專利名稱：基于交流變頻技術(shù)的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于高電壓試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，涉及感應(yīng)耐壓試驗(yàn)儀，尤其是一種基于交流變頻技術(shù)的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)儀。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)發(fā)展不斷成熟，交流變頻技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，由于控制方法的改進(jìn)，變頻電源輸出的電壓已能滿足電壓互感器感應(yīng)耐壓試驗(yàn)和勵(lì)磁特性試驗(yàn)的要求。之前，電壓互感器感應(yīng)耐壓試驗(yàn)通常采用三倍頻發(fā)生器進(jìn)行，該三倍頻發(fā)生器由低飽和單相變壓器接線組成。三臺(tái)單相變壓器原邊星型連接無中性線引出，接至三相交流電源，在單相變壓器勵(lì)磁飽和的狀態(tài)下副邊開口三角側(cè)輸出電壓頻率以150Hz (約占50%)為主，但含有基波和高次諧波，且設(shè)備體積較大，重量大，價(jià)格較昂貴。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種基于交流變頻技術(shù)的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)儀，該感應(yīng)耐壓試驗(yàn)儀采用交流變頻技術(shù)，對(duì)電壓互感器進(jìn)行感應(yīng)耐壓試驗(yàn)和勵(lì)磁特性試驗(yàn)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種基于交流變頻技術(shù)的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)儀，其特征在于由整流電路、濾波穩(wěn)壓電路、逆變電路、隔離變壓器依次連接構(gòu)成，其中整流電路的整流橋采用的是單相橋式整流， 由四個(gè)電力二級(jí)管組成；整流后所連接的濾波穩(wěn)壓電路由LC濾波電路和隔離變?yōu)V波單元兩部分組成，逆變電路采用脈寬調(diào)制單相全橋逆變，輸出脈沖寬度在1_60μ s，輸出電壓經(jīng)隔離變壓器升壓接入檢測(cè)系統(tǒng)，端口輸出進(jìn)入被試電壓互感器。而且，所述構(gòu)成逆變電路的IGBT1、IGBT4的觸發(fā)信號(hào)相同，輸出直接接入這兩個(gè)柵極，同時(shí)IGBT2、IGBT3的觸發(fā)信號(hào)與IGBT1、IGBT4信號(hào)相差半個(gè)周期的時(shí)間，通過加入半個(gè)周期的時(shí)間延時(shí)后接入柵極。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1、本試驗(yàn)儀設(shè)計(jì)合理，集感應(yīng)耐壓試驗(yàn)和勵(lì)磁特性試驗(yàn)功能與一體，采用方便操作的單相交流電源輸入，實(shí)現(xiàn)電壓、頻率的準(zhǔn)確、寬范圍輸出。2、本試驗(yàn)儀以交流變頻技術(shù)代替電磁感應(yīng)原理的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)儀優(yōu)勢(shì)明顯，還具有成本低、重量輕、易于控制、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，節(jié)省了工作準(zhǔn)備和操作時(shí)間，更適合現(xiàn)場(chǎng)工作中應(yīng)用，提高了工作效率，減輕了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。3、本試驗(yàn)儀易于控制，參數(shù)調(diào)整方便高效，對(duì)參數(shù)調(diào)整響應(yīng)迅速，可以更加高效便捷地調(diào)壓變頻，具有很廣的電壓、頻率連續(xù)調(diào)節(jié)范圍，與電磁感應(yīng)原理的三倍頻發(fā)生器相比具有操作簡(jiǎn)單、輸出信號(hào)準(zhǔn)確可靠、重量輕、成本低的特點(diǎn)，可以節(jié)能30%以上。

[0011]圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的外形示意圖；圖3為本實(shí)用新型的操作界面圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖、通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。一種基于交流變頻技術(shù)的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)儀，如圖1所示，采用交-直-交變頻電路，由整流電路、濾波穩(wěn)壓電路、逆變電路、隔離變壓器依次連接構(gòu)成，其中整流電路的整流橋采用的是單相橋式整流，由四個(gè)電力二級(jí)管組成；整流后所連接的濾波穩(wěn)壓電路由LC濾波電路和隔離變?yōu)V波單元兩部分組成，LC濾波電路匹配適合的電容電感，起到濾波和穩(wěn)壓的作用。電網(wǎng)交流電經(jīng)過整流并在LC濾波電路上濾波穩(wěn)壓以后，進(jìn)入后續(xù)逆變電路，逆變電路采用脈寬調(diào)制單相全橋逆變，輸出脈沖寬度在1-60 μ s內(nèi)變化，由于IGBT1、IGBT4的觸發(fā)信號(hào)相同，故輸出直接接入這兩個(gè)IGBT柵極，同時(shí)IGBT2、IGBT3的觸發(fā)信號(hào)恰好和 IGBTU IGBT4信號(hào)相差半個(gè)周期的時(shí)間，故通過加入半個(gè)周期的時(shí)間延時(shí)后接入柵極。輸出電壓經(jīng)隔離變壓器升壓接入檢測(cè)系統(tǒng)，端口輸出進(jìn)入被試電壓互感器。從理論上來說，SPWM控制的單相橋式逆變器能產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的正弦電壓，但是實(shí)際的瞬時(shí)輸出電壓并不一定是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，而只是它在一個(gè)采樣周期中的平均值為標(biāo)準(zhǔn)正弦波。隔離變壓器為阻感性負(fù)載，負(fù)載本身可起到濾波的作用，因此輸出端一般不再單獨(dú)設(shè)立濾波電路。控制方法不僅決定了輸出電壓波形的質(zhì)量，還對(duì)減少系統(tǒng)開關(guān)損耗和提高系統(tǒng)效率起著至關(guān)重要的作用。逆變環(huán)節(jié)的脈寬調(diào)制方式對(duì)電源性能來說是非常重要的，本系統(tǒng)采用SPWM，通過開關(guān)時(shí)刻的優(yōu)化選擇，控制PWM波的開關(guān)時(shí)刻。檢測(cè)單元采用反饋控制，即用誤差放大器來減小輸出電壓與參考電壓的誤差。根據(jù)控制方式和試驗(yàn)要求，需要對(duì)輸出電壓、電流、頻率和功率進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)單元采用的電量測(cè)試單元準(zhǔn)確級(jí)達(dá)0.5級(jí)?；诮涣髯冾l技術(shù)的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)儀如圖2所示，采用分體式設(shè)計(jì)，方便攜帶。基于交流變頻技術(shù)的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)儀如圖3所示，其操作面板易于操作。由普通單相電源輸入電路，通過電力二極管整流橋輸出直流電，并經(jīng)過濾波穩(wěn)壓后提供給逆變部分。逆變部分由IGBT組成的單相全橋逆變，其中IGBT的導(dǎo)通控制是由控制驅(qū)動(dòng)電路完成的，操作界面友好。針對(duì)逆變過程，使用了 SPWM技術(shù)，得到SPWM電壓波形， 并且實(shí)現(xiàn)了電壓幅值、頻率的可調(diào)。輸出電壓經(jīng)隔離變壓器升壓接入檢測(cè)系統(tǒng)，端口輸出進(jìn)入被試電壓互感器。試驗(yàn)儀設(shè)計(jì)功率為2kW，輸入電壓?jiǎn)蜗?20V，輸出電壓范圍0至380V連續(xù)可調(diào)， 調(diào)壓步長(zhǎng)0. IV，變頻范圍30至300Hz，變頻步長(zhǎng)0. 1Hz，測(cè)量精度0. 5級(jí)。下面提供本感應(yīng)耐壓試驗(yàn)儀與三倍頻發(fā)生器的性能比較表
權(quán)利要求1.一種基于交流變頻技術(shù)的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)儀，其特征在于由整流電路、濾波穩(wěn)壓電路、逆變電路、隔離變壓器依次連接構(gòu)成，其中整流電路的整流橋采用的是單相橋式整流， 由四個(gè)電力二級(jí)管組成；整流后所連接的濾波穩(wěn)壓電路由LC濾波電路和隔離變?yōu)V波單元兩部分組成，逆變電路采用脈寬調(diào)制單相全橋逆變，輸出脈沖寬度在1_60μ s，輸出電壓經(jīng)隔離變壓器升壓接入檢測(cè)系統(tǒng)，端口輸出進(jìn)入被試電壓互感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于交流變頻技術(shù)的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)儀，其特征在于所述構(gòu)成逆變電路的IGBT1、IGBT4的觸發(fā)信號(hào)相同，輸出直接接入這兩個(gè)柵極，同時(shí)IGBT2、IGBT3 的觸發(fā)信號(hào)與IGBT1、IGBT4信號(hào)相差半個(gè)周期的時(shí)間，通過加入半個(gè)周期的時(shí)間延時(shí)后接入柵極。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于交流變頻技術(shù)的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)儀，由整流電路、濾波穩(wěn)壓電路、逆變電路依次連接構(gòu)成，其中整流電路的整流橋采用的是單相橋式整流，由四個(gè)電力二級(jí)管組成；整流后所連接的濾波穩(wěn)壓電路由LC濾波電路和隔離變?yōu)V波單元兩部分組成，逆變電路采用脈寬調(diào)制單相全橋逆變，輸出脈沖寬度在1-60μs，輸出電壓經(jīng)隔離變壓器升壓接入檢測(cè)系統(tǒng)，端口輸出進(jìn)入被試電壓互感器。本實(shí)用新型易于控制，參數(shù)調(diào)整方便高效，對(duì)參數(shù)調(diào)整響應(yīng)迅速，可以更加高效便捷地調(diào)壓變頻，具有很廣的電壓、頻率連續(xù)調(diào)節(jié)范圍。
文檔編號(hào)G01R31/12GK202153252SQ20112025673
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者劉瑩, 姚恩熙, 孫貽龍 申請(qǐng)人:天津市電力公司