系統(tǒng)說(shuō)明

    能量吸收器測(cè)試系統(tǒng)包含電源和一個(gè)額定值為400VDC、±150A 的可再生能量吸收器。該系統(tǒng)由直流電源、一個(gè)交流配電與聯(lián)鎖系統(tǒng)、一個(gè)能量吸收器機(jī)箱及一個(gè)吸收器負(fù)載電阻機(jī)箱組成。電源配備有可通過(guò)GPIB 進(jìn)行控制的遠(yuǎn)程控制選項(xiàng)，也可以在本地模式下利用前面板進(jìn)行控制。下面的章節(jié)中說(shuō)明了系統(tǒng)特定部件的操作。

    直流電源

    電源由兩個(gè)型號(hào)類(lèi)型組成，每個(gè)的額定值為0-400VDC、75A。SGI 電源包含一個(gè)GPIB 編程接口，并作為主電源運(yùn)行。SGA 電源被用做從電源，并被用做壓控電流源。主/從電源被用來(lái)提供高達(dá)400V、150A（60kW）的輸出功率。在主/從結(jié)構(gòu)內(nèi)，電源作為一個(gè)單元運(yùn)行，而且可以主單元通過(guò)本地控制或IEEE-488 操作。

    直流電源包括一個(gè)用于電壓及電流回讀的裝置。在電源前面板設(shè)置電流回讀以便SGI 電源指示兩個(gè)電源的總和。用在本系統(tǒng)中時(shí)，電源電流監(jiān)控顯示實(shí)際的電源輸出電流。因?yàn)槟芰课掌鳈C(jī)箱內(nèi)有一個(gè)阻流二極管，再生電流不通過(guò)電源傳導(dǎo)，因此，可單獨(dú)進(jìn)行系統(tǒng)電流回讀。

    能量吸收器負(fù)載機(jī)箱

    能量吸收器負(fù)載機(jī)箱含有再生電阻性負(fù)載元件。負(fù)載由許多串聯(lián)或并聯(lián)的大功率電阻器組組成，在30kW 的連續(xù)功率及60kW 的峰值功率下能產(chǎn)生總計(jì)大約1.5 歐姆的電阻。

    能量吸收器控制機(jī)箱

    能量吸收器控制機(jī)箱包含主電壓鉗及次級(jí)電壓鉗，這些電壓鉗由一個(gè)IGBT 及一個(gè)SCR 組成。此外，它還包含一個(gè)GPIB 程序設(shè)計(jì)裝置、測(cè)量電路及為功率元件提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的控制器。在機(jī)箱內(nèi)，在輸出之間連接高電流總線電容以?xún)?chǔ)存能量為負(fù)載提供高峰值電流脈沖，并限制電壓上升的速度（轉(zhuǎn)換速率），這樣在外部再生電流脈沖產(chǎn)生時(shí)，允許IGBT 以可控的頻率運(yùn)行。

    用一個(gè)與輸入電源相串聯(lián)的阻流二極管檢測(cè)電流的方向及振幅。使用差分放大器監(jiān)控阻流二極管兩端的電壓并將其調(diào)節(jié)至內(nèi)置GPIB 控制器所設(shè)置的與輸入電壓電平無(wú)關(guān)的電壓值。因?yàn)樵谝恍┰囼?yàn)中允許電壓在再生脈沖產(chǎn)生時(shí)超過(guò)其額定值，對(duì)阻流二極管兩端的輸出進(jìn)行縮放以使供應(yīng)給比較器的電壓與具有相同電壓量程的控制器模數(shù)轉(zhuǎn)換器成比例。當(dāng)電流由執(zhí)行器流回至吸收器機(jī)箱時(shí)，總線電容充電，直到比較器的輸入值達(dá)到所設(shè)置的臨界值并激活一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)以開(kāi)啟IGBT 與吸收器負(fù)載電阻通過(guò)輸出總線相連的電源。

    電阻將輸出電容放電，直至比較器上的電壓達(dá)到某個(gè)低閾值。這樣，通過(guò)執(zhí)行器再生電流提供充電電流、吸收器負(fù)載電阻提供放電電流，可將總線電容器組的電壓維持在一個(gè)恒定的水平（在充電和放電期間會(huì)有大約5V 的峰峰紋波）。能量吸收器控制機(jī)箱還含有用于通過(guò)一個(gè)控制連接器激活交流輸入接觸器、繼電器及電源關(guān)閉信號(hào)的線路。還有與直流輸出電壓及電流成比例的高帶寬0-10V 模擬線路用于供示波器或外部模擬系統(tǒng)監(jiān)控用。機(jī)箱內(nèi)置的GPIB 控制器上有電壓及電流監(jiān)控器，以便通過(guò)總線訪問(wèn)它們的值。機(jī)箱的其他功能包括一個(gè)在電源中斷時(shí)供二次保護(hù)SCR 使用的過(guò)壓保護(hù)檢測(cè)器和用于顯示過(guò)壓保護(hù)線路、繼電器及接觸器運(yùn)行狀態(tài)的前面板狀態(tài)指示燈。

    示波器圖例顯示的是電源及再生電路在特定負(fù)載情況下的動(dòng)作。

    圖片顯示了輸出電壓的展開(kāi)圖，上面的充電與放電時(shí)間更加清晰。底部軌跡顯示的是在發(fā)生脈沖觸發(fā)的再生事件過(guò)程中能量吸收器電源機(jī)架上的輸出電流。頂部軌跡（1）顯示的是在10V/div 的交流耦合時(shí)由程序設(shè)置的270VDC 輸出電壓。下面的軌跡（3）顯示的是在100A 的電阻性負(fù)載和150A 的再生電流間切換的100A/div 的負(fù)載電流。示波器軌跡中間的箭頭是零電流水平。示波器軌跡以4ms/div 顯示。

    通信

    控制電源輸出及電源的電壓與電流回讀的通信是通過(guò)一個(gè)GPIB 接口使用標(biāo)準(zhǔn)的SCPI 命令實(shí)現(xiàn)的。還可以通過(guò)前面板手動(dòng)操作電源。能量吸收器機(jī)箱含有一個(gè)GPIB 接口用于設(shè)置再生鉗位限度、輸入接觸器閉合、釋放繼電器閉合及電壓與電流回讀。機(jī)架后面有供兩個(gè)接口使用的GPIB 連接。

    交流控制及配電

    電源機(jī)架系統(tǒng)中含有一個(gè)交流配電系統(tǒng)。額定直流輸出功率為60kW、480VDC 及150A，通過(guò)400VAC、三相四線連接至機(jī)架的交流輸入電流為120A/相。交流電源通過(guò)兩針套管式連接器并經(jīng)過(guò)斷路器和電源斷開(kāi)聯(lián)鎖接觸器至機(jī)架。通過(guò)安 裝于前面板的開(kāi)啟/關(guān)閉開(kāi)關(guān)閉合或利用通過(guò)后輸入/輸出面板連接器可獲得的輔助開(kāi)關(guān)閉合激活繼電器以運(yùn)行交流聯(lián)鎖。開(kāi)啟/關(guān)閉面板含有兩個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)，一個(gè)開(kāi)啟按鈕及一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)鎖定關(guān)閉按鈕。還提供有一個(gè)門(mén)聯(lián)鎖和單點(diǎn)接地連接。

直流輸出

    通過(guò)上圖中面板上的一個(gè)具有合適型號(hào)和載流量的MS型連接器進(jìn)行直流輸出。我們提供相配套的連接器。