測試的控制平臺，該控制平臺提高了熱設計的準確性，同時提高了產品的開發(fā)效率，并且能夠在功率單元滿功率運行時進行熱測試。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來解決的一種對電力電子裝置功率單元滿功率運行進行熱測試的控制平臺，包括風機、散熱器、熱測試控制單元、風速傳感器和溫度傳感器，所述散熱器設置在功率器件外壁，在散熱器一端入風口處設置有風機，散熱器另一端出風口處設置有風速傳感器，在散熱器的外壁設置有溫度傳感器；所述溫度傳感器和風速傳感器同時與熱測試控制單元連接，熱測試控制單元與風機連接并調整風機的轉速；所述溫度傳感器將溫度信號轉變?yōu)榈谝浑娦盘栞斎霟釡y試控制單元；所述風速傳感器將風速信號轉變?yōu)榈诙娦盘栞斎霟釡y試控制單元。所述熱測試控制單元包括主控制器、風速控制器、溫度檢測電路和風速檢測電路；所述主控制器同時與風速控制器、溫度檢測電路和風速檢測電路相連接；所述溫度檢測電路獲得第一電信號并將其通過主控制器輸入到風速控制器中、通過風速控制器調節(jié)風機轉速；所述風速檢測電路獲得第二電信號并將其通過主控制器輸入到風速控制器中、通過風速控制器調節(jié)風機轉速。所述主控制器是PI調節(jié)器。所述風機是轉速能夠調節(jié)的風機。所述的控制平臺的使用方法，通過調節(jié)風機的風速將功率單元滿功率運行的溫度控制在一個定值，以此測試功率單元滿功率運行所需要的風速。
所述的控制平臺的使用方法，通過調節(jié)風機的風速將散熱器出風口的風速控制在 一定值，以此測試熱設計人員所設計的風速是否能使功率單元滿功率運行時溫度滿足要 求。
本發(fā)明的有益效果基于該實驗平臺，熱設計人員可以對自已熱設計和仿真的結 果進行實際驗證。即使在沒有熱設計人員的情況下也可通過實驗的方式選出合適的散熱器 和風機。提高了熱設計效率和產品開發(fā)的效率。


圖1為本發(fā)明的功率單元熱測試裝置總體結構圖2為本發(fā)明的熱測試控制單元結構示意圖3為本發(fā)明的控制平臺工作模式一控制閉環(huán)結構圖4為本發(fā)明的控制平臺工作模式二控制閉環(huán)結構圖。
其中1為風機；2為散熱器；3為熱測試控制單元；4為風速傳感器；5為溫度傳感 器；6為溫度檢測電路；7為風速檢測電路；8為風速控制器；9為主控制器；10為功率器件。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述
參見圖1-2，一種對電力電子裝置功率單元滿功率運行進行熱測試的控制平臺， 包括風機、散熱器、熱測試控制單元、風速傳感器和溫度傳感器，所述散熱器設置在功率器 件外壁，在散熱器一端入風口處設置有風機，散熱器另一端出風口處設置有風速傳感器，在 散熱器的外壁設置有溫度傳感器；所述溫度傳感器和風速傳感器同時與熱測試控制單元連 接，熱測試控制單元與風機連接并調整風機的轉速；所述溫度傳感器將溫度信號轉變?yōu)榈?一電信號輸入熱測試控制單元；所述風速傳感器將風速信號轉變?yōu)榈诙娦盘栞斎霟釡y試 控制單元。
所述熱測試控制單元包括主控制器、風速控制器、溫度檢測電路和風速檢測電路； 所述主控制器同時與風速控制器、溫度檢測電路和風速檢測電路相連接；所述溫度檢測電 路獲得第一電信號并將其通過主控制器輸入到風速控制器中、通過風速控制器調節(jié)風機轉 速；所述風速檢測電路獲得第二電信號并將其通過主控制器輸入到風速控制器中、通過風 速控制器調節(jié)風機轉速。
所述主控制器是PI調節(jié)器。
所述風機是轉速能夠調節(jié)的風機。
所述的控制平臺的使用方法，通過調節(jié)風機的風速將功率單元滿功率運行的溫度 控制在一個定值，以此測試功率單元滿功率運行所需要的風速。
所述的控制平臺的使用方法，通過調節(jié)風機的風速將散熱器出風口的風速控制在 一定值，以此測試熱設計人員所設計的風速是否能使功率單元滿功率運行時溫度滿足要 求。
本熱測試控制平臺的核心部分為熱測試控制單元，它可檢測功率單元的溫度或者 檢測功率單元散熱器出風口的風速，通過對風機轉速的控制實現(xiàn)對功率單元溫度或功率單 元出風口風速的控制。
本熱測試控制平臺可工作在兩種工作模式
工作模式一通過調節(jié)風機的風速將功率單元滿功率運行的溫度控制在一定值， 以此測試功率單元滿功率運行需要多大的風速?？刂崎]環(huán)如圖3所示。
工作模式二 通過調節(jié)風機的風速將功率單元出風口的風速控制在一定值，以此 測試熱設計人員所設計的風速是否可使功率單元滿功率運行時溫度滿足要求。控制閉環(huán)如 圖4所示。
功率單元熱測試結構圖如圖1所示，該系統(tǒng)各部分的功能如下
熱測試控制單元檢測功率器件周邊溫度或散熱器溫度，檢測散熱器出風口風速， 通過風速控制器調節(jié)風機轉速；
溫度傳感器將溫度信號轉變?yōu)殡娦盘柟釡y試控制單元測量；
風速傳感器將風速信號轉變?yōu)殡娦盘柟釡y試控制單元測量；
風機可調速，轉速受熱測試控制單元的風速控制器控制；
基于該實驗平臺，熱設計人員可以對自已熱設計和仿真的結果進行實際驗證。即 使在沒有熱設計人員的情況下也可通過實驗的方式選出合適的散熱器和風機。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人 員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的方法及技術內容作出些許的更 動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據本發(fā)明的 技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，仍屬于本發(fā)明技術方案的 范圍內。
權利要求
1.一種對電力電子裝置功率單元滿功率運行進行熱測試的控制平臺，其特征在于包括風機、散熱器、熱測試控制單元、風速傳感器和溫度傳感器，所述散熱器設置在功率器件外壁，在散熱器一端入風口處設置有風機，散熱器另一端出風口處設置有風速傳感器，在散熱器的外壁設置有溫度傳感器；所述溫度傳感器和風速傳感器同時與熱測試控制單元連接，熱測試控制單元與風機連接并調整風機的轉速；所述溫度傳感器將溫度信號轉變?yōu)榈谝浑娦盘栞斎霟釡y試控制單元；所述風速傳感器將風速信號轉變?yōu)榈诙娦盘栞斎霟釡y試控制單元。
2.如權利要求1所述的控制平臺，其特征在于所述熱測試控制單元包括主控制器、風速控制器、溫度檢測電路和風速檢測電路；所述主控制器同時與風速控制器、溫度檢測電路和風速檢測電路相連接；所述溫度檢測電路獲得第一電信號并將其通過主控制器輸入到風速控制器中、通過風速控制器調節(jié)風機轉速；所述風速檢測電路獲得第二電信號并將其通過主控制器輸入到風速控制器中、通過風速控制器調節(jié)風機轉速。
3.如權利要求1所述的控制平臺，其特征在于所述主控制器是PI調節(jié)器。
4.如權利要求1所述的控制平臺，其特征在于所述風機是轉速能夠調節(jié)的風機。
5.基于權利要求1或2所述的控制平臺的使用方法，其特征在于通過調節(jié)風機的風速將功率單元滿功率運行的溫度控制在一個定值，以此測試功率單元滿功率運行所需要的風速。
6.基于權利要求1或2所述的控制平臺的使用方法，其特征在于通過調節(jié)風機的風速將散熱器出風口的風速控制在一定值，以此測試熱設計人員所設計的風速是否能使功率單元滿功率運行時溫度滿足要求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對電力電子裝置功率單元滿功率運行進行熱測試的控制平臺及其使用方法，包括風機、散熱器、熱測試控制單元、風速傳感器和溫度傳感器，所述散熱器設置在功率器件外壁，在散熱器一端入風口處設置有風機，散熱器另一端出風口處設置有風速傳感器，在散熱器的外壁設置有溫度傳感器；所述溫度傳感器和風速傳感器同時與熱測試控制單元連接，熱測試控制單元與風機連接并調整風機的轉速。本發(fā)明的有益效果基于該控制平臺，熱設計人員可以對自已熱設計和仿真的結果進行實際驗證。即使在沒有熱設計人員的情況下也可通過實驗的方式選出合適的散熱器和風機。提高了熱設計效率和產品開發(fā)的效率。
文檔編號G05B23/02GK102999040SQ201210364070
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權日2012年9月26日
發(fā)明者許崇福, 李計亮, 王躍, 李志剛, 袁國權, 曹志偉 申請人:西安奧特迅電力電子技術有限公司, 深圳奧特迅電力設備股份有限公司, 西安交通大學