实验室拥有Opal-RT Technologies公司RT-LAB OP5600实时仿真平台(4 Racks),包括工业级的系统实时仿真平台软件包。通过RT-LAB,可以直接将利用MATLAB/Simulink建立的动态系统数学模型应用于实时仿真、控制、测试以及其它相关领域。RT-LAB是一种全新的基于模型的工程设计应用平台。实验人员可以在一个平台上实现工程项目的设计,实时仿真,快速原型与硬件在回路测试的全套解决方案。
图6-1RL-Lab实时仿真系统
武汉大学实验室拥有LEMSYS公司的半导体器件动静态测试平台,测试能力达到1200V/600A(瞬时1200A)。半导体开关器件为大功率电力电子变换装置的核心器件。随着大功率电力电子技术的不断发展,装置在复杂工况下的稳定性与可靠性问题成为研究重点。半导体动静态测试仪可对开关器件稳态运行(静态)时与开关器件开通关断瞬间(动态)的电压电流进行记录。通过建立不同工况下的开关器件稳态运行与开关模型,进一步实现对开关器件在不同应用场景中效率、稳定性、可靠性等性能的定量描述。
图6-2半导体动静态测试平台
武汉大学实验室拥有自研新能源并网检测平台。电能质量问题的再现便于在实验室环境下对电能质量问题进行实物研究。新能源并网检测平台可以再现电力系统中各种典型的电能质量问题,包括电压质量与电流质量问题。其丰富的模拟功能也可以作为各种电力电子装置运行试验的平台,考验电力电子装置的补偿性能及电网生存能力。
图6-3新能源并网检测平台
武汉大学实验室拥有自研两电平电压源型并网变换器实验平台和级联多电平并网变换器实验室平台。同时,拥有大功率可编程交流、直流电源,可以模拟风电、光伏、储能等系统中电力电子变换器运行工况,方便的进行各类拓扑的并网实验。
武汉大学实验室拥有votschtechnik气候模拟试验箱,能实现-40℃至150℃可编程环境温度模拟,与15%r.h至98%r.h可编程环境湿度模拟,适用于温度与湿度的加速老化试验。
图6-5气候模拟试验箱
序号 | 设备名称 | 主要功能 | 主要技术参数 |
1 | PRO DC功率半导体器件静态测试机 | 实现8000A/10000V以内IGBT/MOSFET等功率半导体器件的静态参数测试。 | 主要测试项目包含: 栅极漏电流 IGES :Ige 0 - 10μA,Vge 0-100V 栅极阀值电压 VGE(th) :Vge 0 - 20V ,ice 0-2A 导通特性 VCEsat:Vce 0 - 10V,Ice 0-8000A 开通电阻 Rdson:0.1-500ohm 正向特性 VF:Vf 0 - 10V,If 0.1-2000A C-E击穿电压 VCES: Ice 0.1uA-100mA ,Vce 0-10000V 集电极关断电流 ICES: Vce0 - 10000V Ice0.01 - 100mA 夹断电压 适用于模块类型: 单管,半桥,全桥,PIM,三电平等 |
2 | 功率半导体器件动态测试机 | 针对大功率IGBT/MOSFET/二极管器件和芯片的动态特性测试系统,覆盖8000A/10000V以内的模快测试,短路电流高达14000A, 200度高温平台。 | 动态电流:10-6000A ;动态电压:50-8000V 主要测试项目包括: 单脉冲安全关断工作区;双脉冲安全关断工作区;开通测试(感性负载下);关断测试(感性负载下);续流二极管反向恢复特性;短路测试;门极开通电荷;雪崩测试 适用模块类型: 单管,半桥,全桥,PIM,三电平等 |
3 | 电力电子数字物理实时仿真系统 | 可实现大型电力系统,可再生能源系统和电力换流器,系统硬件在环仿真。 | 基于MATLAB的RTLAB软件,支持SIMULINK库和SIMPOWER库; 电气系统经典步长为50us,RTLAB极限步长为1us; OP5600,OP5607,3组16位模拟输入接口和5组16位模拟输出接口,4组32位数字输入接口和2组32位数字输出接口,12核CPU,2块FPGA; 物理数字混合仿真 |
4 | 风力发电转换控制平台 | 模拟风力发电并网 | 1.双馈发电实验台 a.交流电机拖动为15KW,交流电机拖动为11kw; b.风速范围:1米/秒~30米/秒,风速精度为±0.5米/秒; c.四象限变流器及并网系统。电网电压总谐波畸变率为4%,电网电压稳态变化范围为±10%,电网电压谐波含量为25%,电网电压稳态不对称度为5%。 2.同步直驱发电实验台 a.交流拖动电机为15KW; b.风速范围:1米/秒~30米/秒,风速精度为±0.5米/秒; c.并网点电网电压总谐波畸变率为4%,电网电压稳态变化范围为±10%,电网电压谐波含量为25%,电网电压稳态不对称度为5%。 |
5 | chorma 61860 | 可提供模拟各种正常或异常的交流电输入情况,并对测试中的产品做重要参数的量测。 | 61860输出功率:60kVA; 电压规格:0-300V; 频率:DC,30Hz-100Hz; 能源回收功能,可提供100%额定电流回收能力; 可选择单相或三相交流输出; 可控制电压及频率的变动速率; 可设定电压和电流的输出限制; 可设定电压波形启动及关闭的相位角; 输出电压变化的同步TTL信号; LIST、STEP、PULSE模式做测试电源扰动(PLD)模拟; 电压暂降、短时中断和电压变化模拟; 谐波和间谐波的失真波形合成。 |
6 | chorma 61509 | 可提供模拟各种正常或异常的交流电输入情况,并对测试中的产品做重要参数的量测。 | 功率规格: 6kVA; 电压规格: 0-175V/0-350V/Auto; 频率: DC, 15Hz-2kHz; 可选择单相或三相交流输出; 可设定电压和频率的输出变动率; 可设定电压和电流的输出限制。 |
7 | 功率分析仪WT5000 | 常规测量、实时波形、谐波分析、平均或积分功能、采集与记录。 | 确保基本精度为±0.03%,且在选定电压和电流量程的1%~130%范围都能够保证精度。 WT5000最小化了低功率因数的影响(视在功率的0.02%),也能精确测量较大的相移与频率。 交流功率精度:读数的0.01%+量程的0.02%。 直流功率精度:读数的0.02%+量程的0.05%。 10 MS/s 18 bit ADC。 |
8 | 恒温箱C4-180 | 测试温度对产品的性能、功能和使用寿命等方面的影响,提供可复现、可认证以及可加速条件下的环境模拟测试。 | 温度范围-40°Cto+150°C 温度波动度±0.1Kto±0.5K 温度偏差±0.5Kto±2.0K 温度均匀度≤2K 升温速率4.0K/min 降温速率3.5K/min |