CN206460083U - 一种用于大型地网测试的数控变频试验电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于大型地网测试的数控变频试验电源装置，能够为地网参数测试提供稳定的试验电流，有效保证良好的测试精度，技术方案包括三相整流模块、逆变器及电压电流取样模块，还包括中频升压隔离模块、中频整流模块、PWM桥式回路模块、LC滤波模块，所述三相整流模块输入端连接三相380VAC直流电压，输出端连接逆变器输入端，所述中频升压隔离模块输入端连接逆变器输出端，输出端连接中频整流模块输入端，所述PWM桥式回路模块输入端连接中频整流模块输出端，PWM桥式回路模块输出端连接LC滤波模块输入端，所述LC滤波模块输出端连接电压电流取样模块输入端。

Description

一种用于大型地网测试的数控变频试验电源装置

技术领域

本实用新型涉及地网参数测试领域，具体为一种用于大型地网测试的数控变频试验电源装置。

背景技术

地网参数测试，一般采用接近于工频的异频试验电流(最靠近工频的测试频点为40Hz～65Hz)进行测试，并应用数字信号分析和滤波技术等，有效剔除了干扰信号(包括工频、谐波、高频、以及直流分量等成分)以得到异频测试信号，从而大大提高了地网参数测试的精度。采用异频法测量地网参数，从根本上解决了传统“工频电流法”难以消除工频干扰影响的问题，采用接近工频50Hz的测试频点，异频试验电流在地中散流情况与工频电流的散流情况极其接近，所测频点平均值可视为地网的工频特性参数。

目前一般采用异频电源与隔离变压器构成的组合测试电源。缺点：

1、体积大、重量重，不方便现场使用；

2、测试电流稳定性不好，尤其在长时间(往往4h～8h)的电位梯度以及分流系数测试过程中，其稳定性直接影响测试精度。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于大型地网测试的数控变频试验电源装置，能够为地网参数测试提供稳定的试验电流，有效保证良好的测试精度。

本实用新型的技术方案在于：包括三相整流模块、逆变器及电压电流取样模块，还包括中频升压隔离模块、中频整流模块、PWM桥式回路模块、LC滤波模块，所述三相整流模块输入端连接三相380VAC直流电压，输出端连接逆变器输入端，所述中频升压隔离模块输入端连接逆变器输出端，输出端连接中频整流模块输入端，所述PWM桥式回路模块输入端连接中频整流模块输出端，PWM桥式回路模块输出端连接LC滤波模块输入端，所述LC滤波模块输出端连接电压电流取样模块输入端。

作为上述方案的优选，还包括DSP数字处理器和信号调理放大模块，所述信号调理放大模块输入端连接电压电流取样模块，输出端连接DSP数字处理器，DSP数字处理器连接PWM桥式回路模块，所述DSP数字处理器上连接有通讯接口。

作为上述方案的优选，所述DSP数字处理器上包括有AD转换单元、PWM控制单元及RS232接口，所述信号调理放大模块连接AD转换单元，PWM控制单元通过PWM驱动模块连接PWM桥式回路模块，所述通讯接口与RS232接口连接。

本实用新型的有益效果在于：

1、上述装置的体积和重量小，方便安装和运输；

2、在中频段进行电气隔离和升压，避免在最后的输出部分采用变压器进行隔离、升压，减小体积和重量；

3、由于采用电压和电流实时反馈，CPU及时调整PWM信号宽度，以控制实际输出电压(或电流)稳定在程序设定值，，保证测试电压(或电流)具有良好的稳定性，从而大大提高了地网参数测试的精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中主回路通道各单元模块的波形示意图

具体实施方式

以下结合附图详细描述本实用新型的实施例。

如图所示，本实施例的结构包括三相整流模块1、逆变器2及电压电流取样模块7，还包括中频升压隔离模块3、中频整流模块4、PWM桥式回路模块5、LC滤波模块6，所述三相整流模块1输入端连接三相380VAC直流电压，输出端连接逆变器2输入端，所述中频升压隔离模块3输入端连接逆变器2输出端，输出端连接中频整流模块4输入端，所述PWM桥式回路模块5输入端连接中频整流模块4输出端，PWM桥式回路模块5输出端连接LC滤波模块6输入端，所述LC滤波模块6输出端连接电压电流取样模块7输入端。

在本实施例中，还包括DSP数字处理器9和信号调理放大模块8，所述信号调理放大模块8输入端连接电压电流取样模块7，输出端连接DSP数字处理器9，DSP数字处理器9连接PWM桥式回路模块5，所述DSP数字处理器9上连接有通讯接口10。

在本实施例中，所述DSP数字处理器9上包括有AD转换单元12、PWM控制单元13及RS232接口11，所述信号调理放大模块8连接AD转换单元12，PWM控制单元13通过PWM驱动模块14连接PWM桥式回路模块5，所述通讯接口10与RS232接口11连接。

在上述装置中，各部件的作用如下：

三相整流模块1：将输入的三相380VAC直流电压，整流为540VDC直流电压。

逆变器2：将540VDC直流电压逆变为40kHz的中频交流电压。

中频升压隔离模块3：通过中频变压器，完成电压升高和电气隔离。

中频整流模块4：将升压和隔离的交流电压，整流为1500VDC直流电压。

PWM桥式回路模块5：接受DSP数字处理器9的PWM信号，将1500VDC直流电压，通过40kHz的调制斩波为包含所需变频电源频率成分的混频电压。

LC滤波模块6：对40kHz的调制信号进行滤波处理，得到所需变频电源频率成分的电压。

电压电流取样模块7：对输出信号的电压、电流进行隔离取样。

信号调理放大模块8：对电压、电流取样信号进行信号调理，输出到DSP数字处理器9的A/D转换部分。

DSP数字处理器9：

(1)输出PWM控制信号，完成频率、幅值信号的调制输出。

(2)接受电压、电流反馈信号，进行A/D转换，与目标值进行比较，通过PID反馈运算，得到PWM控制信号，通过PWM隔离驱动回路，输出到PWM桥式回路，完成输出的稳压或稳流的精准控制，以及过压、过流、过热、短路等的保护和信号指示。

通讯接口10：通过通讯口，接受外部计算机的设置和控制指令，以及输出本***的状态信号。

以下描述本实施例的工作原理：

上位机通过通讯接口10，向本装置DSP数字处理器9输入频率、工作方式(稳压或稳流)、输出参数(电压或电流有效值)等，本实施例设定工作频率40Hz，工作方式为稳流方式，稳流输出10A。

三相整流模块1将输入的三相380VAC直流电压，整流为540VDC直流电压。然后通过逆变器2将540VDC直流电压逆变为40kHz的中频交流电压，指标40kHz、380VAC。通过中频升压隔离模块3的中频变压器，完成电压升高和电气隔离，输入380V、输出1100V、频率40kH。

中频整流部分：将升压和隔离的交流电压，整流为1500VDC直流电压。

PWM桥式回路：接受DSP数字处理器9的PWM信号，将1500VDC直流电压，通过40kHz的调制斩波为包含所需变频电源频率成分的混频电压，含40Hz的低频信号和40kHz的中频载波信号。

LC滤波模块6对40kHz的调制信号进行滤波处理，得到40Hz频率的电压，电压电流取样模块7对输出信号的电压、电流进行隔离取样。

信号调理放大模块8对电压、电流取样信号进行信号调理，输出到DSP数字处理器9。DSP数字处理器9对反馈电流信号与输出PWM信号进行比较分析，重新调整输出PWM控制信号，完成对输出电流的稳流控制。

DSP数字处理器9同时对本装置的其它状态信号，进行采样处理，向外部控制CPU反馈输出，并通过自己的指示灯对外输出。

在本实施例中需要说明的是，本实施例中所述的逆变器2、信号调理放大模块8、DSP数字处理器9及PWM驱动模块14均可以采用现有技术，为本领域技术人员的公知常识，故对其内部结构及电连接关系未做描述。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于大型地网测试的数控变频试验电源装置，包括三相整流模块、逆变器及电压电流取样模块，其特征在于：还包括中频升压隔离模块、中频整流模块、PWM桥式回路模块、LC滤波模块，所述三相整流模块输入端连接三相380VAC直流电压，输出端连接逆变器输入端，所述中频升压隔离模块输入端连接逆变器输出端，输出端连接中频整流模块输入端，所述PWM桥式回路模块输入端连接中频整流模块输出端，PWM桥式回路模块输出端连接LC滤波模块输入端，所述LC滤波模块输出端连接电压电流取样模块输入端。

2.根据权利要求1所述的用于大型地网测试的数控变频试验电源装置，其特征在于：还包括DSP数字处理器和信号调理放大模块，所述信号调理放大模块输入端连接电压电流取样模块，输出端连接DSP数字处理器，DSP数字处理器连接PWM桥式回路模块，所述DSP数字处理器上连接有通讯接口。

3.根据权利要求2所述的用于大型地网测试的数控变频试验电源装置，其特征在于：所述DSP数字处理器上包括有AD转换单元、PWM控制单元及RS232接口，所述信号调理放大模块连接AD转换单元，PWM控制单元通过PWM驱动模块连接PWM桥式回路模块，所述通讯接口与RS232接口连接。