【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上涉及用于电气设备的测试系统的，并且更具体地涉及允许执行与产品的设计、生产或标准相关的电气测试的系统，所述产品连接至电网并为电负载供电，例如电动汽车充电器或光伏逆变器。
技术介绍
1、目前，当制造商生产必须连接至电网或直流电压源(例如电池)的产品时，他们在开发处理以及后续制造处理中都需要可编程电压源。利用这种可编程电压源，新产品可以经受公共电网可能具有的不同配置(不同的电压、不同的电网频率、可能发生的不同干扰等)。执行这些测试是为了能够开发可以在不同国家与不同电网连接的产品，或者例如，为了销售该产品，在每个国家执行电力法规要求的测试。
2、此外，如果制造商正在开发或生产的产品是将为电负载供电的装置，例如电动汽车充电器、ups(不间断电力供应)、电池充电器、电缆、家用充电器(用于手机、笔记本电脑等)、电气开关装置(插头、断路器、保险丝、电表等)、光伏逆变器、变压器等，为了能够使产品经受其标称操作条件(满载)并且能够执行与所述产品要求的设计、生产或标准相关的测试，则要求根据每个产品具有交流或直流的电气负载。
3、可能存在三种类型的用于对产品执行测试的电气负载：1)在其使用寿命期间将被供电的产品本身：例如，在电动汽车充电器的情况下的电动汽车。在这种情况下，每次需要进行新的测试时，都需要对汽车进行放电；2)仿真待供电产品的无源负载：例如，与电动汽车消耗相同的电阻器和电容器。在这种情况下，每次测试所需的能量和电力都被电网消耗，并且在电阻器中消耗。然而，并不是所有类型的负载都可以用无源负载来仿真，因为例
4、这产生了在图1至图3中表示并且在下面描述的针对执行测试的三种可能的情况。
5、图1表示了真实产品条件下的测试用例a)。在这种情况下，制造商将产品1置于终端用户将使用的相同条件下。测试产品1连接至相同的电网2和相同的实际负载3。在电动汽车充电器的情况下，电动汽车充电器将连接至公共电网和真实电动汽车。在这种情况下，制造商只能测试一个电网和充电情况。拥有所有可能的电网或执行电力法规要求的所有电气干扰，以及拥有用户可以连接至产品的所有可能的负载是非常复杂或者甚至不可能的。在电动汽车充电器的示例中，制造商需要访问不同国家的不同电网，以及市场上的所有电动汽车型号。在这种情况下，关于能量，测试需要所有产品的标称功率以及总电能消耗。
6、图2表示了使用可编程电压源4(交错在电网2与测试产品1之间)和接收电荷的无源部件5的仿真条件下的测试用例b)。在这种情况下，制造商将产品置于与终端用户相同的条件下，但是对源和负载进行仿真。使用可编程源来执行源的仿真，该可编程源允许创建可能出现于产品的终端用户的不同电压、频率等情况以及允许将干扰用于每个产品所需的规范测试。充电是使用对产品的最终充电进行仿真的无源充电平台来完成的。然而，并不是所有类型的负载都可以用无源负载来仿真，因为例如，电动汽车经历其电池的完整充电过程，并且没有恒定的消耗。其他负载是非线性的，并且不能用无源元件仿真。在这种情况下，关于能量，测试需要所有产品的标称功率以及总电能消耗。
7、图3表示了在借助于可编程电压源和接收电荷的电子负载的仿真条件下进行测试的第三用例c)。在这种情况下，制造商将产品置于与终端用户相同的条件下，但是电子地仿真源和负载。换句话说，可编程源4交错在电网2与测试产品1之间，并且进而，电子负载6放置在测试产品1与电网2之间。因此，可以在任何时候都需要的电网条件下执行测试，并且也可以再现任何类型的线性或非线性的、静态或变化的负载，这再现了最终产品将与用户一起执行的整个处理，以及所需的规范测试。这是比用例a和b更完整得多的测试类型，并且也更动态得多，包括其他方法a和b不允许的测试。在这种情况下，关于能量，测试要求产品的整个标称功率、电气装置和标称功率的开关设备。在能量方面，如果电子负载是再生的，则仅消耗电力公司设备的损耗，能够获得大约80％的能量消耗的减少。这种减少是由于可编程源4和电子负载6都被认为具有90％的效率并且因此各自具有10％的损耗(总共20％)的事实。这20％是由电力公司最终消耗的(比用例a和b少80％)。
8、因此，现有技术为测试电气设备提供了不同的解决方案，这些解决方案在效率和性能上各不相同并且是持续的挑战，这需要不断寻找主要允许节能的更有效的解决方案。从这个意义上说，这个领域的任何小进步都是大的技术挑战和技术成就。
技术实现思路
1、为了提供比上述电力设备测试和测量系统的现有技术中的那些解决方案具有更高能量效率的解决方案，其中，连接至电网(交流或直流)并为系统或电气负载供电的装置需要再现所述装置将在操作中连接到的源和负载的系统，本专利技术在第一方面提出了用于在闭合电路中测试电气产品的仿真器系统，该仿真器系统包括：
2、-第一电力电子结构，其用于仿真可连接至待测试的电气产品的输入端的电压源；
3、-第二电力电子结构，其用于仿真可连接至待测试的电气产品的输出端的电子负载；
4、-直流总线，其连接第一电力电子结构和第二电力电子结构；
5、-电力供应，其被配置成连接至一般电网并为直流总线供电；以及
6、-控制模块；
7、其中，一旦待测试的电气产品连接至第一电力电子结构和第二电力电子结构，就建立闭合电路，在该闭合电路中第一电力电子结构消耗来自总线的电力来测试电气产品，并且第二电力电子结构将所消耗的电力重新注入至总线中。
8、电力供应被设想成向直流总线提供对从总线消耗的电力与再注入至总线中的电力之间的不平衡进行补偿的电力量。因此，有利的是，通过提供最小量的电力来平衡系统的能量平衡，该最小量的电力减少至由于任何系统中固有的热的影响而造成的损耗。
9、在本专利技术的一个实施方式中，系统包括周围壳体，该周围壳体将其余元件容纳在该周围壳体内部。因此，有利地，该系统的所有特征都在单个装置中提供，具有节省空间和材料的优点。
10、根据本专利技术的一个实施方式，电力供应是包括隔离变压器和ac/dc电力供应块的单向供应。因此，有利地，提供了没有有源元件(受控半导体)或输入滤波器的电力供应。具体而言，ac/dc电力供应块被设想成实现在二极管整流器、晶闸管整流器或开关源之间选择的分类。
11、根据本专利技术的一个实施方式，直流总线包括串并联连接的多个高容量电容器。替选地，对于测试产品或被测试设备需要与其输出电隔离的输入的情况，如在测试光伏逆变器时发生的情况，设想高频隔离dc/dc转换器交错在直流总线中，因此在功能上将所述直流总线划分为彼此电隔离的两个总线本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于在闭合电路中测试电气产品(1)的仿真器系统，其特征在于，所述仿真器系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电力供应(13)被配置成向所述直流总线(14)提供对从所述直流总线(14)消耗的电力与再注入至所述直流总线(14)中的电力之间的不平衡进行补偿的电力量。
3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，所述系统还包括壳体，其中，所有元件都容纳在所述壳体内部。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述电源(13)是包括隔离变压器(18)和AC/DC电力供应块(19)的单向源。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述AC/DC电力供应块(19)包括在二极管整流器、晶闸管整流器或开关源中选择的分类。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述直流总线(14)包括串并联连接的多个高容量电容器(20)。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述直流总线(14)包括以高频隔离的交错DC/DC转换器(21)，所述交错DC/DC转换器在功能上将所述直流总线划分成彼此电隔离的两个总线(2
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述第一电力电子结构(11)是被配置成仿真交流电压源(24)的双向电力结构，其包括与输出滤波器(28)串联连接的DC/AC逆变器(26)。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述第一电力电子结构(11)是被配置成仿真交流电压源(25)的双向电力结构，其包括串联连接至输出滤波器(28)的DC/DC转换器(27)。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述第一电力电子结构(11)是被配置成仿真电压源的双向电力结构，其还包括被配置成在交流(24)或直流(25)之间进行选择的模式选择器。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述第二电力电子结构(12)是被配置成仿真交流电子负载的双向电力结构，其包括串联连接至电感输出滤波器(31)的DC/AC逆变器(29)。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中，所述第二电力电子结构(12)是被配置成仿真直流电子负载的双向电力结构，其包括串联连接至电感输出滤波器(31)的DC/DC转换器(30)。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中，所述第二电力电子结构(12)是被配置成仿真电子负载的双向电力结构，其还包括被配置成在交流或直流之间进行选择的模式选择器。
14.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述控制模块(10)连接至所述系统的所有元件，并且其中，所述控制模块(10)包括其自己的电力供应(34)、中央处理器(35)、通信模块(36)和接口模块(37)。
...【技术特征摘要】
1.一种用于在闭合电路中测试电气产品(1)的仿真器系统，其特征在于，所述仿真器系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电力供应(13)被配置成向所述直流总线(14)提供对从所述直流总线(14)消耗的电力与再注入至所述直流总线(14)中的电力之间的不平衡进行补偿的电力量。
3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，所述系统还包括壳体，其中，所有元件都容纳在所述壳体内部。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述电源(13)是包括隔离变压器(18)和ac/dc电力供应块(19)的单向源。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述ac/dc电力供应块(19)包括在二极管整流器、晶闸管整流器或开关源中选择的分类。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述直流总线(14)包括串并联连接的多个高容量电容器(20)。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述直流总线(14)包括以高频隔离的交错dc/dc转换器(21)，所述交错dc/dc转换器在功能上将所述直流总线划分成彼此电隔离的两个总线(22，23)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述第一电力电子结构(11)是被配置成仿真交流电压源(24)的双向电力结构，其包括与输出滤波器(28)串联连接的dc/ac逆变器(26)。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：华金·洛佩斯梅斯特雷，玛尔塔·贝格加西亚，
申请(专利权)人：西能加能源解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：
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