專利名稱：一種三相無局放大功率諧波電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種三相放大功率諧波電源裝置，尤其是涉及一種主要用于電力電容器
和平波電抗器進行諧波過電壓實驗及諧波過電流實驗的三相無局放大功率諧波電源裝置。
背景技術(shù)：
電力電容器的諧波噪音是影響電力電容器長期安全運行的世界性難題，隨著諧波治理和 無功補償日益受到重視，電力電容器和平波電抗器的用量越來越大，技術(shù)要求越來越高，而 限于技術(shù)難度，目前市場上對應(yīng)的諧波實驗設(shè)備只有小功率的單相諧波電源，使用單相諧波 電源對三相電力電容器和電抗器進行諧波實驗時，只能分相地分三次進行，不僅操作麻煩， 而且無法考核相與相之間的絕緣情況，同時，目前的單相諧波電源不能提供多種頻率組合的 諧波信號，不能滿足實際諧波實驗的需要。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種對電力電容器和平波電抗器三相同時進行諧波實驗并 可考核相與相之間絕緣情況的三相無局放大功率諧波電源裝置。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的其由可調(diào)頻調(diào)幅支持多頻率組合和在線 更新參數(shù)的標準諧波源、用于將三相諧波功率放大的三相全橋功率放大電路、用于保護功率 放大電路的保護電路、用于向功率放大電路供電的電源電路組成，所述標準諧波源的輸出端 與三相全橋功率放大電路的輸入端連接，所述電源電路的輸出端與保護電路的輸入端連接， 所述保護電路的輸出端與三相全橋功率放大電路的輸入端連接。
所述標準諧波源可由16位的CPU、超大規(guī)模CPLD、 32位存儲器、三個12位的模數(shù)轉(zhuǎn) 換器、三個輸出濾波器構(gòu)成，所述CPU輸出端與超大規(guī)模CPLD輸入端連接，存儲器與超大 規(guī)模CPLD雙向連接；超大規(guī)模CPLD輸出端分別與三個模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，三個模
數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端分別與三個輸出濾波器連接。
所述標準諧波源由CPU和CPLD控制，分三路輸出，每路相位差為120度，每路輸出的 諧波頻率從O.lHz—lMHz，可設(shè)定輸出，且可以二十五通道頻率組合，即每路可以同時輸出 25個(或更多)頻率組合，各頻率分量電壓可單獨調(diào)節(jié)，總共3X25個諧波電壓分量調(diào)節(jié)點， 同時支持在線更新。從標準諧波源輸出的諧波電壓，送功率放大電路進行功率放大然后輸出。所述三相全橋功率放大電路由六個橋臂構(gòu)成三相全橋放大矩陣，每個橋臂均采用達林頓 結(jié)構(gòu)，由100只一-10000只參數(shù)一致的耐壓高大功率三極管并聯(lián)構(gòu)成(并聯(lián)大功率三極管的 具體數(shù)量根據(jù)所需功率大小確定，所需功率越大，并聯(lián)大功率三極管數(shù)量應(yīng)當(dāng)越多)；每個橋
臂三極管的基極和發(fā)射極之間并聯(lián)有兩只用于提供基極偏置電壓的二極管。不需要傳統(tǒng)的電 位器調(diào)節(jié)。所有三極管工作在線性放大區(qū)，所以不存在波形的失真，電壓畸變率小(小于1%)，
同時由于整個信號回路無開關(guān)器件及其它存在放電的器件，所以局部放電量小(小于3pc)， 可以很好的滿足電容器和電抗器諧波實驗要求。
本實用新型體積小，重量輕，調(diào)試簡單，不用調(diào)節(jié)功放三極管的基極偏置電壓，可以輸 出多達二十五通道頻率組合，可以在線更新輸出的諧波參數(shù)，噪音小，實驗時，既可以作三 相電源使用，又可以作單相電源使用。


圖1是本實用新型一實施例的結(jié)構(gòu)方框圖2是圖1所示實施例標準諧波源的一種電路方框圖3是圖1所示實施例的一種電源電路和功率放大電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
參照圖l，本實施例由標準諧波源l、電源電路2、保護電路3、功率放大電路4組成， 電源電路1的輸出端與保護電路2的輸入端連接，保護電路2的輸出端與功率放大電路4的 輸入端連接，標準諧波源3的輸出端與功率放大電路4的輸入端連接。
參照圖2，標準諧波源l由16位的CPU11，超大規(guī)模CPLD12， 32位的存儲器13，三個 12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器I 141、模數(shù)轉(zhuǎn)換器II142、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ffl143,以及對應(yīng)的輸出濾波器I 151、 輸出濾波器I1152、輸出濾波器I11153構(gòu)成，所述CPU11輸出端與超大規(guī)模CPLD12輸入端 連接，存儲器13與超大規(guī)模CPLD12雙向連接；超大規(guī)模CPLD12輸出端分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器 1141、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ni42和模數(shù)轉(zhuǎn)換器ffll43的輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器I14K模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ni42和模數(shù)轉(zhuǎn)換器ffl143的輸出端分別與輸出濾波器I 151、輸出濾波器11152、輸出濾波器 III153的輸入端連接。
CPLD將存儲器13分為兩個區(qū)存儲器13I區(qū)和存儲器13H區(qū)，CPU根據(jù)輸出要求將 各次諧波按比例相加，將一個周期360度分成4096份，求出對應(yīng)的正弦函數(shù)值，將結(jié)果送入 CPLD， CPLD將這些數(shù)據(jù)固化到存儲器13I區(qū)，輸出波形時，CPU將要輸出的信號頻率傳 遞給CPLD， CPLD根據(jù)要求的頻率值循環(huán)讀取存儲器13I區(qū)的正弦函數(shù)數(shù)據(jù)，將讀取的正
4弦函數(shù)數(shù)據(jù)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器，得到標準的諧波，然后經(jīng)輸出濾波器送至功率放大電路4。在 線更新輸出諧波參數(shù)時，CPU根據(jù)輸出要求將各次諧波按比例相加，將一個周期360度分成 4096份，求出對應(yīng)的正弦函數(shù)值，將結(jié)果送至CPLD， CPLD將這些數(shù)據(jù)固化到存儲器1311 區(qū)，與此同時，CPLD在循環(huán)讀取存儲器I區(qū)中的數(shù)據(jù)，對外連續(xù)送出諧波信號，當(dāng)更新的 數(shù)據(jù)固化到存儲器13II區(qū)后，CPLD將切換到讀取存儲器BII區(qū)的數(shù)據(jù)，對外送出新參數(shù)的 諧波電壓，到此更新完成，存儲器13I區(qū)用來作下次更新數(shù)據(jù)用。
參照圖3，電源電路2由三相整流電路，濾波電路，預(yù)充電部分組成，控制交流電的輸入 和將交流轉(zhuǎn)變成直流電，外部交流三相輸入，在輸入端加有壓敏電阻，用來吸收電網(wǎng)的干擾， 輸入電壓經(jīng)過主回路空氣開關(guān)Kl,預(yù)合閘開關(guān)K—YH閉合，電壓經(jīng)過Cl和C2給主回路預(yù)充 電，預(yù)充電時間到，閉合合閘開關(guān)K一H，預(yù)合閘開關(guān)K—YH自動斷開，三相交流經(jīng)過由二極管 D9, D10, Dll， D12, D13, D14和電容C4， C5， C6, C20， C21, C22組成的三相全橋整流電 路后送濾波電容C7， C8， R10和RU為濾波電容的泄放電阻，經(jīng)過濾波后的電壓經(jīng)過保護電 路后送功率放大電路，給功率放大電路提供直流電源。
保護電路3采用快速可控硅作為主要元件，當(dāng)主回路或負載電路出現(xiàn)故障時，能迅速關(guān) 斷主回路電源，保護人員及設(shè)備的安全，反應(yīng)速度為納秒級。
功率放大電路4由六組大功率三極管(Q1, Q2, Q3， Q4， Q5， Q6)分別作為六個橋臂， 構(gòu)成三相全橋放大電路，每組三極管采用達林頓結(jié)構(gòu)，由5000只同參數(shù)的大功率三極管并聯(lián) 組成，標準諧波源1送出的諧波信號電壓經(jīng)過變壓器Tl、 T2和T3分別連接到六個橋臂的基 極，每個橋臂的基極通過電阻和二極管來提供和保障基極偏置電壓，R26上端經(jīng)過變壓器T1 接在Q1的基極，R26下端接在Q1的發(fā)射極，電阻R25， R26， R27， R28依次相連接到直流母 線上，根據(jù)串聯(lián)分壓，R26兩端分得的電壓為橋臂1提供基極偏置電壓，二極管D7， D8并在 R26的兩端，由于二極管正向?qū)ǖ碾妷航凳呛愣ǖ?，所以保障R26兩端的電壓降恒定，從 而保障Q1的基極偏置電壓恒定，使Q1恒定地工作在放大區(qū)。它橋臂是同樣的工作原理。在 每個橋臂上并聯(lián)有一個續(xù)流二極管，用來釋放感性負載在關(guān)斷時候儲存的電流能量，經(jīng)過三 相全橋放大電路輸出的諧波功率可達一千千瓦。
權(quán)利要求1、一種三相無局放大功率諧波電源裝置，其特征在于，由可調(diào)頻調(diào)幅支持多頻率組合和在線更新參數(shù)的標準諧波源、用于將三相諧波功率放大的三相全橋功率放大電路、用于保護功率放大電路的保護電路、用于向功率放大電路供電的電源電路組成，所述標準諧波源的輸出端與三相全橋功率放大電路的輸入端連接，所述電源電路的輸出端與保護電路的輸入端連接，所述保護電路的輸出端與三相全橋功率放大電路的輸入端連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的三相無局放大功率諧波電源裝置，其特征在于，所述標準諧波 源由16位的CPU、超大規(guī)模CPLD、 32位存儲器、三個12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、三個輸出濾波 器構(gòu)成，所述CPU輸出端與超大規(guī)模CPLD輸入端連接，存儲器與超大規(guī)模CPLD雙向連接； 超大規(guī)模CPLD輸出端分別與三個模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，三個模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端分別 與三個輸出濾波器連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三相無局放大功率諧波電源裝置，其特征在于，所述三相 全橋功率放大電路由六個橋臂構(gòu)成三相全橋放大矩陣，每個橋臂均采用達林頓結(jié)構(gòu)，由100 只一-10000只參數(shù)一致的耐壓高大功率三極管并聯(lián)構(gòu)成；每個橋臂三極管的基極和發(fā)射極之 間并聯(lián)有兩只用來提供基極偏置電壓的二極管。
專利摘要一種三相無局放大功率諧波電源裝置，其由可調(diào)頻調(diào)幅支持多頻率組合和在線更新參數(shù)的標準諧波源、用于將三相諧波功率放大的三相全橋功率放大電路、用于保護功率放大電路的保護電路、用于向功率放大電路供電的電源電路組成，所述標準諧波源的輸出端與三相全橋功率放大電路的輸入端連接，所述電源電路的輸出端與保護電路的輸入端連接，所述保護電路的輸出端與三相全橋功率放大電路的輸入端連接。本實用新型體積小，重量輕，調(diào)試簡單，噪音小，既可以作三相電源使用，又可以作單相電源使用。
文檔編號H02J3/18GK201345550SQ20092006315
公開日2009年11月11日 申請日期2009年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者萬望龍 申請人:萬望龍