一种模拟航空发电机中旋转整流二极管使用环境的组合应力测试装置的制作方法

本发明涉及半导体，具体涉及一种模拟航空发电机中旋转整流二极管使用环境的组合应力测试装置。

背景技术：

1、典型航空三级无刷发电机的拓扑结构如图3所示。其中，旋转整流器位于发电机转子上，由6支旋转整流二极管组成，其在发电机正常工作时与发电机转子一同高速旋转。

2、当旋转整流二极管故障时，发电机励磁电流会异常升高，引起发电系统故障，甚至导致发电系统退网，严重危及飞机飞行安全。根据旋转整流二极管在发电机中的实际工作状态分析，故障类型主要分为热致击穿失效和场致击穿失效，二极管pn结反向击穿后，在反向电流增大和结温升高的正反馈循环过程中导致烧毁，从而形成开路、短路、烧黑故障现象。

3、现有的旋转整流二极管试验，都是基于电应力、热应力、机械应力中的单一应力进行测试，只能测试出旋转整流二极管对单一应力的耐受程度。然而，旋转整流二极管在航空无刷发电机的转子中，其环境温度远高于一般的器件，同时电应力也会产生热量。热量堆积会导致内部存在缺陷的旋转整流二极管产生焊料熔融或者引线接触问题，再结合旋转产生的机械应力，导致器件产生短路或断路产生的热量的问题。即现有的单一应力测试无法检测旋转整流二极管在组合应力下的可靠性，为验证旋转整流二极管的使用可靠性，需对旋转整流二极管施加电应力、热应力、机械应力的组合应力，并实时检测旋转整流二极管的输出信号，模拟旋转整流二极管在发电机实际工作状态下的信号。

4、因此，需要提供一种模拟航空发电机中旋转整流二极管使用环境的组合应力测试装置以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种模拟航空发电机中旋转整流二极管使用环境的组合应力测试装置，通过模拟航空发电机中旋转整流二极管在电机实际运行过程中承受的电应力、热应力和机械应力，以解决现有的单一应力测试无法检测旋转整流二极管在组合应力下的可靠性的问题。

2、本发明的一种模拟航空发电机中旋转整流二极管使用环境的组合应力测试装置采用如下技术方案，包括：

3、支撑组件，其上设置有保温箱，保温箱内转动设置有安装盘，安装盘上设置有旋转整流二极管；

4、驱动单元，用于驱动安装盘转动，并调整安装盘的转速；

5、温控单元，用于为旋转整流二极管所在的保温箱内供热；

6、测量显示单元，用于采集旋转整流二极管在同时转动、加热和通电过程中的性能参数，并进行显示，性能参数包括：旋转整流二极管的管壳温度、电流和电压；

7、配电单元，用于为测量显示单元以及旋转整流二极管提供三相交流电源；

8、以及负载单元，用于模拟旋转整流二极管在使用中的负载。

9、优选地，支撑组件包括：

10、支撑架，其中部架设有水平设置的支撑板；

11、其中，保温箱的一端设置在支撑板上，保温箱的另一端伸出支撑架顶部，且保温箱的外侧壁与支撑架顶部固定，温控单元设置于保温箱的下部内，安装盘设置于保温箱的上部内。

12、优选地，温控单元包括：电加热器，其设置于保温箱下部的内壁上，用于为旋转整流二极管施加热应力。

13、优选地，温控单元还包括：变频调速风机，其输出端通过风道与保温箱的下部连通，用于将电加热器散发的热量吹向旋转整流二极管。

14、优选地，保温箱上部的侧壁还设置有出风口和热电阻，其中热电阻的检测端位于保温箱内，用于检测保温箱内的温度。

15、优选地，驱动单元包括：变频调速电动机，其输出端与安装盘的转动轴传动连接，为安装盘上的旋转整流二极管施加机械应力。

16、优选地，绕安装盘中心在安装盘上开设有多个安装孔，每个安装孔内安装一个旋转整流二极管，且向内的内壁设置有滑环，旋转整流二极管的输出端和输入端分别通过导线与一个滑环连接，滑环通过导线与测量显示单元连接。

17、优选地，测量显示单元包括：工控机，用于采集旋转整流二极管输出的温度信号和电信号，并将温度信号处理后通过显示器显示温度，将电信号处理后通过示波器显示电压和电流。

18、优选地，配电单元为三相交流电源，其通过滑环与旋转整流二极管、工控机连接，为旋转整流二极管提供电应力。

19、优选地，负载单元包括：负载箱，负载箱通过滑环与旋转整流二极管连接。

20、本发明的有益效果是：

21、本发明通过驱动单元为安装在安装盘上的旋转整流二极管施加机械应力，模拟无刷发电机的实际转速，预测旋转整流二极管在相应强度的状态及性能；同时通过配电单元通过滑环将三相交流电源输出的交流电信号输入到旋转整流二极管上，实现旋转整流二极管的电应力施加，并通过温控单元为旋转整流二极管所在的保温箱内供热，以实现对旋转整流二极管的热应力施加，从而模拟航空发电机中旋转整流二极管在电机实际运行过程中承受的电应力、热应力和机械应力的组合应力，以保证旋转整流二极管的测试数据更贴合实际使用的工况，从而保证测试的旋转整流二极管的疲劳特性更为准确。

1.一种模拟航空发电机中旋转整流二极管使用环境的组合应力测试装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种模拟航空发电机中旋转整流二极管使用环境的组合应力测试装置，其特征在于，支撑组件包括：

3.根据权利要求1所述的一种模拟航空发电机中旋转整流二极管使用环境的组合应力测试装置，其特征在于，温控单元包括：电加热器（8），其设置于保温箱（6）下部的内壁上，用于为旋转整流二极管（11）施加热应力。

4.根据权利要求3所述的一种模拟航空发电机中旋转整流二极管使用环境的组合应力测试装置，其特征在于，温控单元还包括：变频调速风机（2），其输出端通过风道（4）与保温箱（6）的下部连通，用于将电加热器（8）散发的热量吹向旋转整流二极管（11）。

5.根据权利要求1所述的一种模拟航空发电机中旋转整流二极管使用环境的组合应力测试装置，其特征在于，保温箱（6）上部的侧壁还设置有出风口和热电阻（5），其中热电阻（5）的检测端位于保温箱（6）内，用于检测保温箱（6）内的温度。

6.根据权利要求1所述的一种模拟航空发电机中旋转整流二极管使用环境的组合应力测试装置，其特征在于，驱动单元包括：变频调速电动机（1），其输出端与安装盘（10）的转动轴传动连接，为安装盘（10）上的旋转整流二极管（11）施加机械应力。

7.根据权利要求1所述的一种模拟航空发电机中旋转整流二极管使用环境的组合应力测试装置，其特征在于，绕安装盘（10）中心在安装盘（10）上开设有多个安装孔，每个安装孔内安装一个旋转整流二极管（11），且向内的内壁设置有滑环（7），旋转整流二极管（11）的输出端和输入端分别通过导线与一个滑环（7）连接，滑环（7）通过导线与测量显示单元连接。

8.根据权利要求1所述的一种模拟航空发电机中旋转整流二极管使用环境的组合应力测试装置，其特征在于，测量显示单元包括：工控机，用于采集旋转整流二极管（11）输出的温度信号和电信号，并将温度信号处理后通过显示器显示温度，将电信号处理后通过示波器显示电压和电流。

9.根据权利要求8所述的一种模拟航空发电机中旋转整流二极管使用环境的组合应力测试装置，其特征在于，配电单元为三相交流电源，其通过滑环与旋转整流二极管（11）、工控机连接，为旋转整流二极管（11）提供电应力。

10.根据权利要求1所述的一种模拟航空发电机中旋转整流二极管使用环境的组合应力测试装置，其特征在于，负载单元包括：负载箱，负载箱通过滑环（7）与旋转整流二极管（11）连接。