直流電源/能量吸收器測(cè)試系統(tǒng)包括直流電源和再生能量吸收器。其額定值為 400 VDC,± 150A。該系統(tǒng)包含直流電源、交流配電和互鎖系統(tǒng)、能量吸收器機(jī)箱,以及吸收器負(fù)載電阻器機(jī)箱。電源配有遠(yuǎn)程控制選件,用戶可在本地模式使用前面板或通過 GPIB接口進(jìn)行控制。
直流電源
直流電源有兩種型號(hào)可供選擇,每種型號(hào)在 75 A 時(shí)的額定電壓為 0-400 V DC。SGI 電源包含 GPIB 可編程接口,可作為主電源供電。SGA 電源則用作從機(jī)。該主從系統(tǒng)能在 150 A 的電流下提供高達(dá) 400 V 的電壓和 60 kW的輸出功率。通過主從配置的操作形式,電源系統(tǒng)可作為一個(gè)單元運(yùn)行,并能通過本地控制或 GPIB接口實(shí)現(xiàn)控制。
直流電源支持電壓和電流設(shè)置和回讀功能,主機(jī)電源可顯示兩個(gè)電源的總和值。在該系統(tǒng)中使用時(shí),其電流檢測(cè)功能還提供實(shí)際輸出電流的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的機(jī)箱中裝備了阻塞二極管,讓再生電流不通過電源傳導(dǎo),從而單獨(dú)提供系統(tǒng)電流回讀。
能量吸收負(fù)載機(jī)箱
能量吸收負(fù)載機(jī)箱內(nèi)裝有再生電阻負(fù)載元件。負(fù)載由數(shù)個(gè)串聯(lián)/并聯(lián)的高功率電阻組成,能在 30 kW 連續(xù)功率和 60 kW 峰值功率下產(chǎn)生大約 1.5 歐姆的總電阻。
能量吸收控制機(jī)箱
能量吸收控制機(jī)箱內(nèi)含由 IGBT 和 SCR 組成的初級(jí)和次級(jí)電壓鉗。此外,它還包含一個(gè) GPIB 編程器和測(cè)量電路以及控制器,以便為電源組件提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在機(jī)箱中,高電流總線電容器連接在輸出通道之間,以限制電壓上升率(轉(zhuǎn)換率),促使 IGBT 在發(fā)生外部再生電流脈沖時(shí)以受控的頻率運(yùn)作,并存儲(chǔ)能量以為負(fù)載提供高峰值的電流脈沖。產(chǎn)品還配有與輸入電源串聯(lián)的阻塞二極管,用于檢測(cè)電流的方向和幅度。此外,還有差分放大器,用于監(jiān)控阻塞二極管兩端的電壓,并將其調(diào)節(jié)到內(nèi)部 GPIB 控制器所編程的值,而該值獨(dú)立于輸入電壓。在一些測(cè)試中,在 Regen 脈沖事件期間電壓需要增加到正常電壓電平以上,因此必須縮放阻塞二極管兩端的輸出,以便饋送到比較器的電壓與校準(zhǔn)到相同的電壓范圍的控制器 DA 轉(zhuǎn)換器成比例。當(dāng)來自執(zhí)行器的電流導(dǎo)回吸收器機(jī)箱時(shí),總線電容器充電直到比較器的輸入達(dá)到設(shè)定的閾值,并激活驅(qū)動(dòng)信號(hào),并打開連接輸出總線上吸收器負(fù)載電阻的功率 IGBT。電阻器使輸出電容器放電,直到比較器達(dá)到較低的閾值電壓。如此,在致動(dòng)器 Regen 電流提供充電電流和吸收器負(fù)載電阻器提供放電電流的情況下,總線電容器組電壓可以保持在恒定水平,并在充電和放電間隔期間提供大約 5 V 峰值到峰值的紋波電壓。Energy Absorber Control 機(jī)箱還包含用于激活A(yù)C輸入接觸器、繼電器和電源關(guān)閉信號(hào)的電路。這些信號(hào)是通過控制連接器啟用的。此外,產(chǎn)品還提供高帶寬的 0 到 10V 的模擬電路。其與直流輸出電壓和電流成比例,可應(yīng)用于配合示波器或外部模擬系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。Absorber 機(jī)箱內(nèi)的 GPIB 控制器也裝配了電壓和電流監(jiān)視器,并可以通過總線查詢電壓和電流的值。機(jī)箱的附加功能還包括可在電源中斷時(shí)為 SCR 提供輔助性保護(hù)的 OVP 檢測(cè)器,以及顯示前面板狀態(tài)的 LED。該 LED 用于顯示 OVP 電路、繼電器和接觸器的運(yùn)行狀態(tài)。示波器照片示例顯示了電源和再生電路對(duì)特定負(fù)載條件的作用。照片展示輸出電壓的擴(kuò)展視圖,其中的充電和放電間隔更加明顯。底部記錄線是在脈沖再生事件期間在 Energy Absorber 電源架上的輸出電流。頂部記錄線(1)顯示在 10 V/div、AC 耦合和編程為 270 VDC 的條件下的輸出電壓。下部記錄線(3)顯示在 100 A/div 的條件下的負(fù)載電流在 100 A 的電阻負(fù)載和 150 A 的 Regen 電流之間進(jìn)行切換。示波器軌跡中心的箭頭顯示零電流水平。示波器以 4 毫秒/格來顯示數(shù)據(jù)。

通信
電源配備 GPIB 接口,可通過使用標(biāo)準(zhǔn) SCPI 命令來設(shè)置和回讀電源的電壓和電流,也可以從前面板手動(dòng)操作。
能量吸收 機(jī)箱配有一個(gè) GPIB 接口,可用于編程 Regen 鉗位限制、輸入接觸器閉合、壓差繼電器閉合以及電壓和電流回讀。機(jī)架后部為兩個(gè)接口提供 GPIB 連接。
交流控制和分配
電力系統(tǒng)還包含 AC 配電系統(tǒng)。在 480 V 直流和 150 A 時(shí),直流輸出額定功率為 60kW,機(jī)架的交流輸入電流為每相 120A(采用 400 VAC、3 相、4 線連接)。機(jī)架的交流電源由兩個(gè)插針和套管類連接器供應(yīng),并路由斷路器和電源斷開互鎖接觸器。交流互鎖激勵(lì)繼電器,而繼電器則由位于前面板上的 ON/OFF 閉合開關(guān)或后 I/O 面板連接器上的輔助閉合開關(guān)操作。ON/OFF 面板包含兩個(gè)按鈕開關(guān),一個(gè) ON 按鈕和一個(gè) 扭轉(zhuǎn)鎖定的 OFF 按鈕。此外,還提供門互鎖和單點(diǎn)接地連接。
直流輸出
直流輸出是通過上圖所示面板上的的 MS 型連接器提供(匹配的型號(hào)和載流量)。