一種三相大功率電能質(zhì)量控制器測試的模擬裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種三相大功率電能質(zhì)量控制器測試的模擬裝置，由控制單元、第一/第二三相隔離變壓器、模擬單元和被測試電能質(zhì)量控制器組成；模擬單元包括第一/第二全橋高頻雙向PWM變換器和并聯(lián)在兩者之間的直流電容；第一三相隔離變壓器的一次側接三相電源，其二次側接第一全橋高頻雙向PWM變換器的交流側；第二全橋高頻雙向PWM變換器的交流側經(jīng)第二三相隔離變壓器連接至電網(wǎng)；被測試電能質(zhì)量控制器連接在第一三相隔離變壓器和模擬單元之間；控制單元與第一/第二全橋高頻雙向PWM變換器分別相連，用于對兩者分別控制。本實用新型實現(xiàn)了模擬整流負載污染特性和電網(wǎng)諧波及無功污染特性，且降低了能耗。
【專利說明】一種三相大功率電能質(zhì)量控制器測試的模擬裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及負載模擬領域，特別涉及一種三相大功率電能質(zhì)量控制器測試的模擬裝置。
【背景技術】
[0002]隨著電力電子技術的發(fā)展，各種用電設備日趨完備和多樣化，在這些設備中幾乎都存在或至少存在供電電源部分，而幾乎所有的供電電源部分都是具備二極管不控整流或SCR (可控娃(SCR: Silicon Controlled Rectifier)是可控娃整流器的簡稱)可控整流負載特性。當然這部分用電設備對電網(wǎng)的影響程度會隨相應的功率的增大而增大，為了能很好地治理和解決此類用電設備對電網(wǎng)的影響和污染，市場上已出現(xiàn)很多電能質(zhì)量控制方面的產(chǎn)品和設備，對這類產(chǎn)品的測試需要模擬被污染的電網(wǎng)環(huán)境。所以模擬整流型負載特性、諧波及無功是測試電能質(zhì)量控制器產(chǎn)品至關重要的部分。傳統(tǒng)的測試方法是用無源器件、整流橋、電阻、電容等構成，存在以下缺陷:
[0003]I)測試電流波形沒法控制和調(diào)節(jié)；
[0004]2 )沒法控制和調(diào)節(jié)諧波和無功；
[0005]3)測試功率設定、調(diào)節(jié)不方便，很難對功率精準控制；
[0006]4)測試的功率一般都會轉化為熱功，浪費電力資源；
[0007]5)測試功率一般都比較小，對大功率電能質(zhì)量控制器的測試沒法滿足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型的目的在于提供一種三相大功率電能質(zhì)量控制器測試的模擬裝置，以模擬被污染的電網(wǎng)環(huán)境來對電能質(zhì)量控制器的性能進行測試。
[0009]本實用新型實施例提供了一種三相大功率電能質(zhì)量控制器測試的模擬裝置，由控制單元、第一三相隔離變壓器、第二三相隔離變壓器、與所述第一三相隔離變壓器每相對應的模擬單元和被測試電能質(zhì)量控制器組成；
[0010]每個所述模擬單元包括:第一全橋高頻雙向PWM變換器、第二全橋高頻雙向PWM變換器和并聯(lián)在所述第一全橋高頻雙向PWM變換器的直流側和所述第二全橋高頻雙向PWM變換器的直流側之間的直流電容；
[0011]其中，所述第一三相隔離變壓器的一次側接三相電源，所述第一三相隔離變壓器的二次側接所述第一全橋高頻雙向PWM變換器的交流側；所述第二全橋高頻雙向PWM變換器的交流側經(jīng)所述第二三相隔離變壓器連接至電網(wǎng)；
[0012]所述被測試電能質(zhì)量控制器連接在所述第一三相隔離變壓器和所述模擬單元之間；
[0013]所述控制單元與所述第一全橋高頻雙向PWM變換器和所述第二全橋高頻雙向PWM變換器分別相連，用于對所述第一全橋高頻雙向PWM變換器的交流側電壓的波形和幅值和所述第二全橋高頻雙向PWM變換器的交流側電壓的波形分別控制。[0014]優(yōu)選的，所述第一全橋高頻雙向PWM變換器和第二全橋高頻雙向PWM變換器均由電容和共軛電感組成的濾波電路以及四個IGBT組成。
[0015]優(yōu)選的，所述三相電源采用三相四線星形的連接方式。
[0016]優(yōu)選的，所述第二三相隔離變壓器的二次側呈三角形連接。
[0017]優(yōu)選的，所述控制單元用于控制所述第一全橋高頻雙向PWM變換器的交流側電壓矢量的波形、相位角；
[0018]所述控制單元還用于控制所述第二全橋高頻雙向PWM變換器的交流側電壓矢量的波形與所述電網(wǎng)的波形同步。
[0019]優(yōu)選的，所述第一全橋高頻雙向PWM變換器的交流側電壓含有多次諧波。
[0020]優(yōu)選的，所述控制單元包括:
[0021]人機控制單元和主控制單元；
[0022]所述主控制單元包括:
[0023]第一電壓采樣單元、第二電壓采樣單元、第一全橋高頻雙向PWM變換器信號單元、第二全橋高頻雙向PWM變換器信號單元、第一鎖相控制單元、第二鎖相控制單元、硬件保護單元、數(shù)字信號處理單元、FPGA硬件邏輯單元、第一電流采樣單元、第二電流采樣單元、軟啟動處理單元和RS485通信單元；
[0024]所述第一電壓采樣單元，用于對所述第一三相隔離變壓器的電壓實時采樣，并將采樣到的電壓信號用于所述第一全橋高頻雙向PWM變換器電壓相位鎖相及DSP單元的算法控制；
[0025]所述第二電壓采樣單元，用于對所述第二三相隔離變壓器的電壓進行實時采樣，并將采樣到的電壓信號用于所述第二全橋高頻雙向PWM變換器電壓相位鎖相及DSP單元的算法控制；
[0026]所述第一全橋高頻雙向PWM變換器信號單元，用于所述第一全橋高頻雙向PWM變換器的驅動控制；
[0027]所述第二全橋高頻雙向PWM變換器信號單元，用于所述第二全橋高頻雙向PWM變換器的驅動控制；
[0028]所述第一鎖相控制單元，用于所述第一三相隔離變壓器的電壓鎖相；
[0029]所述第二鎖相控制單元，用于所述第二三相隔離變壓器的電壓鎖相；
[0030]所述硬件保護單元，用于將獲取的第一硬件狀態(tài)信息通過所述DSP單元發(fā)送至FPGA硬件邏輯單元；
[0031]所述DSP單元，用于對所述第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器的電流波形及諧波進行控制，輸出相對應的PWM控制信號給所述FPGA硬件邏輯單元，并從所述FPGA硬件邏輯單元獲得所述第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器的第二硬件狀態(tài)信息；
[0032]所述FPGA硬件邏輯單元，用于將所述PWM控制信號結合所述第一硬件狀態(tài)信息、所述第二硬件狀態(tài)信息對所述第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器進行正常驅動或故障的邏輯保護，并向所述DSP單元發(fā)送所述第二硬件狀態(tài)信息；
[0033]所述第一電流采樣單元、用于對所述第一全橋高頻雙向PWM變換器的交流側的電流進行采樣，并將采樣到的電流信號用于所述第一全橋高頻雙向PWM變換器電流波形、諧波、無功的算法控制；[0034]所述第二電流采樣單元，用于對所述第二全橋高頻雙向PWM變換器的交流側的電流進行采樣，并將采樣到的電流信號用于所述第二全橋高頻雙向PWM變換器電流波形、諧波、無功的算法控制；
[0035]所述軟啟動處理單元，用于系統(tǒng)初始工作時的所述直流電容的預充電；
[0036]所述RS485通信單元，用于與所述人機單元進行通信；
[0037]所述人機控制單元包括-.CPU控制單元、參數(shù)設定單元和IXD單元；
[0038]所述CPU控制單元,用于接收所述參數(shù)設定單元輸入的參數(shù)，并與所述DSP單元進行通信；
[0039]所述參數(shù)設定單元，用于接收用戶輸入的參數(shù)，并將所述參數(shù)傳遞給所述CPU控制單兀；
[0040]所述IXD單元，用于對所述CPU單元的數(shù)據(jù)進行顯示。
[0041]優(yōu)選的，所述主控制單元還包括:
[0042]輔助設備操作單元，用于對所述第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器中的輔助部件進行控制；
[0043]外部信號偵測單元，用于對所述第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器中散熱器溫度、機柜接地和/或機柜門開關狀態(tài)進行偵測，并將偵測的第三硬件狀態(tài)信息發(fā)送至所述FPGA硬件邏輯單元；
[0044]狀態(tài)采樣單元，用于對所述第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器及所述輔助部件進行偵測，并將偵測的第四硬件狀態(tài)信息發(fā)送至所述FPGA硬件邏輯單元。
[0045]本實用新型的有益效果是:
[0046]本實用新型的上述裝置，第一全橋高頻雙向PWM變換器通過對電流的波形、CF值、RMS值實時控制來模擬整流型負載污染電網(wǎng)特性，第二全橋高頻雙向PWM變換器在模擬整流型負載污染電網(wǎng)特性時做輸出功率匹配，通過對返回電網(wǎng)電流的控制達到測試系統(tǒng)功率平衡。第一全橋高頻雙向PWM變換器通過對輸送給電網(wǎng)的電流的不同次諧波及輸出無功功率值實時控制來模擬電網(wǎng)諧波及無功污染特性。第二全橋高頻雙向PWM變換器在模擬電網(wǎng)諧波及無功污染特性時做輸入功率匹配，通過對從電網(wǎng)吸收電流的控制達到測試系統(tǒng)功率平衡。即本實用新型實現(xiàn)了對電流、功率的精確實時控制，同時實現(xiàn)了功率的平衡，減少了能耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]圖1為本實用新型中的三相大功率電能質(zhì)量控制器測試的模擬裝置核心主電路拓撲結構圖；
[0048]圖2為本實用新型裝置模擬整流性型負載污染電網(wǎng)特性原理圖；
[0049]圖3為本實用新型裝置模擬電網(wǎng)諧波及無功污染特性原理圖；
[0050]圖4為本實用新型裝置中的控制單元結構圖；
[0051]圖5為本實用新型中的模擬測試方法流程圖。
【具體實施方式】
[0052]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0053]本實用新型實施例1提供了一種三相大功率電能質(zhì)量控制器測試的模擬裝置，該裝置由控制單元、第一三相隔離變壓器、第二三相隔離變壓器、與第一三相隔離變壓器每相對應的模擬單元和被測試電能質(zhì)量控制器組成。
[0054]每個模擬單元包括:第一全橋高頻雙向PWM (脈沖寬度調(diào)制，Pulse WidthModulation)變換器、第二全橋高頻雙向PWM變換器和并聯(lián)在第一全橋高頻雙向PWM變換器的直流側和第二全橋高頻雙向PWM變換器的直流側之間的直流電容。
[0055]其中，第一三相隔離變壓器的一次側接三相電源，第一三相隔離變壓器的二次側接第一全橋高頻雙向PWM變換器的交流側；第二全橋高頻雙向PWM變換器的交流側經(jīng)第二三相隔離變壓器連接至電網(wǎng)。
[0056]被測試電能質(zhì)量控制器連接在第一三相隔離變壓器和模擬單元之間。
[0057]控制單元與第一全橋高頻雙向PWM變換器和第二全橋高頻雙向PWM變換器分別相連，用于對第一全橋高頻雙向PWM變換器的交流側電壓的波形和幅值和第二全橋高頻雙向PWM變換器的交流側電壓的波形分別控制。
[0058]圖1示出了該模擬裝置的核心主電路拓撲結構圖，具體包括:
[0059]三相電源1、第一三相隔離變壓器2、第二三相隔離變壓器4和與第一三相隔離變壓器的每相對應的模擬單元3。
[0060]其中，每個模擬單元3包括:第一全橋高頻雙向PWM變換器31、第二全橋高頻雙向PWM變換器33和并聯(lián)在第一全橋高頻雙向PWM變換器31的直流側和第二全橋高頻雙向PWM變換器33的直流側之間的直流電容32。
[0061]第一三相隔離變壓器2的一次側接三相電源1，第一三相隔離變壓器2的二次側接第一全橋高頻雙向PWM變換器31的交流側；第二全橋高頻雙向PWM變換器33的交流側經(jīng)第二三相隔離變壓器4連接至電網(wǎng)。
[0062]被測試電能質(zhì)量控制器連接在第一三相隔離變壓器2和模擬單元3之間，具體為圖1中不出的Al—nl> BI一n2以及Cl一n3之間。
[0063]該裝置還包括控制單元(圖1中未示出)，該控制單元與第一全橋高頻雙向PWM變換器31和第二全橋高頻雙向PWM變換器33分別相連，用于對第一全橋高頻雙向PWM變換器31的交流側電壓的波形和幅值和第二全橋高頻雙向PWM變換器33的交流側電壓的波形分別控制。
[0064]在本實用新型的具體實施例中，第一全橋高頻雙向PWM變換器和第二全橋高頻雙向PWM變換器均由四個IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)組成。優(yōu)選的，第一全橋高頻雙向PWM變換器和第二全橋高頻雙向PWM變換器還包括由電容和共軛電感組成的濾波電路。
[0065]上述模擬裝置用于對整流型負載污染電網(wǎng)特性和電網(wǎng)諧波及無功污染特性進行模擬。以下分別對模擬整流型負載污染電網(wǎng)特性的原理和模擬電網(wǎng)諧波及無功污染特性的原理進行說明。
[0066]如圖2所示的模擬單元由VGl、VG2、VG3、VG4、La、Cl組成第一全橋高頻雙向PWM變換器，由VG5、VG6、VG7、VG8、Lu、C2組成第二全橋高頻雙向PWM變換器。第一全橋高頻雙向PWM變換器通過對電流的波形、CF (峰值因數(shù)，CREST FACTOR)值、RMS (均方根，Root MeanSquare)值實時控制來模擬整流型負載污染電網(wǎng)特性。第二全橋高頻雙向PWM變換器在模擬整流型負載污染電網(wǎng)特性時做輸出功率匹配，通過對返回電網(wǎng)電流的控制達到測試系統(tǒng)功率平衡。兩個全橋高頻雙向PWM變換器通過直流電容C相連并形成AC-DC-AC的整體結構傳遞功率。被測試電能質(zhì)量控制器會根據(jù)隔離變壓器Tl輸出電壓和電流波形的不同而進行反向補償而消除整流型負載對電網(wǎng)的污染。
[0067]如圖2所示在模擬整流型負載污染電網(wǎng)工作特性下，兩個全橋高頻雙向PWM變換器均應用了電流型控制，即通過相應的矢量運算實現(xiàn)整流型負載污染電網(wǎng)特性的模擬功能。根據(jù)電路原理，在整流型負載污染電網(wǎng)工作情況下，滿足Ul-U2=ULa、U3-U4=Ulu、Il=ULa/Xzl、14= ULu/Xz (2其中Xzl、Xzl為Ul與U2、U3與U4之間的回路復阻抗)，通過控制改變第一全橋高頻雙向PWM變換器交流側電壓矢量U2的波形、相位角就可以改變輸入電流Il和隔離變壓器Tl 二次側Ul之間的相角和含CF值得整流模擬波形。相應的通過控制改變第二全橋高頻雙向PWM變換器輸出側電壓矢量U3的波形為與電網(wǎng)同步的正弦波，就可以控制電流14與U4的相位角接近O而使第二全橋高頻雙向PWM變換器輸出功率因數(shù)為1，并將剩余的有功電能返回電網(wǎng)達到測試系統(tǒng)功率平衡。
[0068]如圖3所示模擬單元由VG1、VG2、VG3、VG4、La、Cl組成第一全橋高頻雙向PWM變換器，由VG5、VG6、VG7、VG8、Lu、C2組成第二全橋高頻雙向PWM變換器。第一全橋高頻雙向PWM變換器通過對輸送給電網(wǎng)的電流的不同次諧波及輸出無功功率值實時控制來模擬電網(wǎng)諧波及無功污染特性。第二全橋高頻雙向PWM變換器在模擬電網(wǎng)諧波及無功污染特性時做輸入功率匹配，通過對從電網(wǎng)吸收電流的控制達到測試系統(tǒng)功率平衡。兩個全橋高頻雙向PWM變換器通過直流電容C相連成逆向AC-DC-AC的整體結構傳遞功率。被測試電能質(zhì)量控制器會根據(jù)隔離變壓器Tl輸入電壓和電流波形的不同而進行反向諧波和無功補償而消除諧波及無功對電網(wǎng)的污染。
[0069]如圖3所示在模擬電網(wǎng)諧波及無功污染工作特性下，兩個全橋高頻雙向PWM變換器也應用了電流型控制，即通過相應的矢量運算實現(xiàn)第一全橋高頻雙向PWM變換器向電網(wǎng)注入無功和諧波。根據(jù)電路原理，在模擬電網(wǎng)諧波及無功污染特性情況下，滿足Ul-U2=ULa、U3-U4=Ulu、Il= ULa/Xzl、14= ULu/Xz (2 其中 XzUXzl 為 Ul 與 U2、U3 與 U4 之間的回路復阻抗)，通過控制改變第一全橋高頻雙向PWM變換器交流側電壓矢量U2的波形(含多次諧波)、相位角就可以改變注入電網(wǎng)的電流Il和隔離變壓器Tl 二次側電壓Ul之間的相角來模擬電網(wǎng)諧波及無功污染狀況。相應的通過控制改變第二全橋高頻雙向PWM變換器交流側電壓矢量U3的波形為與電網(wǎng)同步的正弦波，就可以控制電流14與U4的相位角接近O而使第二全橋高頻雙向PWM變換器輸入功率因數(shù)為1，并從電網(wǎng)取得系統(tǒng)所需的電能達到測試系統(tǒng)功率平衡。
[0070]通過上述裝置及過程，即可對整流型負載污染電網(wǎng)特性和電網(wǎng)諧波及無功污染特性進行模擬。
[0071]上述對第一全橋高頻雙向PWM變換器和第二全橋高頻雙向PWM變換器的控制由控制單元實現(xiàn)。如圖4所示,該控制單元包括:
[0072]人機控制單元5和主控制單元6.[0073]其中人機控制單元5具體包括:CPU控制單元51、參數(shù)設定單元52、IXD (LiquidCrystal Display，液晶顯示器)顯示單元53以及系統(tǒng)告警與指示單元54。
[0074]CPU控制單元51，用于接收所述參數(shù)設定單元52輸入的參數(shù)并根據(jù)接收的參數(shù)進行計算處理，生成控制指令發(fā)送至主控制單元6中的DSP(digital signal processor,數(shù)字信號處理器)單元(下面將進行詳細介紹)。CPU控制單元51與DSP單元可進行雙向的信息交互。
[0075]參數(shù)設定單元52，主要由鍵盤和飛梭構成，用于接收用戶輸入的參數(shù)，并將這些參數(shù)傳遞給CPU控制單元51。
[0076]IXD顯示單元53和系統(tǒng)告警與指示單元54，用來顯示來自CPU控制單元51的相關數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)信息。
[0077]主控制單元6包括:
[0078]第一電壓采樣單元611，用于對上述第一三相隔離變壓器的電壓進行實時采樣，并將采樣到的信號用于第一全橋高頻雙向PWM變換器電壓相位鎖相及DSP單元的算法控制。
[0079]第二電壓采樣單元612，用于對上述第二三相隔離變壓器的電壓進行實時采樣，并將采樣到的信號用于第二全橋高頻雙向PWM變換器電壓相位鎖相及DSP單元的算法控制。
[0080]第一全橋高頻雙向PWM變換器信號單元621，用于對第一全橋高頻雙向PWM變換器的VG1、VG2、VG3、VG4功率IGBT的驅動控制。
[0081]第二全橋高頻雙向PWM變換器信號單元622，用于對第二全橋高頻雙向PWM變換器的VG5、VG6、VG7、VG8功率IGBT的驅動控制。
[0082]硬件保護單元63，用于將獲取的第一硬件狀態(tài)信息通過DSP65單元發(fā)送至FPGA硬件邏輯單元66。該第一硬件狀態(tài)信息由硬件保護單元63對相關硬件偵測獲得。
[0083]第一鎖相控制單元641，用于第一三相隔離變壓器的電壓鎖相，其依據(jù)第一電壓采樣單元611采樣得到的電壓頻率和相位進行相位PI算法進行鎖相。
[0084]第二鎖相控制單元642，用于第二三相隔離變壓器的電壓鎖相，其依據(jù)第二電壓采樣單元612采樣得到的電壓頻率和相位進行相位PI算法進行鎖相。
[0085]DSP單元65，用于核心算法軟件處理，該單元采用TI DPS2812芯片結合軟件算法實現(xiàn)對第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器的電流波形、諧波等性能控制，并輸出相對應的PWM控制信號給FPGA硬件邏輯單元66，并從FPGA硬件邏輯單元(66)獲得第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器的第二硬件狀態(tài)信息。該第二硬件狀態(tài)信息中包含由外部信號偵測單元683采集到的硬件狀態(tài)信息和狀態(tài)采樣單元684采集到的硬件狀態(tài)信息。
[0086]FPGA(Field — Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)硬件邏輯單兀66,用于將DSP單元發(fā)出的PWM驅動信號結合上述第一、第二硬件狀態(tài)信息進行正常驅動或故障的快速邏輯保護，并向DSP單元回報第二硬件狀態(tài)信息。
[0087]當FPGA硬件邏輯單元66判斷到系統(tǒng)正常時，將接收到的上述PWM驅動信號進行功率放大，生成驅動控制信號發(fā)送至第一、第二全橋高頻雙向PWM變換器信號單元以便對第一、第二全橋高頻雙向PWM變換器進行驅動。
[0088]第一電流采樣單元671、用于對第一全橋高頻雙向PWM變換器的交流側的電流進行采樣，并將采樣到的信號用于第一全橋高頻雙向PWM變換器電流波形、諧波、無功等算法控制。[0089]第二電流采樣單元672，用于對第二全橋高頻雙向PWM變換器的交流側的電流進行采樣，并將采樣到的信號用于第二全橋高頻雙向PWM變換器電流波形、諧波、無功等算法控制。
[0090]軟啟動處理單元681，用于系統(tǒng)初始工作時的直流電容預充電，及母線逆變電壓建立。
[0091]輔助設備操作單元682，用于第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器回路中接觸器、軟啟動接觸器、調(diào)速風扇等輔助部件的操作控制。
[0092]外部信號偵測單元683，用于對第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器中散熱器溫度、機柜接地、機柜門開關等狀態(tài)的偵測，并將狀態(tài)交由FPGA硬件邏輯單元(66)統(tǒng)一處理(保護、告警、關閉輸出)。
[0093]狀態(tài)采樣單元684，用于偵測第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器及輔助部件(風扇等)狀態(tài)偵測。
[0094]RS485通信單元69，用于與人機單元5之間的數(shù)據(jù)和指令通訊。
[0095]圖5示出了上述裝置的工作流程，具體包括:
[0096]首先對第一全橋高頻雙向PWM變換器的交流側以及第二全橋高頻雙向PWM變換器的交流側的電壓電流進行采樣，并判斷第一全橋高頻雙向PWM變換器以及第二全橋高頻雙向PWM變換器是否完成鎖相。若是，則對相關參數(shù)如波形、電流、無功、諧波等由上位機通過通訊傳過來的數(shù)據(jù)進行處理，接著判斷接收到的指令數(shù)據(jù)是否是正確的指令數(shù)據(jù)(沒超限值、校驗碼正確等)。若不正確，則繼續(xù)等待接收指令數(shù)據(jù)，若沒有接收到指令數(shù)據(jù)則輸出告警信息。若正確，則控制第一全橋高頻雙向PWM變換器以及第二全橋高頻雙向PWM變換器工作。當接收到指令停機時，則停止流程。
[0097]以上的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應注意的是，以上僅為本實用新型的一個具體實施例而已，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權利要求】
1.一種三相大功率電能質(zhì)量控制器測試的模擬裝置，其特征在于，所述裝置由控制單元、第一三相隔離變壓器、第二三相隔離變壓器、與所述第一三相隔離變壓器每相對應的模擬單元和被測試電能質(zhì)量控制器組成； 每個所述模擬單元包括:第一全橋高頻雙向PWM變換器、第二全橋高頻雙向PWM變換器和并聯(lián)在所述第一全橋高頻雙向PWM變換器的直流側和所述第二全橋高頻雙向PWM變換器的直流側之間的直流電容； 其中，所述第一三相隔離變壓器的一次側接三相電源，所述第一三相隔離變壓器的二次側接所述第一全橋高頻雙向PWM變換器的交流側；所述第二全橋高頻雙向PWM變換器的交流側經(jīng)所述第二三相隔離變壓器連接至電網(wǎng)； 所述被測試電能質(zhì)量控制器連接在所述第一三相隔離變壓器和所述模擬單元之間； 所述控制單元與所述第一全橋高頻雙向PWM變換器和所述第二全橋高頻雙向PWM變換器分別相連，用于對所述第一全橋高頻雙向PWM變換器的交流側電壓的波形和幅值和所述第二全橋高頻雙向PWM變換器的交流側電壓的波形分別控制。
2.如權利要求1所述的模擬裝置，其特征在于，所述第一全橋高頻雙向PWM變換器和第二全橋高頻雙向PWM變換器均由電容和共軛電感組成的濾波電路以及四個IGBT組成。
3.如權利要求1所述的模擬裝置，其特征在于，所述三相電源采用三相四線星形的連接方式。
4.如權利要求1所述的模擬裝置，其特征在于，所述第二三相隔離變壓器的二次側呈三角形連接。
5.如 權利要求1所述的模擬裝置，其特征在于，所述控制單元用于控制所述第一全橋高頻雙向PWM變換器的交流側電壓矢量的波形、相位角； 所述控制單元還用于控制所述第二全橋高頻雙向PWM變換器的交流側電壓矢量的波形與所述電網(wǎng)的波形同步。
6.如權利要求5所述的模擬裝置，其特征在于，所述第一全橋高頻雙向PWM變換器的交流側電壓含有多次諧波。
7.如權利要求2所述的模擬裝置，其特征在于，所述控制單元包括: 人機控制單元和主控制單元； 所述主控制單元包括: 第一電壓采樣單元、第二電壓采樣單元、第一全橋高頻雙向PWM變換器信號單元、第二全橋高頻雙向PWM變換器信號單元、第一鎖相控制單元、第二鎖相控制單元、硬件保護單元、數(shù)字信號處理單元、FPGA硬件邏輯單元、第一電流采樣單元、第二電流采樣單元、軟啟動處理單元和RS485通信單元； 所述第一電壓采樣單元，用于對所述第一三相隔離變壓器的電壓實時采樣，并將采樣到的電壓信號用于所述第一全橋高頻雙向PWM變換器電壓相位鎖相及DSP單元的算法控制； 所述第二電壓采樣單元，用于對所述第二三相隔離變壓器的電壓進行實時采樣，并將采樣到的電壓信號用于所述第二全橋高頻雙向PWM變換器電壓相位鎖相及DSP單元的算法控制； 所述第一全橋高頻雙向PWM變換器信號單元，用于所述第一全橋高頻雙向PWM變換器的驅動控制； 所述第二全橋高頻雙向PWM變換器信號單元，用于所述第二全橋高頻雙向PWM變換器的驅動控制； 所述第一鎖相控制單元，用于所述第一三相隔離變壓器的電壓鎖相； 所述第二鎖相控制單元，用于所述第二三相隔離變壓器的電壓鎖相； 所述硬件保護單元，用于將獲取的第一硬件狀態(tài)信息通過所述DSP單元發(fā)送至FPGA硬件邏輯單元； 所述DSP單元，用于對所述第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器的電流波形及諧波進行控制，輸出相對應的PWM控制信號給所述FPGA硬件邏輯單元，并從所述FPGA硬件邏輯單元獲得所述第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器的第二硬件狀態(tài)信息； 所述FPGA硬件邏輯單元，用于將所述PWM控制信號結合所述第一硬件狀態(tài)信息、所述第二硬件狀態(tài)信息對所述第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器進行正常驅動或故障的邏輯保護，并向所述DSP單元發(fā)送所述第二硬件狀態(tài)信息； 所述第一電流采樣單元、用于對所述第一全橋高頻雙向PWM變換器的交流側的電流進行采樣，并將采樣到的電流信號用于所述第一全橋高頻雙向PWM變換器電流波形、諧波、無功的算法控制； 所述第二電流采樣單元，用于對所述第二全橋高頻雙向PWM變換器的交流側的電流進行采樣，并將采樣到的電流信號用于所述第二全橋高頻雙向PWM變換器電流波形、諧波、無功的算法控制； 所述軟啟動處理單元，用于系統(tǒng)初始工作時的所述直流電容的預充電； 所述RS485通信單元，用于與所述人機單元進行通信； 所述人機控制單元包括:CPU控制單元、參數(shù)設定單元和IXD顯示單元； 所述CPU控制單元，用于接收所述參數(shù)設定單元輸入的參數(shù)，并與所述DSP單元進行通?目; 所述參數(shù)設定單元，用于接收用戶輸入的參數(shù)，并將所述參數(shù)傳遞給所述CPU控制單元; 所述LCD顯示單元，用于對所述CPU單元的數(shù)據(jù)進行顯示。
8.如權利要求7所述的模擬裝置，其特征在于，所述主控制單元還包括: 輔助設備操作單元，用于對所述第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器中的輔助部件進行控制； 外部信號偵測單元，用于對所述第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器中散熱器溫度、機柜接地和/或機柜門開關狀態(tài)進行偵測，并將偵測的第三硬件狀態(tài)信息發(fā)送至所述FPGA硬件邏輯單元； 狀態(tài)采樣單元，用于對所述第一、第二兩個全橋高頻雙向PWM變換器及所述輔助部件進行偵測，并將偵測的第四硬件狀態(tài)信息發(fā)送至所述FPGA硬件邏輯單元。
【文檔編號】G05B23/02GK203535473SQ201320668200
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權日:2013年10月28日
【發(fā)明者】曹慧軍, 袁俊國, 唐紅兵 申請人:艾普斯電源（蘇州）有限公司