400HZ斷路器老練測試實(shí)驗(yàn)+臺方案20100617.doc

400HZ交流斷路器老練測試系統(tǒng) 設(shè)計(jì)方案 陜西三海電子科技有限公司2011年 11月共 6 頁400HZ交流斷路器老練測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案一、 要求完成的功能：1.1要求簡介：本系統(tǒng)用于400HZ交流斷路器產(chǎn)品的老練測試。測試過程分三種，分別為：A、 試驗(yàn)一 斷路器在負(fù)載電流為額定電流1情況下1小時(shí)內(nèi)不斷開。此時(shí)試驗(yàn)臺能設(shè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間，試驗(yàn)工位為10位，并試驗(yàn)過程中能監(jiān)測和準(zhǔn)確記錄下每個(gè)斷路器跳開的時(shí)間，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)斷路器動(dòng)作屬于不正常斷開，要求能工位故障顯示，斷路器動(dòng)作試驗(yàn)不能停止，需要在所有工位都斷開，或設(shè)定時(shí)間到達(dá)自動(dòng)斷開后試驗(yàn)停止。有故障進(jìn)行報(bào)警指示。B、 試驗(yàn)二 斷路器在負(fù)載電流為額定電流2情況下1小時(shí)內(nèi)斷開。此時(shí)試驗(yàn)臺能設(shè)定試驗(yàn)時(shí)間，試驗(yàn)工位為10位，并在試驗(yàn)過程中能監(jiān)測和準(zhǔn)確記錄下每個(gè)斷路器跳開的時(shí)間，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)斷路器屬于正常斷開，要求試驗(yàn)不能停止，需要在所有工位都斷開或設(shè)定時(shí)間到達(dá)后自動(dòng)斷開。有故障進(jìn)行報(bào)警指示。C、 試驗(yàn)三 斷路器在負(fù)載電流為額定電流3的情況下，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)斷開。此時(shí)為單個(gè)斷路器測試，要求試驗(yàn)臺能設(shè)置最大測試時(shí)間，并記錄每個(gè)斷路器動(dòng)作時(shí)間，（并通過多次測試數(shù)據(jù)能夠繪制安秒曲線）。3種額定電流用戶可在計(jì)算機(jī)面板上設(shè)定。要求本系統(tǒng)能夠?yàn)楫a(chǎn)品測試提供精確的三相交流加載電流，10個(gè)工位可單獨(dú)自動(dòng)旁路，自動(dòng)采集電流、工作時(shí)間等參數(shù)?？刂屏鞒逃捎?jì)算機(jī)編制，采集的數(shù)據(jù)和通斷狀態(tài)可在計(jì)算機(jī)上顯示，并能夠歸納數(shù)據(jù)用于生成安秒曲線。1.2 產(chǎn)品要求測試的性能指標(biāo)：工位數(shù)：10路。時(shí)間控制：10工位獨(dú)立控制，范圍：05000秒，精度0.1S；每相最大電流：100A，三相電流獨(dú)立調(diào)節(jié)，10工位合計(jì)不超過400A。以后可擴(kuò)展至每相200A，10工位合計(jì)不超過600A。輸出形式：純凈400HZ正弦波。分A、B、C三相輸出，每相最大電流100A。10工位合計(jì)不超過400A。每路電流可分別設(shè)置和檢測，電流量程：150A。設(shè)置和檢測精度：1%。二、 設(shè)計(jì)方案：2.1 總體結(jié)構(gòu)：2.2.1 總體設(shè)計(jì)思路：根據(jù)用戶需求，本測試系統(tǒng)部件安裝在測試機(jī)柜內(nèi)。測試機(jī)柜內(nèi)裝控制計(jì)算機(jī)、3路程控相差120的400HZ交流電源、電源變換和測試機(jī)箱、控制機(jī)箱和10個(gè)測試工位夾具，每路電源可獨(dú)立調(diào)節(jié)，可自由進(jìn)行1到10組交流斷路器的測試。下圖為測試機(jī)柜示意圖：測試機(jī)柜排布示意圖（圖1）l 機(jī)柜設(shè)計(jì)為20U高。風(fēng)冷，風(fēng)向從前到后，測試夾具和接線柱在機(jī)柜頂層。l 測試機(jī)柜內(nèi)裝一體式工控機(jī)工控機(jī)、工位控制機(jī)箱、電源變換和測試機(jī)箱、3路400HZ電源等。l 工控機(jī)采用一體化工控機(jī)，可節(jié)約體積，方便操作。l 電源變換與測試機(jī)箱負(fù)責(zé)變壓、測流、提供三相400HZ正弦信號，監(jiān)測斷路器狀態(tài)并驅(qū)動(dòng)接觸器等工作，風(fēng)冷。l 工位控制機(jī)箱內(nèi)包含二極管模塊和接觸器單元。并負(fù)責(zé)將電源接頭引入測試夾具箱，發(fā)熱量很大，風(fēng)冷。l 測試夾具箱用于按照要求固定和聯(lián)接斷路器。l 測試機(jī)柜連接出10組電纜到測試夾具，用戶可將被測斷路器安裝在夾具上，上好測試電纜，在計(jì)算機(jī)上控制測試參數(shù)和測試流程，測試過程和測試結(jié)果實(shí)時(shí)顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上。2.1.2設(shè)計(jì)難點(diǎn)與方案：l 400HZ大電流恒流源的精度與功率是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要難點(diǎn)。l 本系統(tǒng)通過電源變換和測試機(jī)箱產(chǎn)生3路120Hz相差的400HZ精確交流信號，再通過模擬乘法器動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)輸出幅度；信號分別通過3路交流功率放大器放大為大功率輸出，再通過400HZ隔離變壓器變換為低壓大電流輸出。l 每路輸出電流都由霍爾電流采樣器采樣，回送至電源變換和測試機(jī)箱，經(jīng)有效值變換、AD采樣，與設(shè)定值比較，軟件動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)輸出信號強(qiáng)度，以達(dá)到穩(wěn)定輸出交流電流的目的。l 系統(tǒng)滿負(fù)荷工作時(shí)熱耗散較大，在功率放大器和隔離變壓器的上下兩層均安放冷卻風(fēng)機(jī)組，可有效帶走熱量，提高系統(tǒng)可靠性。l 如果10路3相交流電流源均為獨(dú)立輸出，則需要30路可獨(dú)立調(diào)整的400HZ電源才能滿足試驗(yàn)要求，這樣的方案耗散功率極大，而效率很差。串聯(lián)工作方式可以降低功率需求，但普通的串聯(lián)工作方式在某一路斷路器動(dòng)作時(shí)會(huì)影響到其它工位的測試，不能滿足用戶不間斷試驗(yàn)的要求。我們采用動(dòng)態(tài)旁路的串聯(lián)方案可以很好的解決這個(gè)問題。l 下圖為設(shè)計(jì)方案原理圖：動(dòng)態(tài)旁路示意圖（圖2）2.2計(jì)算機(jī)和軟件：l 計(jì)算機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)工控計(jì)算機(jī)，WINDOWS-XP系統(tǒng)。l 軟件兼容WINDOWS-XP系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品的試驗(yàn)過程，并能夠存儲(chǔ)試驗(yàn)結(jié)果。l 軟件采用圖形化界面，在狀態(tài)顯示欄，用形象化圖形顯示出每個(gè)器件的電流狀態(tài)和通斷狀態(tài)。在執(zhí)行欄，用文本窗口顯示執(zhí)行過程中的狀態(tài)信息和報(bào)警或錯(cuò)誤信息；執(zhí)行欄的信息可作為測試報(bào)告輸出。2.4連接電纜：l 測試機(jī)柜有對應(yīng)產(chǎn)品的10套柔性功率輸出電纜。l 每套輸出電纜為6根，可與對應(yīng)產(chǎn)品可靠端接。 名 稱數(shù)量說 明控制機(jī)箱1硬件材料及開發(fā)費(fèi)用電源變換和測試機(jī)箱1硬件材料及開發(fā)費(fèi)用32U機(jī)柜1硬件材料及定制費(fèi)用測試儀單片機(jī)、PLD軟件1下位機(jī)軟件開發(fā)及調(diào)試試驗(yàn)費(fèi)用1測試儀調(diào)試、試驗(yàn)、老煉及校準(zhǔn)功率放大器和隔離變壓器10路功率輸出現(xiàn)場調(diào)試及試驗(yàn)費(fèi)用1與產(chǎn)