一種單相電網電壓基波檢測裝置的製作方法
2023-05-20 22:48:51
專利名稱：一種單相電網電壓基波檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力電子控制或併網控制檢測裝置，具體地說是一種單相電網電壓基波檢測裝置。
背景技術：
對併網系統而言，根據應用的場合和技術要求不同需要進行電網電壓信號檢測。但是，由於受到電網中非線性負載的影響，部分電網，尤其是短路容量較小的電網系統，其供電電壓較為容易出現電力質量問題，使得傳統的檢測方法出現無法檢測或檢測結果不理想的問題。另一方面，為了實現併網系統中對基波信號進行跟蹤、鎖相、監測等應用，基波檢測方法必須能夠應對電網電壓出現畸變、跌落變化等電力質量問題，並且具有響應速度快， 輸出波形質量高的特點。因此，為了解決這一問題，設計一種單相電網電壓基波檢測裝置，有利於單相併網系統的設計和控制。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供了一種高精度和響應速度快的單相電網電壓基波檢測裝置。為解決上述技術問題，本實用新型採用以下技術方案一種單相電網電壓基波檢測裝置，包括併網系統主電路、電壓採樣電路、基波檢測計算電路、系統控制電路以及電網，所述併網系統主電路和電網連接中間設置有電壓採樣電路，電壓採樣電路中輸出端連向基波檢測計算電路，基波檢測計算電路通過控制電路連向併網系統主電路，其特徵在於所述基波檢測計算電路包括兩條比例運算電路，第一比例運算電路依次由通過兩個電阻和運放實現比例增益的比例增益模塊a、比例增益模塊b、比例增益模塊C、比例增益模塊d、通過電阻和電容實現積分運算的積分運算模塊a、比例增益模塊e依次串聯而成，第二比例運算電路依次由比例增益模塊f、比例增益模塊g、比例增益模塊h、積分運算模塊b、比例增益模塊i依次串聯而成，第一比例運算電路的輸入端接電壓採樣電路，第一比例運算電路的輸出端接向控制電路，第二比例運算電路通過若干個不同阻值的電容並聯到第一比例運算電路。所述比例增益模塊一個串聯電阻、並聯電阻與運放構成反向比例環節，所述積分運算模塊為通過一個串聯電阻、並聯電容與運放構成積分器。所述比例增益模塊b內部通過一個電阻a連向比例增益模塊e的輸出端和比例增益模塊g內部，電阻a與比例增益模塊g之間設有一個電阻d，所述比例增益模塊d內部通過一個電阻b同時連向第二比例運算電路的輸入端和輸出端，電阻b和第二比例運算電路輸入端之間設有一個電阻C。所述比例增益模塊b和比例增益模塊d內部指得是串聯電阻和運算放大器之間。採用以上技術方案後從通過若干個比例增益模塊和積分運算模塊來實現一個多輸入多輸出變量系統構成的帶通濾波器結構，能夠應對電網電壓出現畸變、跌落等電カ質量問題情況下的基波檢測，響應速度快，輸出波形質量高。
圖I為使用本實用新型的併網系統連接示意圖；圖2為本實用新型電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型技術內容作說明參見圖I，一種單相電網電壓基波檢測裝置，包括併網系統主電路、電壓採樣電路、基波檢測計算電路、系統控制電路以及電網，併網系統主電路和電網連接中間設置有電壓採樣電路，電壓採樣電路中輸出端連向基波檢測計算電路，基波檢測計算電路通過控制電路連向井網系統主電路，從該電壓採樣電路中輸出的電壓信號經基波檢測計算電路得到電網電壓的基波信號，該基波信號被送至系統控制電路中進行諸如鎖相、檢測等作用，基波檢測計算電路包括兩條比例運算電路，第一比例運算電路依次由通過兩個電阻和運放實現比例増益的比例増益模塊al、比例増益模塊b2、比例増益模塊c3、比例増益模塊d4、通過電阻和電容實現積分運算的積分運算模塊a5、比例増益模塊e6依次串聯而成，第二比例運算電路依次由比例増益模塊f7、比例増益模塊g8、比例増益模塊h9、積分運算模塊blO、比例增益模塊ill依次串聯而成，第一比例運算電路的輸入端接電壓採樣電路，第一比例運算電路的輸出端接向控制電路，第二比例運算電路通過若干個不同阻值的電容並聯到第一比例運算電路，即比例増益模塊b2內部通過ー個電阻aR10連向比例増益模塊e6的輸出端和比例増益模塊g8內部，電阻aR10與比例増益模塊g8之間設有一個電阻dR16，比例増益模塊d4內部通過ー個電阻bR21同時連向第二比例運算電路的輸入端和輸出端，電阻bR21和第ニ比例運算電路輸入端之間設有一個電阻cR12，比例増益模塊b和比例増益模塊d內部指得是串聯電阻和運算放大器之間。對於比例增益模塊和積分運算模塊，比例増益模塊al、比例増益模塊b2、比例增益模塊c3、比例増益模塊d4、比例増益模塊e6、比例増益模塊f7、比例増益模塊g8、比例增益模塊h9以及比例増益模塊ill都是ー個串聯電阻、並聯電阻與運放構成反向比例環節，積分運算模塊a5和積分運算模塊blO都是通過ー個串聯電阻、並聯電容與運放構成積分器。由於比例增益模塊通過兩個電阻實現比例増益，則這兩個電阻的阻值可能相同也可能不同，主要是根據不同情況來進行選取元器件，同理所得積分運算模塊內的電阻和電容也是按具體需求進行選取，為了進一步說明本實用新型的結構，如下舉例實施例I參見圖2，ー種單相電網電壓基波檢測裝置，包括併網系統主電路、電壓採樣電路、基波檢測計算電路、系統控制電路以及電網，併網系統主電路和電網連接中間設置有電壓採樣電路，電壓採樣電路中輸出端連向基波檢測計算電路，基波檢測計算電路通過控制電路連向井網系統主電路，從該電壓採樣電路中輸出的電壓信號經基波檢測計算電路得到電網電壓的基波信號，該基波信號被送至系統控制電路中進行諸如鎖相、檢測等作用，基波檢測計算電路包括兩條比例運算電路，第一比例運算電路由串聯電阻阻值為24kQ和並聯電阻阻值為16kQ的比例增益模塊al、串聯電阻阻值為IOkQ和並聯電阻阻值為IOkQ的比例增益模塊b2、串聯電阻阻值為200kQ和並聯電阻阻值為IOkQ的比例增益模塊c3、串聯電阻阻值為IOkQ和並聯電阻阻值為IOkQ的比例增益模塊d4、串聯電阻阻值為30kQ和IOOnF的並聯電容的積分運算模塊a5以及串聯電阻阻值為IOkQ和並聯電阻阻值為IOkQ的比例增益模塊e6依次串聯而成，第二比例運算電路依次由串聯電阻阻值為200kQ和並聯電阻阻值為IOkQ的比例增益模塊f7、串聯電阻阻值為IOkQ和並聯電阻阻值為IOkQ的比例增益模塊g8、串聯電阻阻值為IOkQ和並聯電阻阻值為IOkQ的比例增益模塊h9、串聯電阻阻值為30kQ和IOOnF的並聯電容的積分運算模塊blO、串聯電阻阻值為IOkQ和 並聯電阻阻值為IOkQ的比例增益模塊ill依次串聯而成，第一比例運算電路的輸入端接電壓採樣電路，第一比例運算電路的輸出端接向控制電路，第二比例運算電路通過若干個不同阻值的電容並聯到第一比例運算電路，即比例增益模塊b2內部通過一個阻值為IOkQ電阻a連向比例增益模塊e7的輸出端和比例增益模塊g內部，電阻a與比例增益模塊g8之間設有一個阻值為IOkQ的電阻d，比例增益模塊d4內部通過一個阻值為IOkQ電阻b同時連向第二比例運算電路的輸入端和輸出端，電阻b和第二比例運算電路輸入端之間設有一個阻值為IOkQ電阻C。本實用新型的工作原理本實用新型採用了由多輸入多輸出變量系統構成的一個帶通濾波器結構，在對經採樣電路獲得的電網電壓進行濾波後輸出電網電壓的基波信號；圖2中電阻阻值以及電容量，根據應用場合的電網電壓額定頻率進行設定。
權利要求1.一種單相電網電壓基波檢測裝置，包括併網系統主電路、電壓採樣電路、基波檢測計算電路、系統控制電路以及電網，所述併網系統主電路和電網連接中間設置有電壓採樣電路，電壓採樣電路中輸出端連向基波檢測計算電路，基波檢測計算電路通過控制電路連向併網系統主電路，其特徵在於所述基波檢測計算電路包括兩條比例運算電路，所述第一比例運算電路依次由通過兩個電阻和運放實現比例增益的比例增益模塊a(l)、比例增益模塊b (2)、比例增益模塊c (3)、比例增益模塊d (4)、通過電阻和電容以及運放實現積分運算的積分運算模塊a (5)、比例增益模塊e (6)依次串聯而成，第二比例運算電路依次由比例增益模塊f (7)、比例增益模塊g (8)、比例增益模塊h (9)、積分運算模塊b (10)、比例增益模塊i (11)依次串聯而成，第一比例運算電路的輸入端接電壓採樣電路，第一比例運算電路的輸出端接向系統控制電路，第二比例運算電路通過若干個不同阻值的電容並聯到第一比例運算電路。
2.根據權利要求I所述的一種單相電網電壓基波檢測裝置，其特徵在於所述比例增益模塊a (I)、比例增益模塊b (2)、比例增益模塊c (3)、比例增益模塊d (4)、比例增益模塊e (6)、比例增益模塊f (7)、比例增益模塊g (8)、比例增益模塊h (9)以及比例增益模塊i (11)都是一個串聯電阻、並聯電阻與運放構成反向比例環節，所述積分運算模塊a (5)和積分運算模塊b (10)都是通過一個串聯電阻、並聯電容與運放構成積分器。
3.根據權利要求I或2所述的一種單相電網電壓基波檢測裝置，其特徵在於所述比例增益模塊b (2)內部通過一個電阻a (RlO)連向比例增益模塊e (6)的輸出端和比例增益模塊g (8)內部，電阻a(R10)與比例增益模塊g (8)之間設有一個電阻d(R16)，所述比例增益模塊d (4)內部通過一個電阻b(R21)同時連向第二比例運算電路的輸入端和輸出端，電阻b(R21)和第二比例運算電路輸入端之間設有一個電阻c (R12)。
4.根據權利要求3所述的一種單相電網電壓基波檢測裝置，其特徵在於所述比例增益模塊b (2)和比例增益模塊d (4)內部指得是串聯電阻和運算放大器之間。
專利摘要本實用新型提供了一種單相電網電壓基波檢測裝置，包括併網系統主電路、電壓採樣電路、基波檢測計算電路、系統控制電路以及電網，所述併網系統主電路和電網連接中間設置有電壓採樣電路，電壓採樣電路中輸出端連向基波檢測計算電路，基波檢測計算電路通過控制電路連向併網系統主電路，其特徵在於所述基波檢測計算電路包括兩條比例運算電路，從通過若干個比例增益模塊和積分運算模塊來實現一個多輸入多輸出變量系統構成的帶通濾波器結構，能夠應對電網電壓出現畸變、跌落等電力質量問題情況下的基波檢測，響應速度快，輸出波形質量高。
文檔編號G01R19/00GK202522613SQ201220118230
公開日2012年11月7日 申請日期2012年3月26日 優先權日2012年3月26日
發明者彭景生 申請人:浙江特雷斯電子科技有限公司