一種三相無局放大功率諧波電源裝置的製作方法
2023-09-22 03:26:05 1
專利名稱：一種三相無局放大功率諧波電源裝置的製作方法
技術領域：
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於電力電容器
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：
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，技術要求越來越高，而 限於技術難度，目前市場上對應的諧波實驗設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。
實用新型內容
本實用新型的目的在於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並 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方案實現的其由可調頻調幅支持多頻率組合和在線 更新參數的標準諧波源、用於將三相諧波功率放大的三相全橋功率放大電路、用於保護功率 放大電路的保護電路、用於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、超大規模CPLD、 32位存儲器、三個12位的模數轉 換器、三個輸出濾波器構成，所述CPU輸出端與超大規模CPLD輸入端連接，存儲器與超大 規模CPLD雙向連接；超大規模CPLD輸出端分別與三個模數轉換器的輸入端連接，三個模
數轉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節，總共3X25個諧波電壓分量調節點， 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後輸出。所述三相全橋功率放大電路由六個橋臂構成三相全橋放大矩陣，每個橋臂均採用達林頓 結構，由100隻一-10000隻參數一致的耐壓高大功率三極體並聯構成(並聯大功率三極體的 具體數量根據所需功率大小確定，所需功率越大，並聯大功率三極體數量應當越多)；每個橋
臂三極體的基極和發射極之間並聯有兩隻用於提供基極偏置電壓的二極體。不需要傳統的電 位器調節。所有三極體工作在線性放大區，所以不存在波形的失真，電壓畸變率小(小於1%)，
同時由於整個信號迴路無開關器件及其它存在放電的器件，所以局部放電量小(小於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，調試簡單，不用調節功放三極體的基極偏置電壓，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，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構方框圖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構圖。
具體實施方式
以下結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，超大規模CPLD12， 32位的存儲器13，三個 12位的模數轉換器I 141、模數轉換器II142、模數轉換器ffl143,以及對應的輸出濾波器I 151、 輸出濾波器I1152、輸出濾波器I11153構成，所述CPU11輸出端與超大規模CPLD12輸入端 連接，存儲器13與超大規模CPLD12雙向連接；超大規模CPLD12輸出端分別與模數轉換器 1141、模數轉換器ni42和模數轉換器ffll43的輸入端連接，模數轉換器I14K模數轉換器 ni42和模數轉換器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分為兩個區存儲器13I區和存儲器13H區，CPU根據輸出要求將 各次諧波按比例相加，將一個周期360度分成4096份，求出對應的正弦函數值，將結果送入 CPLD， CPLD將這些數據固化到存儲器13I區，輸出波形時，CPU將要輸出的信號頻率傳 遞給CPLD， CPLD根據要求的頻率值循環讀取存儲器13I區的正弦函數數據，將讀取的正
4弦函數數據送至模數轉換器，得到標準的諧波，然後經輸出濾波器送至功率放大電路4。在 線更新輸出諧波參數時，CPU根據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，求出對應的正弦函數值，將結果送至CPLD， CPLD將這些數據固化到存儲器1311 區，與此同時，CPLD在循環讀取存儲器I區中的數據，對外連續送出諧波信號，當更新的 數據固化到存儲器13II區後，CPLD將切換到讀取存儲器BII區的數據，對外送出新參數的 諧波電壓，到此更新完成，存儲器13I區用來作下次更新數據用。
參照圖3，電源電路2由三相整流電路，濾波電路，預充電部分組成，控制交流電的輸入 和將交流轉變成直流電，外部交流三相輸入，在輸入端加有壓敏電阻，用來吸收電網的幹擾， 輸入電壓經過主迴路空氣開關Kl,預合閘開關K—YH閉合，電壓經過Cl和C2給主迴路預充 電，預充電時間到，閉合合閘開關K一H，預合閘開關K—YH自動斷開，三相交流經過由二極體 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 路後送濾波電容C7， C8， R10和RU為濾波電容的洩放電阻，經過濾波後的電壓經過保護電 路後送功率放大電路，給功率放大電路提供直流電源。
保護電路3採用快速可控矽作為主要元件，當主迴路或負載電路出現故障時，能迅速關 斷主迴路電源，保護人員及設備的安全，反應速度為納秒級。
功率放大電路4由六組大功率三極體(Q1, Q2, Q3， Q4， Q5， Q6)分別作為六個橋臂， 構成三相全橋放大電路，每組三極體採用達林頓結構，由5000隻同參數的大功率三極體並聯 組成，標準諧波源1送出的諧波信號電壓經過變壓器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體來提供和保障基極偏置電壓，R26上端經過變壓器T1 接在Q1的基極，R26下端接在Q1的發射極，電阻R25， R26， R27， R28依次相連接到直流母 線上，根據串聯分壓，R26兩端分得的電壓為橋臂1提供基極偏置電壓，二極體D7， D8並在 R26的兩端，由於二極體正嚮導通的電壓降是恆定的，所以保障R26兩端的電壓降恆定，從 而保障Q1的基極偏置電壓恆定，使Q1恆定地工作在放大區。它橋臂是同樣的工作原理。在 每個橋臂上並聯有一個續流二極體，用來釋放感性負載在關斷時候儲存的電流能量，經過三 相全橋放大電路輸出的諧波功率可達一千千瓦。
權利要求1、一種三相無局放大功率諧波電源裝置，其特徵在於，由可調頻調幅支持多頻率組合和在線更新參數的標準諧波源、用於將三相諧波功率放大的三相全橋功率放大電路、用於保護功率放大電路的保護電路、用於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、 根據權利要求l所述的三相無局放大功率諧波電源裝置，其特徵在於，所述標準諧波 源由16位的CPU、超大規模CPLD、 32位存儲器、三個12位的模數轉換器、三個輸出濾波 器構成，所述CPU輸出端與超大規模CPLD輸入端連接，存儲器與超大規模CPLD雙向連接； 超大規模CPLD輸出端分別與三個模數轉換器的輸入端連接，三個模數轉換器的輸出端分別 與三個輸出濾波器連接。
3、 根據權利要求1或2所述的三相無局放大功率諧波電源裝置，其特徵在於，所述三相 全橋功率放大電路由六個橋臂構成三相全橋放大矩陣，每個橋臂均採用達林頓結構，由100 只一-10000隻參數一致的耐壓高大功率三極體並聯構成；每個橋臂三極體的基極和發射極之 間並聯有兩隻用來提供基極偏置電壓的二極體。
專利摘要一種三相無局放大功率諧波電源裝置，其由可調頻調幅支持多頻率組合和在線更新參數的標準諧波源、用於將三相諧波功率放大的三相全橋功率放大電路、用於保護功率放大電路的保護電路、用於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 優先權日2009年2月9日
發明者萬望龍 申請人:萬望龍