一種用於串聯諧振耐壓試驗的高壓輸出控制裝置的製作方法

2023-06-09 19:33:11

專利名稱：一種用於串聯諧振耐壓試驗的高壓輸出控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在電力系統中廣泛用於電纜、變壓器、發電機等交流 耐壓試驗的高壓輸出控制裝置。
背景技術：
電力系統中，在電纜的交接試驗以及預防性試驗中，可採用頻率在30 300Hz範圍內的交流高壓進行耐壓試驗，以保證電纜的安全運行。本申請人 HDSR-F系列調頻式串聯諧振高壓試驗設備，可對不同電壓等級、不同截面、 不同長度的電纜進行交流耐壓試驗，亦可用來對GIS、開關、互感器、電機、 發電機定子繞組等設備進行交流耐壓試驗。
對試品進行耐壓試驗，必須將試驗電壓升到規程規定的高壓。現有的高壓 輸出控制裝置，主要是靠人工手動進行升壓，利用手動升壓會由於人為因素 導致升壓過程不連續和不穩定。目前市場上也出現了自動升壓裝置，與手動 升壓相比，自動升壓速率平穩，且速度可調，但目前的自動升壓裝置升壓速 度特別慢，受整流輸入電壓影響大，諧振輸出電壓波動大且易過衝，效果不 理想。因此，迫切需要一種升壓速率均勻、速率可調、升壓過衝較小、穩壓 效果好的高壓輸出裝置。

實用新型內容
本實用新型目的是為了克服現有技術的不足而提供一種升壓速率均勻、速 率可調且升壓過衝較小、穩壓效果好的用於串聯諧振耐壓試驗的高壓輸出控制 裝置。
為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是 一種用於串聯諧振耐壓 試驗的高壓輸出控制裝置，包括用於將交流電轉變為直流電的整流電路、輸入 端與所述的整流電路的輸出端相電連接用於將整流電路輸出的直流電轉換為設 定頻率的交流電的逆變電路、輸入端與所述的逆變電路的輸出端相電連接用於將逆變電路輸出的交流電進行放大並隔離的隔離放大電路、輸入端與所述的隔 離放大電路輸出端相電連接用於輸出諧振試驗電壓的諧振升壓電路，它還包括 連接在所述的諧振升壓電路的輸出端與整流電路的輸入端之間的自動調壓控制迴路，所述的自動調壓控制迴路包括依次相連接的取樣反饋電路、單片機處理 電路、D/A轉換電路、調壓電路，所述的單片機處理電路根據取樣反饋迴路採集的諧振升壓電路輸出的高壓反饋量不斷地通過D/A轉換電路將調整電壓輸入至調壓電路，所述的調壓電路控制整流電路的直流電壓的輸出從而使諧振升壓電 路輸出的電壓自動升高並穩定到設定的高壓。
更進一步地，所述的自動調壓控制迴路還包括連接在整流電路的輸出端與調壓電路的輸入端之間的用於從整流電路的輸出端獲取採樣輸入電壓的採樣電路，所述的調壓電路根據採樣電路的採樣輸入電壓和D/A轉換電路的輸入信號控制整流電路的直流電穩定輸出。
所述的取樣反饋電路輸出的高壓反饋量為一低壓電壓，且所述的高壓反饋量與諧振升壓電路輸出的高壓成固定比例。
由於上述技術方案的運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點由於在整流電路與諧振升壓電路之間反饋連接一自動調壓控制迴路，該自動調壓控制迴路根據取樣反饋電路對諧振升壓電路的輸出高壓進行採集，並通過單片機程控D/A轉換電路的輸出，該輸出經調壓電路控制整流電路的輸出電壓幅度，從而決定輸出的高壓，因此，採用該自動調壓控制迴路，使得諧振升壓電路輸出的電壓自動調整(升、降)並穩壓，直至輸出至設定的電壓。採用此高壓輸 出控制裝置，將試品與諧振升壓電路的輸出端相連接，在進行耐壓試驗時，輸出電壓穩步升高、升壓速度均勻可控，並最終穩定在設定的試驗電壓上，有效避免了因高壓電壓不穩定甚至失控而破壞試品的缺陷。


附圖1為本實用新型高壓輸出控制裝置的電原理框附圖2為本實用新型調壓電路電原理附圖3為本實用新型採樣電路電原理其中1、整流電路；2、逆變電路；3、隔離放大電路；4、諧振升壓電路； 5、自動調壓控制迴路；51、取樣反饋電路；52、單片機處理電路；53、 D/A轉 換電路；54、調壓電路；55、採樣電路；
具體實施方式
以下結合附圖、舉例詳細說明本實用新型的具體內容:
如圖1所示的高壓輸出控制裝置，包括依次相連接的整流電路1、逆變電路 2、隔離放大電路3、諧振升壓電路4，整流電路1採用電晶體通用的整流電路， 如橋式整流電路，逆變電路2採用單相橋式逆變電路，由四個雙極性絕緣柵極 場效應管組成，通過控制每個場效應管的柵極的開關，可形成依賴於控制頻率 的周期交流信號，隔離放大電路3可為隔離變壓器，該變壓器同時具有升壓和 隔離功能，輸入為低壓交流信號，輸出為高壓交流信號，諧振升壓電路4為一 串聯諧振電路，上述電路均為常見電路，在此對各電路原理不再贅述。整流電 路1將輸入的交流市電整流成直流電輸出，直流電經過逆變電路2轉換成相應 頻率的交流電，交流電經過隔離放大電路3初步放大後通過諧振升壓電路將高 壓輸出，在對被試品進行耐壓試驗時，將試品如電纜與該諧振升壓電路4的輸 出端相連即可。
該高壓輸出控制裝置還包括一自動調壓控制迴路5，自動調壓控制迴路5 連接在所述的諧振升壓電路4的輸出端與整流電路1的輸入端之間，所述的自 動調壓控制迴路5包括依次相連接的取樣反饋電路51、單片機處理電路52、D/A 轉換電路53、調壓電路54，自動調壓控制迴路5還包括連接在整流電路1的輸 出端與調壓電路54的輸入端之間的採樣電路55,其中，取樣反饋電路51用高 耐壓的電容串聯，從該電路中取出小的分壓電壓並經處理後輸入到單片機處理 電路52中，單片機處理電路52從取樣反饋電路中接收到的電壓與諧振升壓電 路輸出的高壓成固定比例關係，單片機處理電路52根據接收的電壓控制輸入到 D/A轉換電路53中的數字電壓值，該數字電壓值通過D/A轉換電路53轉換為相 應模擬電壓輸入至調壓電路54，調壓電路54如圖2所示，其由三級運算放大器 組成，第一級運放2IC1B組成加減運算放大電路，該運放將來自D/A轉換電路 53輸出的電壓信號放大，並從其第7腳輸出；來自採樣電路55的輸入電壓從該 運放的反相輸入端輸入，形成深度負反饋，其作用是使第7腳的輸出電壓更穩 定；第二級運放2IC2B組成積分電路，其作用是消除自激振蕩和去掉紋波，同 時消除幹擾信號，使得從該晶片第7腳輸出的電壓信號更平穩；第三級運放 2IC2A是反相求和放大電路，其作用是將第二級運放來的信號與一個直流電壓進 行疊加，該直流電壓的大小由電位器2W4調節，將信號與直流電壓疊加起到調 整零位的作用。採樣電路如圖3所示，該電路從整流電路1的輸出端獲取所述 的採樣輸入電壓，該電壓驅使光耦集成電路2G01的發光二極體發光，採樣輸入 電壓的大小決定了發光量的大小，經光敏管接收後，從而決定了電位器2W7上
電壓的大小，從2W7的中間抽頭取出採樣電路輸出電壓，進入調壓電路54。因 此，通過採用上述自動調壓控制迴路，可穩定的控制整流電路1的輸出電壓幅 度，達到自動且穩定升壓的目的。
本實用新型的工作原理如下220V (或380V)的交流電壓經過整流電路1 後變成直流信號，該信號依次經逆變電路2、隔離放大電路3、諧振升壓電路4 後輸出高壓。在升壓過程中，自動調壓控制迴路5按如下方式進行工作單片 機處理電路52根據取樣反饋電路51的反饋量控制D/A轉換電路53的輸出，該 輸出和採樣電路55的輸出共同經調壓電路54控制整流電路1的輸出電壓幅度， 從而決定輸出的高壓。因此當單片機處理電路52控制D/A轉換電路53的輸出 電壓由零逐步增大並不斷調整時，輸出的高壓也由零逐步增大並不斷調整，從 而使被試品在諧振狀態下達到所需要的試驗高壓，並穩定維持一定的時長，繼 而完成試驗。
權利要求1、一種用於串聯諧振耐壓試驗的高壓輸出控制裝置，包括用於將交流電轉變為直流電的整流電路(1)、輸入端與所述的整流電路(1)的輸出端相電連接用於將整流電路(1)輸出的直流電轉換為設定頻率的交流電的逆變電路(2)、輸入端與所述的逆變電路(2)的輸出端相電連接用於將逆變電路(2)輸出的交流電進行放大並隔離的隔離放大電路(3)、輸入端與所述的隔離放大電路(3)輸出端相電連接用於輸出諧振試驗電壓的諧振升壓電路(4)，其特徵在於它還包括連接在所述的諧振升壓電路(4)的輸出端與整流電路(1)的輸入端之間的自動調壓控制迴路(5)，所述的自動調壓控制迴路(5)包括依次相連接的取樣反饋電路(51)、單片機處理電路(52)、D/A轉換電路(53)、調壓電路(54)，所述的單片機處理電路(52)根據取樣反饋電路(51)採集的諧振升壓電路(4)輸出的高壓反饋量不斷地通過D/A轉換電路(53)將調整電壓輸入至調壓電路(54)，所述的調壓電路(54)控制整流電路(1)的直流電壓的輸出從而使諧振升壓電路(4)輸出的電壓自動升高並穩定在設定的高壓上。
2、 根據權利要求l所述的一種用於串聯諧振耐壓試驗的高壓輸出控制裝置， 其特徵在於所述的自動調壓控制迴路(5)還包括連接在整流電路(1)的輸 出端與調壓電路(54)的輸入端之間的用於從整流電路(1)的輸出端獲取採樣 輸入電壓的採樣電路(55)，所述的調壓電路(54)根據採樣電路(55)的採樣 輸入電壓和D/A轉換電路(53)的輸入信號控制整流電路(1)的直流電穩定輸 出。
3、 根據權利要求1或2所述的一種用於串聯諧振耐壓試驗的高壓輸出控制 裝置，其特徵在於所述的取樣反饋電路(51)輸出的高壓反饋量為一低壓電 壓，且所述的高壓反饋量與諧振升壓電路(4)輸出的高壓成固定比例。
專利摘要本實用新型涉及一種用於串聯諧振耐壓試驗的高壓輸出控制裝置，包括依次相連接的整流電路、逆變電路、隔離放大電路、諧振升壓電路，它還包括連接在諧振升壓電路的輸出端與整流電路的輸入端之間的自動調壓控制迴路，自動調壓控制迴路包括依次相連接的取樣反饋電路、單片機處理電路、D/A轉換電路、調壓電路，單片機處理電路根據取樣反饋電路採集的諧振升壓電路輸出的高壓反饋量不斷地通過D/A轉換電路將調整電壓信號輸入至調壓電路，調壓電路控制整流電路的直流電壓的輸出從而使諧振升壓電路輸出的電壓自動調整到設定的高壓。試驗時將試品與諧振升壓電路的輸出端相連接，輸出電壓可穩步升高並最終穩定在所需要的試驗電壓上。
文檔編號G05F1/10GK201181428SQ200820032478
公開日2009年1月14日 申請日期2008年3月5日 優先權日2008年3月5日
發明者青 餘, 劉曉莊, 斌 樊 申請人:蘇州市華電電氣技術有限公司