一種與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器裝置，該與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器裝置包括：第一電網(wǎng)取樣模塊、第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊、鎖相環(huán)、地址發(fā)生器、第一EPROM模塊、第一DA轉(zhuǎn)換模塊、第一運放模塊、第一極性控制模塊、分頻電路模塊、第二EPROM模塊、第二電網(wǎng)取樣模塊、第二正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊、第二極性控制模塊、第二DA轉(zhuǎn)換模塊、第二運放模塊、反向電路模塊。本實用新型采用鎖相環(huán)、分頻電路模塊、第一DA轉(zhuǎn)換模塊和第二DA轉(zhuǎn)換模塊，實現(xiàn)了三相基準(zhǔn)正弦電路與三相電網(wǎng)電壓的同步、輸出電壓的THD小、幅值可調(diào)且不受電網(wǎng)電壓波動的影響、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。
【專利說明】一種與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于并網(wǎng)發(fā)電和電網(wǎng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著全球經(jīng)濟和人類社會的飛速發(fā)展，人類對能源的需求量越來越高。據(jù)統(tǒng)計，傳統(tǒng)的不可再生能源，如煤、石油、天然氣等，照現(xiàn)在的開采速度，僅剩下幾十年到一百多年不等的開采量，人類正面臨著嚴(yán)重的能源危機。因此開發(fā)新能源，如太陽能、風(fēng)能、潮汐能和地?zé)崮艿瓤稍偕鍧嵞茉矗咽艿饺澜绺鲊膹V泛關(guān)注。其中，太陽能發(fā)電由于和建筑物相結(jié)合等優(yōu)點，日益受到人們的重視。并網(wǎng)逆變器、UPS和AC/AC變換系統(tǒng)通常要求輸出正弦電流(電壓)與電網(wǎng)電壓同步、無直流分量、總的諧波畸變度小于給定指標(biāo)，如果直接用電網(wǎng)電壓作為基準(zhǔn)電壓，則存在幅值波動、THD大等缺陷，無法滿足要求。因此，與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器是并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的重要研究內(nèi)容。
[0003]現(xiàn)有三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器多采用模擬電路技術(shù)產(chǎn)生超前移相120°和滯后移相120°的三相信號，但是模擬電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，信號準(zhǔn)確度、同步性效果不理想。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型為解決現(xiàn)有的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器存在的正弦頻率不穩(wěn)定、同步效果不理想的問題而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便、提高工作效率的與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器裝置。
[0005]本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
[0006]本實用新型實施例的與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器裝置，該與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器裝置包括:第一電網(wǎng)取樣模塊、第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊、鎖相環(huán)、地址發(fā)生器、第一 EPROM模塊、第一 DA轉(zhuǎn)換模塊、第一運放模塊、第一極性控制模塊、分頻電路模塊、第二 EPROM模塊、第二電網(wǎng)取樣模塊、第二正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊、第二極性控制模塊、第二 DA轉(zhuǎn)換模塊、第二運放模塊、反向電路模塊；
[0007]用于通過變壓器將電網(wǎng)中的A相電壓uA進行采樣的第一電網(wǎng)取樣模塊；
[0008]用于通過變壓器將電網(wǎng)中的B相電壓uB進行采樣的第二電網(wǎng)取樣模塊；
[0009]與第一電網(wǎng)取樣模塊連接，用于將采樣信號轉(zhuǎn)換成與UA同步的方波信號第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊；
[0010]與第二電網(wǎng)取樣模塊連接，用于采樣信號轉(zhuǎn)換成與UB同步的方波信號的第二正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊；
[0011]與第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊連接，用于接收第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊的A相電壓同步的方波信號，處于鎖定狀態(tài)時，輸出頻率為A相基準(zhǔn)方波信號的倍時鐘信號的鎖相環(huán)；
[0012]與鎖相環(huán)連接，用于接收鎖相環(huán)的時鐘信號，根據(jù)時鐘信號得到的地址信號，并把地址信號發(fā)送到第一 EPROM模塊和第二 EPROM模塊的地址發(fā)生器；[0013]與地址發(fā)生器連接，用于接收地址發(fā)生器的地址信號，用于每經(jīng)過半個周期就會對地址發(fā)生器進行清零，再從零地址開始讀取的第一 EPROM模塊和第二 EPROM模塊；
[0014]與第一 EPROM模塊和第一極性控制模塊連接,用于電流信號轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)A相電壓同步的基準(zhǔn)正弦電壓信號的第一 DA轉(zhuǎn)換模塊；
[0015]與第一 DA轉(zhuǎn)換模塊連接，用于對第一 DA轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換的模擬信號進行放大的第一運放模塊；
[0016]與第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊連接，用于控制第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊產(chǎn)生一串階梯正弦波形，發(fā)送至第一 DA轉(zhuǎn)換模塊的第一極性控制模塊；
[0017]與鎖相環(huán)連接，用于接收鎖相環(huán)的輸出信號，進行分頻后的信號再返回至鎖相環(huán)作為A相基準(zhǔn)電壓方波信號比較信號的分頻電路模塊；
[0018]與第二正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊連接，用于控制第二正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊產(chǎn)生一串階梯正弦波形，發(fā)送至第二 DA轉(zhuǎn)換模塊的第二極性控制模塊；
[0019]與第二 EPROM模塊和第二極性控制模塊連接，用于將第二 EPROM模塊和第二極性控制模塊的電流信號轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)B相電壓同步的基準(zhǔn)正弦電壓信號的第二 DA轉(zhuǎn)換模塊；
[0020]與第二 DA轉(zhuǎn)換模塊連接，用于實現(xiàn)第二 DA轉(zhuǎn)換模塊模擬信號放大的第二運放模塊；
[0021]與第一運放模塊和第二運放模塊連接，用于將A、B兩相基準(zhǔn)正弦電壓經(jīng)過反向加法得到C相基準(zhǔn)正弦電壓，得到與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦電壓的反向電路模塊。
[0022]本實用新型還可以采用如下技術(shù)措施:
[0023]進一步，第一 EPROM模塊和第二 EPROM模塊的信號值為半個周期的標(biāo)準(zhǔn)正弦值，每經(jīng)過半個周期就會對地址發(fā)生器進行清零，再從零地址開始讀取，尋址范圍為00Η-Ε0Η。
[0024]進一步，固化有A相、B相標(biāo)準(zhǔn)正弦半周期信號的第一 EPROM模塊和第二 EPROM模塊。
[0025]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:由于本實用新型采用鎖相環(huán)、分頻電路模塊、第一 DA轉(zhuǎn)換模塊和第二 DA轉(zhuǎn)換模塊，實現(xiàn)了三相基準(zhǔn)正弦電路與三相電網(wǎng)電壓的同步、輸出電壓的THD小、幅值可調(diào)且不受電網(wǎng)電壓波動的影響、簡單實用、價格低廉，在并網(wǎng)逆變器，UPS和AC/AC變換中具有重要應(yīng)用價值。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，較好的解決了現(xiàn)有的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器存在的正弦頻率不穩(wěn)定、同步效果不理想的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型實施例提供的與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖中:1、第一電網(wǎng)取樣模塊；2、第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊；3、鎖相環(huán)；4、地址發(fā)生器；5、第一 EPROM模塊；6、第一 DA轉(zhuǎn)換模塊；7、第一運放模塊；8、第一極性控制模塊；9、分頻電路模塊；10、第二 EPROM模塊；11、第二電網(wǎng)取樣模塊；12、第二正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊；13、第二極性控制模塊；14、第二 DA轉(zhuǎn)換模塊；15、第二運放模塊；16、反向電路模塊。
【具體實施方式】[0028]為能進一步了解本實用新型的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:本實用新型所用到的軟件模塊或單元都屬于已知模塊或單元，在購買硬件模塊或單元時，已經(jīng)安裝有該軟件模塊或單元。本實用新型不存在軟件或方法的創(chuàng)新。
[0029]請參閱圖1:
[0030]如圖1所示，本實用新型實施例的與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器裝置主要由第一電網(wǎng)取樣模塊1、第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊2、鎖相環(huán)3、地址發(fā)生器4、第一 EPROM模塊5、第一 DA轉(zhuǎn)換模塊6、第一運放模塊7、第一極性控制模塊8、分頻電路模塊9、第二EPROM模塊10、第二電網(wǎng)取樣模塊11、第二正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊12、第二極性控制模塊13、第二 DA轉(zhuǎn)換模塊14、第二運放模塊15、反向電路模塊16組成；
[0031]用于通過變壓器將電網(wǎng)中的A相電壓uA進行采樣的第一電網(wǎng)取樣模塊I ;
[0032]用于通過變壓器將電網(wǎng)中的B相電壓uB進行采樣的第二電網(wǎng)取樣模塊11 ；
[0033]與第一電網(wǎng)取樣模塊I連接，用于將采樣信號轉(zhuǎn)換成與UA同步的方波信號第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊2 ；
[0034]與第二電網(wǎng)取樣模塊11連接，用于采樣信號轉(zhuǎn)換成與UB同步的方波信號的第二正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊12 ；
[0035]與第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊2連接，用于接收第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊2的A相電壓同步的方波信號，處于鎖定狀態(tài)時，輸出頻率為A相基準(zhǔn)方波信號的450倍時鐘信號的鎖相環(huán)3 ；
[0036]與鎖相環(huán)3連接，用于接收鎖相環(huán)3的時鐘信號，根據(jù)時鐘信號得到的地址信號，并把地址信號發(fā)送到第一 EPROM模塊5和第二 EPROM模塊10的地址發(fā)生器4 ；
[0037]與地址發(fā)生器4連接，用于接收地址發(fā)生器4的地址信號，用于每經(jīng)過半個周期就會對地址發(fā)生器4進行清零，再從零地址開始讀取的第一 EPROM模塊5和第二 EPROM模塊10 ;第一EPROM模塊5和第二EPROM模塊10信號值為半個周期的標(biāo)準(zhǔn)正弦值，每經(jīng)過半個周期就會對地址發(fā)生器4進行清零，再從零地址開始讀取，尋址范圍為00Η-Ε0Η，固化有A相、B相標(biāo)準(zhǔn)正弦半周期信號；
[0038]與第一 EPROM模塊5和第一極性控制模塊8連接,用于電流信號轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)A相電壓同步的基準(zhǔn)正弦電壓信號的第一 DA轉(zhuǎn)換模塊6 ；
[0039]與第一 DA轉(zhuǎn)換模塊6連接，用于對第一 DA轉(zhuǎn)換模塊6轉(zhuǎn)換的模擬信號進行放大的第一運放模塊7 ；
[0040]與第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊2連接，用于控制第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊2產(chǎn)生一串階梯正弦波形，發(fā)送至第一 DA轉(zhuǎn)換模塊6的第一極性控制模塊8 ；
[0041]與鎖相環(huán)3連接，用于接收鎖相環(huán)3的輸出信號，進行450分頻后的信號再返回至鎖相環(huán)3作為A相基準(zhǔn)電壓方波信號比較信號的分頻電路模塊9 ；
[0042]與第二正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊12連接，用于控制第二正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊12產(chǎn)生一串階梯正弦波形，發(fā)送至第二 DA轉(zhuǎn)換模塊14的第二極性控制模塊13 ；
[0043]與第二 EPROM模塊10和第二極性控制模塊13連接，用于將第二 EPROM模塊10和第二極性控制模塊13的電流信號轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)B相電壓同步的基準(zhǔn)正弦電壓信號的第二DA轉(zhuǎn)換模塊14 ；
[0044]與第二 DA轉(zhuǎn)換模塊14連接，用于實現(xiàn)第二 DA轉(zhuǎn)換模塊14模擬信號放大的第二運放模塊15 ；
[0045]與第一運放模塊7和第二運放模塊15連接，用于將A、B兩相基準(zhǔn)正弦電壓經(jīng)過反向加法得到C相基準(zhǔn)正弦電壓，得到與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦電壓的反向電路模塊
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[0046]本實用新型的工作原理:電網(wǎng)取樣模塊與正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊連接，通過兩個變壓器分別將電網(wǎng)中的A相、B相電壓uA、uB進行采樣，然后通過正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊將采樣信號轉(zhuǎn)換成與uA、uB同步的方波信號。
[0047]正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊后與鎖相環(huán)連接，將與A相電壓同步的方波信號輸入到鎖相環(huán)，鎖相環(huán)輸出信號至與其連接的分頻電路模塊，分頻電路模塊進行450分頻后的信號再返回至鎖相環(huán)作為A相基準(zhǔn)電壓方波信號的比較信號。當(dāng)鎖相環(huán)處于鎖定狀態(tài)時，鎖相環(huán)輸出頻率為A相基準(zhǔn)方波信號的450倍時鐘信號。
[0048]產(chǎn)生的時鐘信號送入與鎖相環(huán)連接的地址發(fā)生器，地址發(fā)生器根據(jù)時鐘信號得到的地址信號，并把地址信號發(fā)送至與地址發(fā)生器5連接的第一 EPROM模塊作為讀取信號，固化在第一 EPROM模塊和第二 EPROM模塊中的信號值為半個周期的標(biāo)準(zhǔn)正弦值，每經(jīng)過半個周期就會對地址發(fā)生器進行清零，再從零地址開始讀取，尋址范圍為00Η-Ε0Η。
[0049]得到的地址信號輸送到兩個分別事先固化有A相、B相標(biāo)準(zhǔn)正弦半周期信號的第一 EPROM模塊和第二 EPROM模塊上。順序讀取存入第一 EPROM模塊和第二 EPROM模塊中的數(shù)據(jù)表，將代表正弦波幅值的8位二進制數(shù)送到與第一 EPROM模塊和第二 EPROM模塊連接的第一 DA轉(zhuǎn)換模塊和第二 DA轉(zhuǎn)換模塊中進行數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換，在連接的第一極性控制模塊和第二極性控制模塊的控制下，周而復(fù)始產(chǎn)生一串階梯正弦波形并將轉(zhuǎn)換結(jié)果送至后的第一運算放大模塊和第二運放模塊。
[0050]由于第一 DA轉(zhuǎn)換模塊和第二 DA轉(zhuǎn)換模塊為電流型器件因此必須與第一運算放大模塊和第二運放模塊連接，將電流信號轉(zhuǎn)換為所需的與電網(wǎng)A相、B相電壓同步的基準(zhǔn)正弦電壓信號。第一運算放大模塊和第二運放模塊與反向電路模塊連接，因為三相對稱電壓滿足UA+UB+UC=0，所以將A、B兩相基準(zhǔn)正弦電壓經(jīng)過反向電路模塊就能得到C相基準(zhǔn)正弦電壓，從而得到與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦電壓。
[0051]本實用新型的結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，實現(xiàn)了與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦電壓。
[0052]以上所述僅是對本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器裝置，其特征在于，該與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器裝置包括:第一電網(wǎng)取樣模塊、第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊、鎖相環(huán)、地址發(fā)生器、第一 EPROM模塊、第一 DA轉(zhuǎn)換模塊、第一運放模塊、第一極性控制模塊、分頻電路模塊、第二 EPROM模塊、第二電網(wǎng)取樣模塊、第二正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊、第二極性控制模塊、第二 DA轉(zhuǎn)換模塊、第二運放模塊、反向電路模塊； 用于通過變壓器將電網(wǎng)中的A相電壓uA進行采樣的第一電網(wǎng)取樣模塊； 用于通過變壓器將電網(wǎng)中的B相電壓uB進行采樣的第二電網(wǎng)取樣模塊； 與第一電網(wǎng)取樣模塊連接，用于將采樣信號轉(zhuǎn)換成與uA同步的方波信號第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊； 與第二電網(wǎng)取樣模塊連接，用于采樣信號轉(zhuǎn)換成與uB同步的方波信號的第二正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊； 與第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊連接，用于接收第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊的A相電壓同步的方波信號，處于鎖定狀態(tài)時，輸出頻率為A相基準(zhǔn)方波信號的倍時鐘信號的鎖相環(huán)；與鎖相環(huán)連接，用于接收鎖相環(huán)的時鐘信號，根據(jù)時鐘信號得到的地址信號，并把地址信號發(fā)送到第一 EPROM模塊和第二 EPROM模塊的地址發(fā)生器； 與地址發(fā)生器連接，用于接收地址發(fā)生器的地址信號，用于每經(jīng)過半個周期就會對地址發(fā)生器進行清零，再從零地址開始讀取的第一 EPROM模塊和第二 EPROM模塊； 與第一 EPROM模塊和第一極性控制模塊連接,用于電流信號轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)A相電壓同步的基準(zhǔn)正弦電壓信號的第一 DA轉(zhuǎn)換模塊； 與第一 DA轉(zhuǎn)換模塊連接，用于對第一 DA轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換的模擬信號進行放大的第一運放模塊； 與第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊連接，用于控制第一正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊產(chǎn)生一串階梯正弦波形，發(fā)送至第一 DA轉(zhuǎn)換模塊的第一極性控制模塊； 與鎖相環(huán)連接，用于接收鎖相環(huán)的輸出信號，進行分頻后的信號再返回至鎖相環(huán)作為A相基準(zhǔn)電壓方波信號比較信號的分頻電路模塊； 與第二正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊連接，用于控制第二正弦波方波轉(zhuǎn)換模塊產(chǎn)生一串階梯正弦波形，發(fā)送至第二 DA轉(zhuǎn)換模塊的第二極性控制模塊； 與第二 EPROM模塊和第二極性控制模塊連接，用于將第二 EPROM模塊和第二極性控制模塊的電流信號轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)B相電壓同步的基準(zhǔn)正弦電壓信號的第二 DA轉(zhuǎn)換模塊；與第二 DA轉(zhuǎn)換模塊連接，用于實現(xiàn)第二 DA轉(zhuǎn)換模塊模擬信號放大的第二運放模塊；與第一運放模塊和第二運放模塊連接，用于將A、B兩相基準(zhǔn)正弦電壓經(jīng)過反向加法得到C相基準(zhǔn)正弦電壓，得到與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦電壓的反向電路模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器裝置，其特征在于，第一 EPROM模塊和第二 EPROM模塊的信號值為半個周期的標(biāo)準(zhǔn)正弦值，每經(jīng)過半個周期就會對地址發(fā)生器進行清零，再從零地址開始讀取，尋址范圍為00Η-Ε0Η。
3.如權(quán)利要求1所述的與電網(wǎng)電壓同步的三相基準(zhǔn)正弦發(fā)生器裝置，其特征在于，固化有A相、B相標(biāo)準(zhǔn)正弦半周期信號的第一 EPROM模塊和第二 EPROM模塊。
【文檔編號】H03B28/00GK203643488SQ201320855144
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】劉玉福 申請人:紅河學(xué)院