CN107677894A - 非线性负荷功率输出装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及非线性负荷功率输出装置，包括：主控单元、波形发生器单元和功率放大器单元；主控单元用于根据控制指令将每相电流生成两个离散的数字信号，将两个离散的数字信号发送至波形发生器单元，两个离散的数字信号对应的波形合并后为一个正弦波波形；波形发生器单元用于接收离散的数字信号，并将离散的数字信号转换成模拟信号，将模拟信号输出至功率放大器单元，主控单元通过波形发生器单元生成非线性波形的电流，也能够通过干路将两个支路的非线性波形合成正弦波波形的电流，实现了通过标准表对正弦波波形的测量，对被试表对非线性波形的测量进行比对，实现了非线性测量向正弦波标准的标准溯源。
Description
技术领域
本发明涉及非线性波形功率输出技术领域，特别是涉及非线性负荷功率输出装置。
背景技术
目前没有用于非线性负荷工况的电能直接测量的溯源标准，无法对测量非线性的波形的电能表的准确度进行测量。
中国计量院提出了两种间接试验波形用于电能计量仪表或装置的动态准确度的衡量，但是由于试验波形已不再是正弦波，而用于参考的传统标准表的溯源装置的试验波形为正弦波，因此无法直接证明此传统标准表在非线性负荷工况下的准确度是“可信的”。
传统的功率源不能同时给被试表提供非线性波形的电流，并且同时给传统标准表提供正弦波的波形的电流，造成对非线性波形电流测试的不便，以及造成标准的溯源不便。
发明内容
基于此，有必要针对性提供一种非线性负荷功率输出装置。
一种非线性负荷功率输出装置，包括：主控单元、波形发生器单元和功率放大器单元；
所述主控单元与所述波形发生器单元连接，所述波形发生器单元与所述功率放大器单元连接；
所述主控单元用于根据控制指令生成三相电压和三相电流信号，并将每相电流分割为两个离散的数字信号，将离散的所述数字信号发送至所述波形发生器单元，其中，每相电流的两个离散的所述数字信号对应的波形合并后为一个完整的正弦波波形；
所述波形发生器单元用于接收离散的所述数字信号，并将离散的所述数字信号转换成模拟信号，将所述模拟信号输出至所述功率放大器单元，其中，每相电流的两个所述模拟信号对应的波形为非线性波形，且同一相电流的两个所述非线性波形叠加等于一个完整的正弦波波形；
所述功率放大器单元用于将所述模拟信号放大后通过所述的三个电压和六个电流输出端输出。
在一个实施例中，还包括模拟采样单元和测量计算单元，所述功率放大器单元与所述模拟采样单元连接，所述模拟采样单元与所述测量计算单元连接，所述测量计算单元与所述主控单元连接；
所述模拟采样单元用于对所述功率放大器输出的所述模拟信号进行采样，并将采样获得的所述模拟信号转换为数字信号，将转换后的所述数字信号发送至所述测量计算单元；
所述测量计算单元用于对转换后的所述数字信号进行测量；
所述主控单元还用于将根据所述控制指令生成的所述数字信号以及所述测量计算单元测量的所述数字信号进行对比。
在一个实施例中，还包括输入单元，所述输入单元用于接收控制指令，将所述控制指令发送至所述主控单元。
在一个实施例中，所述波形发生器单元用于将三相的所述数字信号转换为三相的模拟电压信号和电流信号，其中每一相电流的信号包括两个所述模拟信号，并将三相的所述模拟信号输出至所述功率放大器单元，且每一相电流的两个所述非线性波形叠加等于一个所述正弦波波形。
在一个实施例中，所述功率放大器单元具有三相的输出，且每一相的电流输出包括两个所述输出端，每一相的两个所述输出端用于分别输出同一相的两个所述模拟信号。
在一个实施例中，所述功率放大器单元的两个所述输出端中的一个用于连接被试表。
本发明的有益效果是：主控单元根据输入的控制指令生成电流信号，并将每相正弦波波形的电流分割为两个离散的数字信号，通过波形发生器单元每相电流的数字信号转换为对应的非线性波形的模拟信号输出，这样，通过被试表对其中一个非线性波形的模拟信号进行测量，即可实现对非线性波形电流的测量；此外，主控单元即能够通过波形发生器单元生成非线性波形的电流，也能够通过干路将两个支路的非线性波形合成正弦波波形的电流，从而实现了通过传统标准表对正弦波的测量核对被试表对非线性波的测量进行检定其是否可信；同时由于传统标准表测量的是正弦波且是经过标准溯源的，从而容易实现非线性波测量的标准溯源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为一实施例的非线性负荷功率输出装置的电路原理示意图；
图2为另一实施例的非线性负荷功率输出装置和传统标准表配合的试验电路的电路原理示意图；
图3为另一实施例的非线性负荷功率输出装置和非线性传统标准表配合的试验电路的电路原理示意图；
图4为一实施例的正弦波波形、第一电流输出端、第二电流输出端输出的电流的波形示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
应该理解的是，各实施例中，非线性负荷功率输出装置也可称为非线性负荷标准功率源。
如图1所示，其为本发明一较佳实施例的非线性负荷功率输出装置100，包括：主控单元110、波形发生器单元120和功率放大器单元130；所述主控单元110与所述波形发生器单元120连接，所述波形发生器单元120与所述功率放大器单元130连接；所述主控单元110用于根据控制指令生成三个电压和三个电流并将每相电流分割成两个离散的数字信号，将这些离散的所述数字信号发送至所述波形发生器单元120，其中，每相电流的两个离散的所述数字信号对应的波形的叠加应为一个完整的正弦波波形；所述波形发生器单元120用于接收上述离散的所述数字信号，并将离散的所述数字信号转换成模拟信号，将所述模拟信号输出至所述功率放大器单元130，其中，每相电流的两个所述模拟信号对应的波形为非线性波形，且两个所述非线性波形叠加等于所述正弦波波形；所述功率放大器单元130用于将所述模拟信号放大后通过所述输出端输出。
具体地，所述主控单元110的输出端与所述波形发生器单元120的输入端连接，所述波形发生器单元120的输出端与所述功率放大器单元130的输入端连接。
本实施例中，所述主控单元110为FPGA(Field－Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)，所述主控单元110用于根据接收到的控制指令，编程生成三相电压和三相电流的数字信号，其中每相电流的两个数字信号为离散的信号，或者说为非线性的信号，这两个数字信号叠加后对应的值为连续的数值，在波形上反映为完整的正弦波波形，例如，两个数字信号叠加或者合并的后对应的波形为正弦波。
所述波形发生器单元120为DAC(Digital to analog converter，数字模拟转换器)，用于将上述数字信号分别转换为对应的模拟信号，其中，每相电流的两个模拟信号相叠加的波形为完整的正弦波波形，即每一个模拟信号对应的波形为非线性波形，具体地，波形发生器单元120根据主控单元110的控制指令，将数字信号输出至功率放大器单元130。
具体地，所述主控单元110用于根据控制指令，将每相电流生成基于两个持续时间的两个离散数字信号，其中，两个持续时间的时间长度相等，两个离散的数字信号合并后形成连续的数字信号，也就是完整的每相电流波形对应的数字信号。具体地，所述主控单元110用于生成基于第一持续时间以及第二持续时间的两个离散的数字信号，波形发生器单元120将两个离散的数字信号分别转换为两个模拟信号，其中，第一持续时间等于第二持续时间，即第一持续时间的时间长度等于第二持续时间的时间长度，且第一持续时间和第二持续时间依次循环，例如，两个模拟信号包括第一模拟信号和第二模拟信号，第一模拟信号与第一持续时间对应，第二模拟信号与第二持续时间对应，即在第一持续时间，第一模拟信号的值有效，第二模拟信号的值为零，此时，第一模拟信号的值与连续的数字信号的值对应；在第二持续时间，第一模拟信号的值为零，第二模拟信号的值有效，此时，第二模拟信号的值与连续的数字信号的值对应；这样，第一模拟信号和第二模拟信号对应的波形面积分别为连续的数字信号的完整的每相电流波形面积的二分之一，且第一模拟信号和第二模拟信号对应的波形叠加则为连续的数字信号对应的完整的每相电流波形。
所述功率放大器单元130用于将所述模拟信号放大后通过所述输出端输出，即该功率放大器用于分别通过输出端分别输出所述模拟信号的的电压和电流，即功率放大器用于通过输出端输出正弦波电压和非线性波形的电流，其中电流的每一个输出端输出的电流均为非线性波形的电流，而每相电流的两个输出端输出的非线性波形的电流叠加，则为完整的每相电流。
主控单元根据输入的控制指令生成电流信号，并将每相正弦波波形的电流分割为两个离散的数字信号，通过波形发生器单元每相电流的数字信号转换为对应的非线性波形的模拟信号输出，这样，通过被试表对其中一个非线性波形的模拟信号进行测量，即可实现对非线性波形电流的测量；此外，主控单元即能够通过波形发生器单元生成非线性波形的电流，也能够通过干路将两个支路的非线性波形合成正弦波波形的电流，从而实现了通过传统标准表对正弦波的测量核对被试表对非线性波的测量进行检定其是否可信；同时由于传统标准表测量的是正弦波且是经过标准溯源的，从而容易实现非线性波测量的标准溯源。
本实施例中，非线性负荷功率输出装置100通过主控单元将每一相的数字信号的正弦波电流波形分割为两个非线性波形的数字信号，并通过波形发生器单元120将数字信号转换为模拟电流信号输出，进而使得该非线性负荷功率输出装置100既可以输出非线性波形的电流，也可以通过干路将两个支路的非线性波形合成正弦波波形的电流，同时由于传统标准表是经过正弦波标准溯源的，从而实现了通过传统标准表对正弦波波形的测量值验证被试表210对非线性波形的测量进行比对，检定其非线性测量是否“可信”。
为了实现功率放大器的稳定准确地输出，在一个实施例中，非线性负荷功率输出装置100还包括模拟采样单元140和测量计算单元150，所述功率放大器单元130与所述模拟采样单元140连接，所述模拟采样单元140与所述测量计算单元150连接，所述测量计算单元150与所述主控单元110连接；所述模拟采样单元140用于对所述功率放大器输出的所述模拟信号进行采样，并将采样获得的所述模拟信号转换为数字信号，将转换后的所述数字信号发送至所述测量计算单元150；所述测量计算单元150用于对转换后的所述数字信号进行测量；所述主控单元110还用于将根据所述控制指令生成的所述数字信号以及所述测量计算单元150测量的所述数字信号进行对比。
具体地，该模拟采样单元140为ADC(Analog-to-Digital Converter，模/数转换器)，该模拟采样单元140将功率放大器单元130输出的模拟信号进行采集，并转换为数字信号输出至测量计算单元150，该测量计算单元150为FPGA；例如，模拟采样单元140用于将两路的模拟信号进行合并，并转换为数字信号输出至测量计算单元150，测量计算单元150用于对模拟采用单元合并输出的数字信号进行测量，这样，主控单元110可对自身输出的数字信号以及测量计算单元150反馈的数字信号进行对比。本实施例中，测量计算单元150还具有标准表230的功能，经标准溯源后可用于提供标准的传递。
在一个实施例中，非线性负荷功率输出装置100还包括输入单元，所述输入单元用于接收控制指令，将所述控制指令发送至所述主控单元110。本实施例中，该输入单元为人机交互单元160，用于供用户输入控制指令，人机交互单元160将控制指令发送至主控单元110，并且人机交互单元160还用于接收主控单元110的对比结果的反馈，例如，该人机交互单元160还包括显示子单元，用于显示对比结果。
在一个实施例中，所述波形发生器单元用于将三相的所述数字信号转换为三相的模拟信号，并且其中每一相电流的信号包括两个所述模拟信号，并将三相的所述模拟信号输出至所述功率放大器单元，且每一相电流的两个所述非线性波形叠加等于一个所述完整的正弦波波形。
在一个实施例中，所述功率放大器单元130具有三相的输出，其中每一相电流输出包括两个所述输出端，每一相的两个所述输出端用于分别输出同一相的两个所述模拟信号。例如，所述波形发生器单元120的电流具有三相六路的输出端，每一相电流包括两路的输出端，每一相电流的两路输出端用于分别输出两个互补的模拟电流信号，或者说，每一相电流的两路的输出端用于分别输出与一个连续的电流数字信号对应的被分割的两个模拟信号。所述功率放大器单元130具有三相六路的电流输入端，所述功率放大器的每一电流输入端与所述波形发生器单元120的每一电流输出端对应连接；且该功率放大器单元130具有三相六路的电流输出端，每一相包括两路电流的输出端，每一相电流的两个输出端用于分别输出两个放大后的模拟信号，这样功率放大器单元130的三相a、b和c分别输出的模拟信号的电流为I1a、I2a、I1b、I2b、I1c和I2c，功率放大器单元130的三相a、b和c输出的电压分别为Ua、Ub和Uc。
为了对被试表210进行测试，以验证被试表210的非线性测量准确度是“可信的”，在一个实施例中，所述功率放大器单元130电流的两个所述输出端中的一个用于连接被试表210，所述功率放大器单元130的同一相的两个所述输出端中的一个用于连接被试表210，这样，模拟采样单元140和测量计算单元150对一相的正弦波波形的采集和测量，被试表210对该相的其中一个输出端输出的模拟型号的非线性波形进行测量，检测被试表210测量的非线性波形是否为该相的正弦波波形的二分之一，即可检测出被试表210的准确度是“可信的”。
上述各实施例中，主控单元110根据输入的控制指令生成数字信号，通过波形发生器单元120该数字信号对应的完整电流波形分割为两个非线性波形的模拟信号输出。这样，通过被试表210对其中一个非线性波形的模拟信号进行测量，即可实现对非线性波形电流的测量。此外，主控单元110即能够通过波形发生器单元120生成非线性波形的电流，也能够通过干路将两个支路的非线性波形合成正弦波波形的电流，从而实现了通过传统标准表对正弦波波形的测量检定被试表210对非线性波形的测量是否可信。
为了实现对被试表210的准确度的检测，在一个实施例中，如图2所示，提供一种非线性负荷功率与电能检定装置，包括上述任一实施例中的非线性负荷功率输出装置100和试验电路，试验电路包括被试表210和传统标准表230，本实施例中，以非线性负荷功率输出装置100的一相输出作进一步阐述。
本实施例中，非线性负荷功率输出装置100的功率放大器单元130一相的两路的电流输出端输出电流为I1a和I2a，电压输出端输出电压为Ua，该相的电流对应的数字信号的波形为正弦波，将该数字信号的正弦波按相同的时间间隔切分为两个非线性波形，即则I1a和I2a对应的波形，如图4所示，I1a对应的波形和I2a对应的波形相叠加，即为数字信号的正弦波的波形Ia。
本实施例中，非线性负荷功率输出装置100的功率放大器单元130的两路的电流输出端分别为第一电流输出端以及第二电流输出端，第一电流输出端以及第二电流输出端周期性输出。所述主控单元110用于生成基于第一持续时间t1以及第二持续时间t2的两个离散的数字信号，波形发生器单元120将两个离散的数字信号分别转换为两个模拟信号，其中，第一持续时间t1等于第二持续时间t2，在第一持续时间t1内，第一电流输出端的值有效，第二电流输出端不输出，此时，第一电流输出端输出的值与数字信号的值对应；在第二持续时间t2，第一电流输出端不输出，第二电流输出端的值有效，此时，第二流输出端输出的值与数字信号的值对应。
为了实现对非线性波形的电流进行测量，例如，如图2所示，第一电流输出端I1a用于与被试表210连接，第二电流输出端I2a用于与平衡阻抗220连接，被试表210与平衡阻抗220并联，并且被试表210与平衡阻抗220均通过传统标准表230与非线性负荷功率输出装置100的另一端连接，从而形成测试回路。
即非线性负荷功率输出装置100与被试表210、平衡阻抗220、传统标准表230形成回路，被试表210与平衡阻抗220并联，并且被试表210与平衡阻抗220并联后与传统标准表230串联，被试表210测量第一电流输出端的非线性波形的电流，而传统标准表230在干路中测量两个支路的非线性波形电流的合成的电流，合成后的电流为标准的正弦波波形的电流，也就是说，传统标准表230测量的是“标准”电流，也就是正弦波波形的电流。这样，通过对比被试表210测量的电流是否为传统标准表230测量的电流的二分之一，即可测得被试表210的准确度是否可行。
在一个实施例中，请再次参见图2，提供非线性功率测量电路10，包括非线性负荷功率输出装置100和试验电路。非线性负荷功率输出装置100包括：主控单元110、波形发生器单元120和功率放大器单元130。所述主控单元110与所述波形发生器单元120连接，所述波形发生器单元120与所述功率放大器单元130连接。所述波形发生器单元120具有三相电压和三相六路电流的输出端，每一相电流包括两路的输出端。所述功率放大器单元130具有三相电压和三相六路电流的输入端，所述功率放大器的每一输入端与所述波形发生器单元120的每一输出端对应连接，且所述功率放大器单元130具有三相电压和三相六路电流的输出端，每一相电流的输出端包括第一电流输出端和第二电流输出端。试验电路包括被试表210、传统标准表230、平衡阻抗220、第一电阻R1和第二电阻R2，第一电流输出端与被试表210连接，第二电流输出端与平衡阻抗220连接，第一电阻R1与被试表210串联，第二电阻R2与平衡阻抗220串联，第一电阻R1和第二电阻R2均通过传统标准表230与非线性负荷功率输出装置100的公共端Icom连接。也就是说，第一电流输出端连接被试表210和第一电阻R1所在支路，第二电流输出端连接平衡阻抗220和第二电阻R2所在支路，两个支路并联后与传统标准表230串联，两个支路通过传统标准表230与非线性负荷功率输出装置100的公共端Icom连接，与非线性负荷功率输出装置100的形成电流回路。
具体地，该平衡阻抗220宜具有与被试表210相同的阻抗，这样，能够使得被试表210所在支路和平衡阻抗220所在支路具有相同的阻抗，使得被试表210所在支路和平衡阻抗220所在支路的电流处于相同的电路环境，减小了由于阻抗差异导致的测量误差。为了进一步减小被测表以及平衡阻抗220对电流的影响，例如，被试表210的阻值倍小于第一电阻R1的阻值，例如，平衡阻抗220的阻值倍小于第一电阻R1的阻值。也就是说，被试表210的阻值小于第一电阻R1的阻值的十分之一，或者说，第一电阻R1的阻值大于十倍的被试表210的阻值，平衡阻抗220的阻值小于第二电阻R2的阻值的十分之一；或者说，第二电阻R2的阻值大于十倍的平衡阻抗220的阻值，由于第一电阻R1和第二电阻R2的阻值相同，并且分别倍大于被试表210的阻值以及平衡阻抗220的阻值，因此，减小了被试表210的阻值以及平衡阻抗220的阻值的差异导致的测量误差，使得测量更为准确。
本实施例中，被试表210用于测量第一输出端输出的非线性波形的电流，而标准表230为传统标准表，该传统标准表230用于测量干路的电流，也就是流回标准功率源的合成的电流。传统标准表串联在干路中，这样，传统标准表即可测量得到正弦波电流，通过将被试表210与传统标准表的电流进行对比检测，即可检测出被试表210检测的准确度，并且传统标准表230是经过标准溯源的，这样的比对结果是“可信的”。
本实施例中，被试表210和传统标准表230还与非线性负荷功率输出装置电压输出端连接，该电压输出端为被试表210和传统标准表提供标准功率源的电压Ua。
而在另外的实施例中，非线性负荷功率输出装置还包括模拟采样单元和测量计算单元。，所述功率放大器单元与所述模拟采样单元连接，所述模拟采样单元与所述测量计算单元连接，所述测量计算单元与所述主控单元连接。本实施例中的测量计算单元可视为另一只标准表，用于对标准功率源的测量。这样，被试表测量的非线性波形可与测量计算单元测量的波形进行对比，进而实现对被试表的准确度的检测。
应该理解的是，本文中传统标准表指的是目前应用的经正弦波溯源的标准表，非线性标准表指的是经上述非线性功率测量电路溯源(图2中的被试表为一非线性标准表)后的新类型的标准表，该非线性标准表为被验证过其非线性测量是“可信的”新的标准表。
在一个实施例图3中，非线性功率测量电路10包括非线性负荷功率输出装置100和试验电路。非线性负荷功率输出装置100的每一相电流的输出端包括第一电流输出端I1a和第二电流输出端I2a，试验电路包括被试表210、非线性标准表230、平衡阻抗220、第一电阻R1和第二电阻R2，第一电流输出端I1a与被试表210连接，第二电流输出端I2a与平衡阻抗220连接，第一电阻R1以及非线性标准表230均与被试表210串联，第二电阻R2与平衡阻抗220串联，被试表210依次通过第一电阻R1以及非线性标准表230与非线性负荷功率输出装置100的公共端Icom连接，平衡阻抗220通过第二电阻R2与非线性负荷功率输出装置100的公共端Icom连接。也就是说，第一电流输出端连接被试表210、第一电阻R1以及非线性标准表230所在支路，第二电流输出端连接平衡阻抗220和第二电阻R2所在支路，两个支路并联后与非线性负荷功率输出装置100的公共端Icom连接，与非线性负荷功率输出装置100的形成电流回路。
本实施例中的非线性标准表230为经过非线性功率测量电路10测量验证后为“可信的”新的标准表，通过将非线性标准表230串联至被试表210所在的支路，检测被试表210与非线性标准表230的测量结果是否相等，则测得被试表210是否为“可信的”。这样，无需再次使用传统标准表，使得测量更为方便。
应当说明的是，图3中平衡阻抗220应考虑非线性标准表的阻抗，平衡阻抗220的阻抗应是被试表210与非线性标准表230综合后的阻抗。例如，衡阻抗220的阻抗等于被试表210与非线性标准表230的阻抗之和。
下面是一个具体的实施例：
非线性功率测量试验电路的电流回路按照如图2所示的方法连接，虚线框内为非线性负荷功率输出装置，虚线框外的部分为外接测量元件。通过非线性负荷功率输出装置对第一电流输出端和第二电流输出端的控制，将测量电流分割成I1a和I1a两部份，即I1a和I2a分别送至被试表和平衡回路。试验波形如图4所示，被试表流过的电流为I1a波形，平衡阻抗上流过的电流为I1a波形，传统标准表上流过的为两者的合成，即传统标准表上流过的合成电流为Ia。可以认为流经传统标准表的电流为一个完整的正弦波。
图4描述了实验时施加的电流波形。其中的时间T为正弦波的周期，t1和t2分别为第一电流输出端和第二电流输出端的输出持续时间，t为一个输出周期，且t＝t1+t2，t1＝t2，控制t1和t2的大小即可控制试验要求的非线性特性。
(1)如图1所示的非线性负荷功率输出装置，其特征是将传统的每一相正弦波电流分割成互补的两部份分别从各自的接线端子输出，其中一支路电流流经被检测的功率/电能仪表或装置即被试表，用于测量非线性负荷工况被检测设备的计量特性；而另一份电流是流经平衡阻抗的。
(2)如图1所示的非线性负荷功率输出装置,其特征是正弦波电流被分割成较高频率的两部分，改变分割的频率即可改变非线性工况功率/电能测量试验波形的非线性度。
(3)如图1所示的非线性负荷功率输出装置，其特征是流经传统标准表的那个电流仍然是完整的正弦波，这样，就解决了传统标准表向非线性测量的标准传递，同时又解决了被试仪表的准确度溯源的“可信性”问题。
(4)如图1所示的非线性负荷功率输出装置,其特征是每相电流的两条支路电流的控制原则是：在任何时刻有且仅有一个支路输出电流,两条支路电流的合成为一个完整的正弦波。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述。然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种非线性负荷功率输出装置，其特征在于，包括：主控单元、波形发生器单元和功率放大器单元；
所述主控单元与所述波形发生器单元连接，所述波形发生器单元与所述功率放大器单元连接；
所述主控单元用于根据控制指令生成三相电压和三相电流信号，并将每相电流分割为两个离散的数字信号，将离散的所述数字信号发送至所述波形发生器单元，其中，每相电流的两个离散的所述数字信号对应的波形合并后为一个完整的正弦波波形；
所述波形发生器单元用于接收离散的所述数字信号，并将离散的所述数字信号转换成模拟信号，将所述模拟信号输出至所述功率放大器单元，其中，每相电流的两个所述模拟信号对应的波形为非线性波形，且同一相电流的两个所述非线性波形叠加等于一个完整的正弦波波形；
所述功率放大器单元用于将所述模拟信号放大后通过所述的三个电压和六个电流输出端输出。
2.根据权利要求1所述的非线性负荷功率输出装置，其特征在于，还包括模拟采样单元和测量计算单元，所述功率放大器单元与所述模拟采样单元连接，所述模拟采样单元与所述测量计算单元连接，所述测量计算单元与所述主控单元连接；
所述模拟采样单元用于对所述功率放大器输出的所述模拟信号进行采样，并将采样获得的所述模拟信号转换为数字信号，将转换后的所述数字信号发送至所述测量计算单元；
所述测量计算单元用于对转换后的所述数字信号进行测量；
所述主控单元还用于将根据所述控制指令生成的所述数字信号以及所述测量计算单元测量的所述数字信号进行对比。
3.根据权利要求1所述的非线性负荷功率输出装置，其特征在于，还包括输入单元，所述输入单元用于接收控制指令，将所述控制指令发送至所述主控单元。
4.根据权利要求1所述的非线性负荷功率输出装置，其特征在于，所述波形发生器单元用于将三相的所述数字信号转换为三相的模拟电压信号和电流信号，其中每一相电流的信号包括两个所述模拟信号，并将三相的所述模拟信号输出至所述功率放大器单元，且每一相电流的两个所述非线性波形叠加等于一个所述正弦波波形。
5.根据权利要求4所述的非线性负荷功率输出装置，其特征在于，所述功率放大器单元具有三相的输出，且每一相的电流输出包括两个所述输出端，每一相的两个所述输出端用于分别输出同一相的两个所述模拟信号。
6.根据权利要求1所述的非线性负荷功率输出装置，其特征在于，所述功率放大器单元的两个所述输出端中的一个用于连接被试表。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019076166A1 (zh) * | 2017-10-16 | 2019-04-25 | 广东东方电讯科技有限公司 | 非线性负荷功率输出装置 |
| WO2019076165A1 (zh) * | 2017-10-16 | 2019-04-25 | 广东东方电讯科技有限公司 | 非线性负荷功率与电能检定装置 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06133565A (ja) * | 1992-10-15 | 1994-05-13 | Yuasa Corp | 双方向電力変換装置の制御回路 |
| CN101620248A (zh) * | 2009-08-07 | 2010-01-06 | 四川电力试验研究院 | 智能高次谐波试验装置 |
| CN201499133U (zh) * | 2009-09-27 | 2010-06-02 | 上海大学 | 增益可调放大器与函数变换器及其非线性校正器 |
| US20120191395A1 (en) * | 2011-01-21 | 2012-07-26 | Bandsmer Michael D | Non-linearity calibration using an internal source in an intelligent electronic device |
| CN103675749A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-03-26 | 国家电网公司 | 电能表直流与偶次谐波状态下性能检测装置 |
| CN104345294A (zh) * | 2014-11-04 | 2015-02-11 | 国家电网公司 | 一种电能表动态性能测试装置 |
| KR20160101509A (ko) * | 2015-02-17 | 2016-08-25 | (주)자람테크놀로지 | 비선형 디지털 아날로그 변환기를 이용한 주파수 합성 장치 및 방법 |
| CN206209088U (zh) * | 2016-12-02 | 2017-05-31 | 广东电网有限责任公司汕头供电局 | 一种氧化锌避雷器测试仪校准装置 |
| CN106842103A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-06-13 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种三相电能表动态性能检定装置及系统 |
| CN207502618U (zh) * | 2017-10-16 | 2018-06-15 | 广东东方电讯科技有限公司 | 非线性负荷功率输出装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW588504B (en) * | 2002-10-22 | 2004-05-21 | Uis Abler Electronics Co Ltd | Control method for parallel operation of inverters |
| CN102147428A (zh) * | 2010-12-23 | 2011-08-10 | 优利德科技(中国)有限公司 | 一种变频器输出电压的数字测量方法和测量装置 |
| CN103018696A (zh) * | 2011-09-28 | 2013-04-03 | 南京丹迪克科技开发有限公司 | 一种三相电力谐波标准源 |
| CN106569541B (zh) * | 2016-10-17 | 2019-09-17 | 深圳市科陆精密仪器有限公司 | 正弦波生成方法及装置 |
| CN107677894B (zh) * | 2017-10-16 | 2024-02-06 | 广东东方电讯科技有限公司 | 非线性负荷功率输出装置 |
-
2017
- 2017-10-16 CN CN201710962406.1A patent/CN107677894B/zh active Active
-
2018
- 2018-09-08 WO PCT/CN2018/104726 patent/WO2019076166A1/zh active Application Filing
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06133565A (ja) * | 1992-10-15 | 1994-05-13 | Yuasa Corp | 双方向電力変換装置の制御回路 |
| CN101620248A (zh) * | 2009-08-07 | 2010-01-06 | 四川电力试验研究院 | 智能高次谐波试验装置 |
| CN201499133U (zh) * | 2009-09-27 | 2010-06-02 | 上海大学 | 增益可调放大器与函数变换器及其非线性校正器 |
| US20120191395A1 (en) * | 2011-01-21 | 2012-07-26 | Bandsmer Michael D | Non-linearity calibration using an internal source in an intelligent electronic device |
| CN103675749A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-03-26 | 国家电网公司 | 电能表直流与偶次谐波状态下性能检测装置 |
| CN104345294A (zh) * | 2014-11-04 | 2015-02-11 | 国家电网公司 | 一种电能表动态性能测试装置 |
| KR20160101509A (ko) * | 2015-02-17 | 2016-08-25 | (주)자람테크놀로지 | 비선형 디지털 아날로그 변환기를 이용한 주파수 합성 장치 및 방법 |
| CN206209088U (zh) * | 2016-12-02 | 2017-05-31 | 广东电网有限责任公司汕头供电局 | 一种氧化锌避雷器测试仪校准装置 |
| CN106842103A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-06-13 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种三相电能表动态性能检定装置及系统 |
| CN207502618U (zh) * | 2017-10-16 | 2018-06-15 | 广东东方电讯科技有限公司 | 非线性负荷功率输出装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 林强: "基于FPGA的特殊测试波形发生技术研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息技术》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019076166A1 (zh) * | 2017-10-16 | 2019-04-25 | 广东东方电讯科技有限公司 | 非线性负荷功率输出装置 |
| WO2019076165A1 (zh) * | 2017-10-16 | 2019-04-25 | 广东东方电讯科技有限公司 | 非线性负荷功率与电能检定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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