單相可編程電流源裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了單相可編程電流源裝置，包括雙DSP控制單元及電流源發(fā)生單元；雙DSP控制單元與觸摸顯示屏相連，觸摸顯示屏連接遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)，觸摸顯示屏和遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)能相互切換工作；雙DSP控制單元的輸出端連接電流源發(fā)生單元，雙DSP控制單元中指令電流運(yùn)算單元形成驅(qū)動(dòng)指令電流，控制電流源發(fā)生單元輸出預(yù)定峰值大小的諧波電流或?qū)崿F(xiàn)電流暫降、中斷，同時(shí)電流源發(fā)生單元輸出端的采樣信號(hào)反饋到雙DSP控制單元的輸入端、觸摸顯示屏或遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)；所述電流源發(fā)生單元三相輸入，單相輸出。本實(shí)用新型提供了一種數(shù)字化、智能化的用于對(duì)低壓開(kāi)關(guān)、斷路器、交流接觸器、熔斷器等裝置進(jìn)行熱耐受試驗(yàn)的單相可編程電流源裝置。
【專利說(shuō)明】單相可編程電流源裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及單相可編程電流源裝置，為低壓開(kāi)關(guān)、斷路器、交流接觸器、熔斷 器等裝置熱耐受試驗(yàn)中提供電流源。

【背景技術(shù)】
[0002] 為了對(duì)斷路器等裝置進(jìn)行各種的抗擾度試驗(yàn)，試驗(yàn)的電流源設(shè)備需要在額定頻 率、額定電流下進(jìn)行，其電源一般有基于使用飽和鐵心的電源、晶閘管整流電源、可編程供 電的電源。
[0003] 采用飽和鐵芯原理的設(shè)備不但體積大、精度低，而且操作不靈活，響應(yīng)速度慢，誤 差大，很難滿足實(shí)驗(yàn)室要求的精確地測(cè)試開(kāi)關(guān)設(shè)備熱脫扣或電磁脫扣檢測(cè)的條件。
[0004] 采用反相并聯(lián)連接的晶閘管產(chǎn)生試驗(yàn)電流，通過(guò)控制晶閘管導(dǎo)通角的時(shí)間來(lái)控制 其輸出電流。目前采用相控整流技術(shù)實(shí)現(xiàn)單相可編程電流源的性能是目前主要的方式。經(jīng) 過(guò)電源變流器轉(zhuǎn)換成為可控的諧波源負(fù)載，通過(guò)參數(shù)設(shè)定使輸出滿足試驗(yàn)要求的單相可編 程電流源；保證電源整體效率處于最大值。通過(guò)控制可控硅的導(dǎo)通相移角度實(shí)現(xiàn)輸出的大 小調(diào)節(jié)及高頻諧波源輸出。但仍然存在設(shè)備故障率高、無(wú)法自由設(shè)定所需諧波電流、增加功 能困難、諧波污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)。
[0005]目前市場(chǎng)上的可編程供電電源雖然具有體積小、操作方便、可自由設(shè)定所需檢測(cè) 電流、損耗低、諧波污染低、同時(shí)具有多種諧波輸出功能，但輸出電流一般在安培級(jí)別，應(yīng)用 于小電流測(cè)試，不能滿足大功率工業(yè)設(shè)備檢驗(yàn)容量要求。同時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)周期性電流暫降和 中斷試驗(yàn)。
[0006] 綜上所述，按照公知技術(shù)用于低壓開(kāi)關(guān)器件耐受試驗(yàn)的設(shè)備儀器，不能滿足試驗(yàn) 的要求，市場(chǎng)上沒(méi)有相應(yīng)的設(shè)備。對(duì)于大功率開(kāi)關(guān)器件熱耐受試驗(yàn)無(wú)法正常檢測(cè)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0007] 本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種單相可編程電流源裝置，用 于低壓開(kāi)關(guān)、斷路器、交流接觸器、熔斷器等裝置進(jìn)行熱耐受試驗(yàn)中。在進(jìn)行主電路的溫升 試驗(yàn)及在對(duì)帶電子過(guò)電流保護(hù)的低壓斷路器進(jìn)行性能試驗(yàn)時(shí)，能夠高精度、智能化的產(chǎn)生 諧波電流和電流暫降與中斷功能，輸出電流達(dá)到數(shù)萬(wàn)安培。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0009] 單相可編程電流源裝置，包括雙DSP控制單元及電流源發(fā)生單元；
[0010]所述雙DSP控制單元與觸摸顯示屏相連，觸摸顯示屏連接遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)，雙DSP控 制單元接收觸摸顯示屏或遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)下發(fā)的能生成實(shí)驗(yàn)需要的電流波形的必要參數(shù)，觸 摸顯示屏和遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)能相互切換工作。
[0011]雙DSP控制單元的輸出端連接電流源發(fā)生單元，雙DSP控制單元中指令電流運(yùn) 算單元形成的驅(qū)動(dòng)指令電流控制電流源發(fā)生單元輸出預(yù)定峰值大小的諧波電流或?qū)崿F(xiàn)電 流暫降、中斷，同時(shí)電流源發(fā)生單元輸出端的采樣信號(hào)反饋到雙DSP控制單元的輸入端、觸 摸顯示屏或遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)，根據(jù)設(shè)定參數(shù)與實(shí)際輸出參數(shù)的差值進(jìn)行微調(diào)，保證輸出精度 要求；所述電流源發(fā)生單元三相輸入，單相輸出。電流源發(fā)生單元生成電流的諧波次數(shù)為 2-51次，諧波含量為0%至100%中的任意比例。
[0012] 所述電流源發(fā)生裝置的輸入側(cè)通過(guò)斷路器與電網(wǎng)電壓相連，然后依次串接三相輸 入電抗器、三相交流接觸器，每相交流接觸器兩端并聯(lián)緩沖回路，避免接觸器帶載通斷對(duì)裝 置及設(shè)備的沖擊；三相交流接觸器輸出端接入整流單元，整流單元將交流電壓轉(zhuǎn)換成可控 的直流電壓，三相交流接觸器控制整流單元前端的電路通斷；整流單元的輸出側(cè)接入三組 逆變器組件，逆變器組件母線電壓由直流母線支撐的儲(chǔ)能電容器維持，直流母線支撐電容 兩個(gè)串聯(lián)，其串聯(lián)中點(diǎn)為三組逆變器的中線N，直流母線正負(fù)與三組逆變器組件直流輸入 連接；三組逆變器組件的直流側(cè)并聯(lián)在一起，獨(dú)立輸出；每組逆變器組件的輸出端通過(guò)輸 出電抗器與輸出交流接觸器串聯(lián)，并且都有單獨(dú)的RC高頻濾波吸收電路；3個(gè)輸出接觸器 與對(duì)應(yīng)的電抗器不連接的一端并聯(lián)在一起；然后經(jīng)過(guò)隔離變壓器接入不同檢測(cè)設(shè)備的輸入 端，為檢測(cè)設(shè)備提供電源。
[0013] 所述逆變器組件輸出電流霍爾檢測(cè)信號(hào)和輸出電流互感器檢測(cè)信號(hào)反饋到雙DSP 控制單元中的指令電流運(yùn)算單元的輸入端，精確修正電流源發(fā)生單元的輸入?yún)?shù)，主動(dòng)調(diào) 整直流母線工作電壓，保護(hù)參數(shù)設(shè)定及監(jiān)控，各個(gè)典型負(fù)載的電流峰值的大??；雙DSP控制 單元的驅(qū)動(dòng)指令電流利用光纖傳輸連接到逆變器組件中的逆變橋驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元。
[0014] 每組逆變器組件采用IGBT全橋逆變，三組逆變器組件分別接受控制，并聯(lián)使用， 輸出電流的相位一致，根據(jù)試驗(yàn)時(shí)需要檢測(cè)設(shè)備容量的大小，觸摸顯示屏或遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái) 發(fā)出指令，通過(guò)雙DSP控制單元給出實(shí)際動(dòng)作信號(hào)，控制每組逆變器組件輸出交流接觸器 的通斷，滿足不同容量需求。
[0015] 電網(wǎng)電壓依次通過(guò)斷路器、三相輸入電抗器、三相交流接觸器后接入整流單元，整 流單元將交流電壓轉(zhuǎn)換成可控的直流電壓，三相交流接觸器控制整流單元前端的電路通 斷；整流后的電壓接入三組逆變器組件；
[0016] 雙DSP控制單元接受觸摸顯示屏或遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)下發(fā)的實(shí)驗(yàn)所需電流波形的必 要參數(shù)，以及連續(xù)輸出方式或者暫降和中斷輸出方式；
[0017] DSP控制單元中的指令電流運(yùn)算單元通過(guò)數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生指令電流，形成各脈沖驅(qū) 動(dòng)裝置和同步脈沖發(fā)生裝置，同時(shí)指令電流運(yùn)算單元的輸入端連接電流檢測(cè)單元和直流電 壓檢測(cè)單元，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生同步信號(hào)，用以驅(qū)動(dòng)三組逆變器組件產(chǎn)生電流波形；
[0018] 逆變器組件輸出電流霍爾檢測(cè)信號(hào)和輸出電流互感器檢測(cè)信號(hào)反饋到DSP控制 器中，精確修正電流源發(fā)生單元的輸入?yún)?shù)，主動(dòng)調(diào)整直流母線工作電壓，各個(gè)典型負(fù)載的 電流峰值的大小，保護(hù)參數(shù)設(shè)定及監(jiān)控。
[0019] 對(duì)任意電流源，通過(guò)控制電流的幅值和相位，可以產(chǎn)生各種不同需求的電流源。通 過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換成電流由基波電流和各次諧波電流組成。
[0020] 將實(shí)際的波形通過(guò)快速傅氏變換FFT分析，

【權(quán)利要求】
1. 單相可編程電流源裝置，其特征是，包括雙DSP控制單元及電流源發(fā)生單元； 所述雙DSP控制單元與觸摸顯示屏相連，觸摸顯示屏連接遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)，接收觸摸顯 示屏或遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)下發(fā)的實(shí)驗(yàn)需要的電流波形的參數(shù)，觸摸顯示屏和遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)能相 互切換工作； 雙DSP控制單元的輸出端連接電流源發(fā)生單元，雙DSP控制單元中指令電流運(yùn)算單元 形成驅(qū)動(dòng)指令電流，控制電流源發(fā)生單元輸出預(yù)定峰值大小的諧波電流或?qū)崿F(xiàn)電流暫降、 中斷，同時(shí)電流源發(fā)生單元輸出端的采樣信號(hào)反饋到雙DSP控制單元的輸入端、觸摸顯示 屏或遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)；所述電流源發(fā)生單元三相輸入，單相輸出。
2. 如權(quán)利要求1所述單相可編程電流源裝置，其特征是，所述電流源發(fā)生裝置的輸入 側(cè)通過(guò)斷路器與電網(wǎng)電壓相連，然后依次串接三相輸入電抗器、三相交流接觸器，每相交流 接觸器兩端并聯(lián)緩沖回路，避免接觸器帶載通斷對(duì)裝置及設(shè)備的沖擊； 三相交流接觸器輸出端接入整流單元，整流單元將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，三相交 流接觸器控制整流單元前端的電路通斷； 整流單元的輸出側(cè)接入三組逆變器組件，三組逆變器組件的直流側(cè)并聯(lián)在一起，獨(dú)立 輸出；每組逆變器組件的輸出端通過(guò)輸出電抗器與輸出交流接觸器串聯(lián)，并且都有單獨(dú)的 RC高頻濾波吸收電路； 觸摸顯示屏或遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)發(fā)出指令，通過(guò)雙DSP控制單元給出實(shí)際動(dòng)作信號(hào)，控制 每組逆變器組件輸出交流接觸器的通斷，滿足不同設(shè)備容量需求； 3個(gè)輸出接觸器與對(duì)應(yīng)的電抗器不連接的一端并聯(lián)在一起；然后經(jīng)過(guò)隔離變壓器接入 不同檢測(cè)設(shè)備的輸入端，為檢測(cè)設(shè)備提供電源。
3. 如權(quán)利要求2所述單相可編程電流源裝置，其特征是，所述逆變器組件輸出電流霍 爾檢測(cè)信號(hào)和輸出電流互感器檢測(cè)信號(hào)反饋到雙DSP控制單元中的指令電流運(yùn)算單元的 輸入端，雙DSP控制單元的的驅(qū)動(dòng)指令電流利用光纖傳輸連接到逆變器組件中的逆變橋驅(qū) 動(dòng)信號(hào)單元。
4. 如權(quán)利要求2所述單相可編程電流源裝置，其特征是，每組逆變器組件采用IGBT全 橋逆變，三組逆變器組件分別接受控制，并聯(lián)使用，輸出電流的相位一致。
5. 如權(quán)利要求1所述單相可編程電流源裝置，其特征是，所述電流源發(fā)生單元能生成 電流的諧波次數(shù)為2-51次，諧波含量為0%至100%中的任意比例。
【文檔編號(hào)】H02M5/48GK204216791SQ201420738352
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】王建, 馬海剛, 王德濤 申請(qǐng)人:山東華天電氣有限公司