CN101615887A - 一种并联谐振振荡波产生装置 - Google Patents

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Abstract

一种并联谐振振荡波产生装置由调频调压电源AC，电容C和电感L组成并联回路。调节电源AC的频率与LC回路谐振，再调节电源AC输出电压到预定值，关断电源AC，在LC回路就产生了阻尼振荡波f(t)。具体应用时，在电源AC与LC回路间设有激励变压器T或漏感变压器TL，变压器原边接电源AC输出，次边与LC回路并联。采用漏感变压器时，由其次边漏感L与电容C并联。本发明的优点在于：不需要电子开关的切换或关短，就可以在LC回路产生1kV～5000kV的振荡波，它在高电压设备的正弦波耐压及局部放电量测量有着非常广泛的应用。

Description

一种并联谐振振荡波产生装置
技术领域
本发明涉及一种振荡波产生装置，尤其是可以用于电力试验的一种并联谐振振荡波产生装置。
背景技术
在专利号为ZL200820184923.7的《一种用于电气设备试验用的振荡波产生装置》的实用新型专利中，对现有德国SABA公司的直流激励振荡波产生装置做了清晰的描述，并对直流激励产生阻尼振荡波装置的缺点做了叙述。
在《一种用于电气设备试验用的振荡波产生装置》中提出：采用调频调压电源为激励，通过LC串联谐振产生谐振高电压后，用低电压电子开关闭合LC串联谐振回路，产生阻尼振荡波，该装置产生阻尼振荡波的过程中，其阻尼振荡波的幅值递减影响电子开关的导通状态，由此又影响阻尼振荡波的衰减过程。
发明内容
本发明针对《一种用于电气设备试验用的振荡波产生装置》存在的问题，提供一种并联谐振振荡波产生装置，该装置不需要电子开关，由LC并联回路自由衰减产生阻尼振荡波。
本发明的目的是这样实现的：由电源AC、电容C和电感L组成，其特征在于：该装置中的电源AC采用调频调压电源，并与电容C和电感L组成并联谐振回路。
在本发明中：所述的并联谐振回路由电感L与被测试电气设备的等效电容C组成。
在本发明中：所述的并联谐振回路由电容C与被测试电气设备的等效电感L组成。
在本发明中：所述的调频调压电源AC是：由IGBT组成的桥式逆变电路，市电整流后与桥式逆变电路的供电回路连接，每个IGBT上并联有续流二极管，IGBT的驱动单元电路由单片机MCU控制。
在本发明中：调频调压电源AC与LC并联谐振回路间设有激励变压器T，激励变压器的原边与调频调压电源AC相连接，激励变压器的次边与LC并联谐振回路相并联。
在本发明中：调频调压电源AC与电容C之间设有漏感变压器TL，漏感变压器原边与调频调压电源连接，漏感变压器次边与电容C并联，由漏感变压器的次边漏感L和电容C组成并联谐振回路。
在本发明中：调频调压电源AC的整流电路采用单向可控硅组成整流桥，其整流输出经过电容滤波与调频调压电源的桥式逆变电路相连接。
本发明的优点在于：关断调频调压电源的输出，其LC并联谐振回路自由衰减产生阻尼振荡波，在LC回路不需要电子开关。
附图说明
图1是并联谐振阻尼振荡波的原理图；
图2是交流激励电源与LC并联回路之间设有激励变压器的原理图；
图3是交流激励电源与LC并联回路之间设有漏感变压器的原理图；
图4是图3应用方式的一个具体实施例；
图5是本发明用于电气设备做局部放电量测量的具体应用。
具体实施方式
附图非限制性地公开了本发明的基本原理图及其具体实施例的实施方式，下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
由图1可见，其基本原理是：当K闭合时，由交流激励电源AC给电感L和电容C并联回路提供交流激励电压，当激励电源AC的输出频率与电感L和电容C的谐振频率相同时，LC并联回路谐振，调节激励电源AC的输出幅值，使LC并联回路的谐振电压达到预定值后，将K打开，切断激励电源，由于电感L存在内阻R，L C回路就产生了阻尼振荡波f(t)。
由图2可见，在交流激励电源AC和LC并联谐振电路之间设有隔离用的激励变压器T，激励电源AC的输出通过激励变压器T，实现交流激励电源AC和LC并联谐振电路的电气绝缘。当交流激励电源AC与LC并联回路谐振时，调节激励电源AC的输出幅值，使LC回路上的谐振电压达到预定值，这时切断交流激励电源AC，LC并联回路就可以产生一个阻尼振荡波f(t)。
图3是图1的原理在实际应用的另一种形式：在交流激励电源AC和电容C之间设有漏感变压器TL，它与图2的区别仅在于：用一个漏感变压器TL取代激励变压器T和电感L，由漏感变压器次边的漏感L和C并联，当漏感L和C并联回路上的谐振电压达到预定值后，切断激励电源AC，就可以在漏感L和C的并联回路得到一个阻尼振荡波f(t)。
图4是图3的一个具体实现电路原理图。其中，调频调压电源AC包括：单向可控硅SCR1～SCR6组成的三相全桥整流电路，可控硅的触发电路DR1由单片机MCU控制；电源输入ACIN经过可控硅整流输出接滤波电容E，滤波后接IGBT逆变桥；IGBT逆变桥由Q1～Q4组成，Q1～Q4采用IGBT，四只IGBT分别并联一个续流二极管D1～D4，IGBT的驱动单元电路DR2和DR3由单片机MCU控制。
漏感变压器TL的原边接IGBT逆变桥的输出，漏感变压器TL的次边与C并联，漏感变压器TL在电气上将交流激励电源与LC回路实现电气隔离绝缘，漏感变压器TL次边的漏感L与电容C并联。
MCU是单片机电路单元，由此实现对整个装置的控制。
在本实施例中：组成逆变桥的IGBT管Q1和Q2受控于DR2，Q3和Q4受控于DR3；驱动单元电路DR2受控于MCU的2，驱动单元电路DR3受控于MCU的3。单向可控硅受控于触发电路DR1，DR1受控于MCU的1。
本实施例的工作过程是：由MCU的1给可控硅整流触发电路DR1控制信号，可控硅整流的输出经过电解电容E滤波后，提供给IGBT逆变桥的工作电源；MCU的2和3分别给IBGT驱动电路单元DR2和DR3控制信号，控制IGBT逆变桥的输出频率和电压，当漏感L和C的谐振频率与IGBT逆变桥输出一致时，再调节IGBT逆变桥的输出电压达到预定值，MCU输出关断可控硅触发电路的信号，关断可控硅整流输出；同时关断IGBT驱动信号，关断IBGT逆变桥输出；在LC并联回路上就产生了阻尼振荡波。
图5是以图4实施例为例，对电气设备做局部放电量测量的应用示意图，由图可见，使用中，局部放电信号耦合传感器CGQ串联在电容C的回路中，CGQ输出的局部放电信号送给局部放电测量仪PD的输入端口5，PD的端口4为同步信号输入，它受控于单片机MCU的4端，它与MCU关断可控硅整流输出和关断IBGT逆变桥输出是同步的，该信号控制局部放电仪PD在振荡波开始时，采集并记录局部放电信号，只要被测设备C上前3～10个振荡波电压的幅值符合局部放电测量的技术规范，采集并记录的局部放电信号，通过计算机对采集信号的非实时分析，就可以计算出该电气设备C的局部放电量的大小，借以衡量判断该电气设备的绝缘状态。
可以利用本发明涉及的装置进行正弦波耐压及局部放电量测量的电气设备包括电力电缆、气体绝缘组合电气GIS、电力变压器和发电机等；本发明装置可以产生1kV～5000kV的振荡波；它将在高电压设备的正弦波耐压及局部放电量测量有着非常广泛的应用。

Claims (7)

1、一种并联谐振振荡波产生装置：由电源AC、电容C和电感L组成，其特征在于：该装置中的电源AC采用调频调压电源，并与电容C和电感L组成并联谐振回路。
2、根据权利要求1所述的并联谐振振荡波产生装置，其特征在于：所述的并联谐振回路由电感L与被测试电气设备的等效电容C组成。
3、根据权利要求1所述的并联谐振振荡波产生装置，其特征在于：所述的并联谐振回路由电容C与被测试电气设备的等效电感L组成。
4、根据权利要求1所述的并联谐振振荡波产生装置，其特征在于：所述的调频调压电源AC是由IGBT组成的桥式逆变电路，市电整流后与桥式逆变电路的供电回路连接，每个IGBT上并联有续流二极管，IGBT的驱动单元电路由单片机MCU控制。
5、根据权利要求2～4之一所述的并联谐振振荡波产生装置，其特征在于：调频调压电源AC与LC并联谐振回路间设有激励变压器T，激励变压器的原边与调频调压电源AC相连接，激励变压器的次边与LC并联谐振回路相并联。
6、根据权利要求2～4之一所述的并联谐振振荡波产生装置，其特征在于：调频调压电源AC与电容C之间设有漏感变压器TL，漏感变压器原边与调频调压电源连接，漏感变压器次边与电容C并联，由漏感变压器的次边漏感L和电容组成并联谐振回路。
7、根据权利要求2～6之一所述的并联谐振振荡波产生装置，其特征在于：调频调压电源AC的整流电路采用单向可控硅组成整流桥，其整流输出经过电容滤波与调频调压电源的桥式逆变电路相连接。
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