具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参见图1，图1是本发明提供的一个实施例的换流阀阻尼电容器用加速寿命试验装置的主要结构框图。如图1所示，本发明实施例中的换流阀阻尼电容器用加速寿命试验装置主要包括：充电单元、次级整流器、限流电阻R₁、电压采样回路、放电回路、控制单元和温控箱；

所述充电单元接入次级整流器的交流输入端，所述充电单元用于输出恒定谐振电流，所述次级整流器用于将充电单元输入的恒定谐振电流进行整流输出恒定电流；

所述限流电阻R₁的一端与次级整流器的直流输出端连接另一端与电压采样回路连接；

所述电压采样回路和放电回路均并联在次级整流器的两端，所述电压采样回路用于采集待测电容器两端的电压，所述放电回路用于待测电容器的放电；

所述放电回路并联在待测电容器C_s的两端；

所述控制单元分别与充电单元、电压采样回路和放电回路连接，用于控制待测电容器的充放电并输出待测电容器C_s的预期使用寿命；

所述温控箱与控制单元连接且所述温控箱内放置有待测电容器，用于设置待测电容器C_s的实验温度。

在本实施例中，所述充电单元，包括：直流电源U_dc、直流双极接触器K₁、逆变器、串联谐振电容C₁、串联谐振电抗L₁和变压器T；

所述直流电源U_dc正极通过双极直流接触器K₁接入逆变器的阳极公共端，直流电源U_dc负极通过双极直流接触器K₁接入逆变器的阴极公共端；

所述串联谐振电抗L₁和串联谐振电容C₁分别串联在变压器T一次侧的两端，且所述串联谐振电抗L₁和串联谐振电容C₁的另一端分别接入逆变器；

所述变压器T的二次侧接入次级整流器交流输入端。

其中，所述逆变器由第一可关断器件S₁、第二可关断器件S₂、第三可关断器件S₃、第四可关断器件S₄、第一续流二极管D₁、第二续流二极管D₂、第三续流二极管D₃和第四续流二极管D₄组成；

所述第一可关断器件S₁、第二可关断器件S₂、第三可关断器件S₃和第四可关断器件S₄均分别与第一续流二极管D₁、第二续流二极管D₂、第三续流二极管D₃和第四续流二极管D₄反并联；

所述第一可关断器件S₁与第四可关断器件S₄串联构成第一串联回路，第二可关断器件S₂与第三可关断器件S₃串联构成第二串联回路，且所述第一串联回路与第二串联回路并联；

所述串联谐振电抗L₁的一端接入第一可关断器件S₁的阴极与第四可关断器件S₄的阳极连接点；

所述串联谐振电容C₁的一端接入第二可关断器件S₂的阴极与第三可关断器件S₃的阳极连接点；

所述第一可关断器件S₁、第二可关断器件S₂的阳极公共端通过双极直流接触器K₁与直流电源U_dc正极连接；

所述第三可关断器件S₃和第四可关断器件S₄的阴极公共端通过双极直流接触器K₁与直流电源U_dc负极连接。

所述次级整流器由第一整流二极管d₁、第二整流二极管d₂、第三整流二极管d₃和第四整流二极管d₄组成；

所述第一整流二极管d₁与第三整流二极管d₃串联构成第三串联回路，所述第二整流二极管d₂与第四整流二极管d₄串联构成第四串联回路，且所述第三串联回路与第四串联回路并联。

具体的，所述充电单元接入次级整流器的交流输入端，包括：

充电单元中变压器T的二次侧分别接入次级整流器的第一整流二极管d₁与第三整流二极管d₃的连接点和第二整流二极管d₂与第四整流二极管d₄的连接点。

具体的，所述控制单元与充电单元连接包括：

控制单元输出PWM控制脉冲信号与充电单元中第一可关断器件S₁、第二可关断器件S₂、第三可关断器件S₃和第四可关断器件S₄的门极连接，用于控制可关断器件的导通和关断。

在本实施例中，所述电压采样回路由电阻R₂与电阻R₃串联组成；

所述电压采样回路中的电阻R₂的一端接入限流电阻R₁与待测电容器C_s的公共连接点，电阻R₃的一端接入待测电容器C_s的另一端；

所述电阻R₂和电阻R₃的公共连接点输出待测电容器C_s端电压分压信号；

所述控制单元的第一输入接口接入电阻R₂和电阻R₃的公共连接点，用于获得电压采样信号。

在本实施例中，所述放电回路由电阻R₄与晶闸管SCR串联组成；

所述控制单元的第一输出接口接入晶闸管SCR的门极，用于将触发信号送达到晶闸管SCR的门极，晶闸管导通为待测电容器C_s放电；

所述电阻器R₄的阻值可调。

实施例2

基于上述实验装置，本发明还提供了种换流阀阻尼电容器用加速寿命试验装置的控制方法，如图2所示，所述方法包括：

步骤1：控制单元控制温控箱的温度升至实验温度T_s；

步骤2：控制单元输出PWM脉冲信号控制充电单元输出恒定谐振电流，并将所述恒定谐振电流输入次级整流器的交流输入端，进而使得次级整流器的直流输出端输出恒定电流I_C；

步骤3：待测电容器C_s以恒定电流I_C充电至待测电容器C_s的电压升至目标值U_s，当控制单元收取到电压采样回路采集的电压等于目标值信号时停止输出PWM脉冲信号，并记录充电时间为t_c；

步骤4：将待测电容器C_s的电压保持为目标值U_S，且保持时间为t_s；

步骤5：控制单元输出PWM脉冲信号控制放电回路中晶闸管的导通，使待测电容器C_s放电直至电压为零，记录放电时间为t_f；

步骤6：将放电后待测电容器C_s电压和充电电流保持为零，且保持时间为t_k；

步骤7：获取当前时刻待测电容器C_s的电容，并判断当前时刻待测电容器C_s的电容是否小于预设电容值，若是，则控制单元依据整个加速寿命试验的持续时间、实验电压目标值和待测电容器的实验温度输出待测电容器的使用寿命，否则，返回步骤2。

在本实施例中，如图3所示，对待测电容器进行充放电，待测电容器C_s以恒定电流I_C充电至待测电容器C_s的电压升至目标值U_s，当控制单元收取到电压采样回路采集的电压等于目标值信号时停止输出PWM脉冲信号，并记录充电时间为t_c；将待测电容器C_s的电压保持为目标值U_s，且保持时间为t_s；控制单元输出PWM脉冲信号控制放电回路中晶闸管的导通，使待测电容器C_s放电直至电压为零，记录放电时间为t_f；将放电后待测电容器C_s电压和充电电流保持为零，且保持时间为t_k；

获取当前时刻待测电容器C_s的电容，并判断当前时刻待测电容器C_s的电容是否小于预设电容值，若是，则控制单元依据整个加速寿命试验的持续时间、实验电压目标值和待测电容器的实验温度输出待测电容器的使用寿命，否则，继续进行上述充放电行为进行实验。

其中，待测电容器C_s的电容的计算式如下所示：

式中，U_s为电压目标值，I_C为恒定电流。

在本实施例中，所述控制单元输出PWM脉冲信号控制充电单元输出恒定谐振电流，如图4所示，包括：

步骤a：控制单元将恒定电流I_C对应的电流有效值Ic-rms与目标电流值Irms-set的差值Iout输入PI控制器，得到PIout信号；

步骤b：将PIout信号分别与控制单元输出的PWM脉冲信号中的三角载波信号zb1和三角载波信号zb2进行相减，得到差值信号z13和差值信号z24；

步骤c：将差值信号z13和差值信号z24进行过零比较，当差值信号z13大于零且差值信号z24小于零时，控制第一可关断器件S₁和第三可关断器件S₃导通，第二可关断器件S₂和第四可关断器件S₄关断；

当差值信号z13小于零且差值信号z24大于零时，控制第一可关断器件S₁和第三可关断器件S₃关断，第二可关断器件S₂和第四可关断器件S₄导通；

步骤d：基于充电单元中第一可关断器件S₁和第三可关断器件S₃导通，第二可关断器件S₂和第四可关断器件S₄关断或第一可关断器件S₁和第三可关断器件S₃关断，第二可关断器件S₂和第四可关断器件S₄导通，对直流电源输出的电流进行逆变处理，进而使充电单元输出恒定谐振电流。

在本实施例中，控制单元输出PWM脉冲信号控制放电回路中晶闸管的导通，使待测电容器C_s放电直至电压为零中，由于R₄电阻连续可调，因此，放电电流连续可调，如图5所示，当电阻器R₄的放电电阻取不同数值时，待测电容器的放电电流出现不同的放电电流峰值i_peak1和i_peak1。

在本实施例中，如图6所示，控制单元依据实验回路的整个加速寿命试验的持续时间、实验电压目标值和待测电容器的实验温度输出待测电容器的使用寿命；其中，所述待测电容器的使用寿命τ₀的计算式如下所示：

上式中，τ_s为整个加速寿命试验的持续时间，U_s为实验电压目标值，U₀为待测电容器的工作电压，T_s为待测电容器的实验温度，T₀为待测电容器的工作温度，a为电压比例指数。

进一步的，所述三角载波信号zb1与三角载波信号zb2的相位相差为180度。

本发明提供的实验装置，可以在较短时间内进行换流阀阻尼电容器的加速寿命试验，节约试验时间和资源，待测电容器的施加电压、环境温度可调，实现不同加速因子下的加速寿命试验，同时待测电容器充放电电流可调，能够真实模拟实际电气应力，保证加速寿命试验的等效性和一致性；还可以定期对待测电容器电容值参数进行自动测试、记录，检测样品电容器失效后自动停止试验，减轻试验人员工作量，避免试验过程中断，自动化程度高，试验时间大幅度缩短，能广泛应用于换流阀阻尼电容器性能试验。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。