CN107728097A - 一种旋转变压器检验装置及其检验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种旋转变压器检验装置,包括以下部件:数据获取部件,其用于获取旋转变压器的电压数字信号和电流数字信号以及励磁电压的波形信号;数据处理部件,其用于根据获得的励磁电压的波形信号计算得出励磁电压的频率以及根据数据获取部件获得的数字信号以及励磁电压的频率计算得出旋转变压器的参数。应用本发明的装置,效果是:整体结构精简,大大减少了测量设备,降低了成本;可实现所有检验项目的测试,可大大提高生产效率;采用数字化测试手段,可大大提高检验的可靠性、稳定性及准确性。本发明还提供一种采用上述装置的检验方法,效果是:检验步骤精简,实用性强;检验过程中采用的计算式精简,计算速度快且准确度高。
Description
技术领域
本发明涉及角度测量技术领域,具体涉及一种旋转变压器检验装置及其检验方法。
背景技术
目前,角度测量的装置,应用的最为广泛的有光电编码器和旋转变压器。但光电编码器不宜应用在条件恶劣的场合中。与之相比,旋转变压器内部为定子、转子及绕组,结构简单,没有集成任何的电子元器件,可靠性高,抗震动及高低温性能较好,不易受环境影响,能够应用在各种条件恶劣的场合,例如广泛应用在汽车领域、航空航天领域。
旋转变压器在试制定型、批量生产过程中分别需要进行型式检验和出厂检验。型式检验是为了验证被抽样的产品能否满足技术规范的全部要求所进行的检验。它是新产品鉴定中必不可少的一个环节,只有通过型式试验,该产品才能正式投入生产。出厂检验是每一个批量生产的定型产品在出厂前按照技术规范要求的部分项目所进行的检验。型式检验项目包括了出厂检验项目。在《GB/T10241-2007旋转变压器通用技术条件》、《GB/T31996-2015磁阻式多极旋转变压器通用技术条件》、《GB/T10404-2007多极和双通道旋转变压器通用技术条件》3个相关国家标准中规定了旋转变压器型式检验项目有:空载电流、消耗功率、变压比、相位移、电气误差、零位电压、谐波失真、阻抗、最大输出电压,这些型式检验项目都是衡量旋转变压器性能的电参数,由相关电测量仪器仪表进行测量。
在《GB/T10241-2007旋转变压器通用技术条件》、《GB/T31996-2015磁阻式多极旋转变压器通用技术条件》、《GB/T10404-2007多极和双通道旋转变压器通用技术条件》3个相关国家标准中,推荐了相应检验项目的所需的电测量仪器仪表:空载电流采用电流表测量,消耗功率采用功率计测量,变压比采用基波有效值电压表测量,相位移采用移相器和相敏指零仪测量,电气误差采用相敏指零仪和四臂函数电桥测量,零位电压采用相敏电压表测量,谐波失真采用谐波分析仪测量,阻抗:采用维式麦克斯韦尔电桥法、马歇尔电位计法和精密电感电桥法测量,最大输出电压采用电压表测量。现有的测量方法需要大量的各种测试设备,还需经验丰富的试验操作人员才能完成,并且试验人员的操作过程及主观判断会影响试验结果。旋转变压器检验存在着试验方法十分复杂、效率低下、成本高等问题。
综上所述,急需一种结构精简、操作方便且能可靠稳定准确地测量相关参数值的装置及其检验方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种结构精简、操作方便且能可靠稳定准确地测量相关参数值的旋转变压器检验装置,具体技术方案如下:
一种旋转变压器检验装置,所述检验装置包括以下部件:
数据获取部件,其用于获取旋转变压器的电压数字信号和电流数字信号以及励磁电压的波形信号,所述电压数字信号包含励磁电压数字信号、正弦电压数字信号和余弦电压数字信号中的至少一种,所述电流数字信号包含与所述电压相对应的励磁电流数字信号、正弦电流数字信号和余弦电流数字信号中的至少一种;
数据处理部件,其用于根据获得的励磁电压的波形信号计算得出励磁电压的频率以及根据数据获取部件获得的旋转变压器的电压数字信号、电流数字信号以及励磁电压的频率计算得出旋转变压器的参数,所述参数包含空载电流、消耗功率、变压比、相位移、电气误差、零位电压、谐波失真以及阻抗中的至少一种。
以上技术方案中优选的,所述数据获取部件包括信号调理电路、AD芯片组、可编程器件以及励磁电压辅助处理电路,所述信号调理电路、AD芯片组以及可编程器件依次串联设置,所述励磁电压辅助处理电路同时与所述信号调理电路和所述可编程器件连接;
所述信号调理电路用于对旋转变压器的信号进行比例缩小、滤波和信号放大处理,其包含依次串联设置的线缆连接端子、滤波器和运算放大器;
所述AD芯片组用于将采集到的模拟信号转换为数字信号,其包括三组AD芯片,三组AD芯片分别用于采集励磁信号、正弦信号和余弦信号的数据;
所述励磁电压辅助处理电路包括依次串联设置的滤波器和电压比较器,所述滤波器用于对经过第一数据获取部件处理过的励磁电压进行滤波,所述电压比较器用于对滤波后的励磁电压进行信号整形得到励磁电压的波形信号;
所述可编程器件用于对三组AD芯片进行时序控制确保三组AD芯片同步采集数据以及用于根据所述励磁电压辅助处理电路获得的励磁电压的波形信号计算得出励磁电压的频率。
以上技术方案中优选的,所述数据获取部件包括电压传感器组、电流传感器组、励磁电压辅助处理电路以及数据采集卡;
所述电压传感器组包括分别用于测量励磁电压、正弦电压和余弦电压的三组电压传感器;
所述电流传感器组包括分别用于测量励磁电流、正弦电流和余弦电流的三组电流传感器;
所述励磁电压辅助处理电路包括依次串联设置的滤波器和电压比较器,所述滤波器用于对电压传感器测得的励磁电压进行滤波,所述电压比较器用于对滤波后的励磁电压进行信号整形得到励磁电压的波形信号;
所述数据采集卡用于采集电压数字信号、电流数字信号以及励磁电压的频率,所述电压数字信号包含励磁电压数字信号、正弦电压数字信号和余弦电压数字信号中的至少一种,所述电流数字信号包含与所述电压数字信号相对应的励磁电流数字信号、正弦电流数字信号和余弦电流数字信号中的至少一种。
以上技术方案中优选的,所述数据处理部件为微处理器或计算机。
应用本发明的装置,具有以下有益效果:(1)整体结构精简,与现有技术比较,大大减少了测量设备,降低了成本;(2)本发明旋转变压器检验装置可实现所有检验项目的测试,可大大提高旋转变压器的检验效率;(3)本发明的装置采用数字化测试手段,可大大提高检验的可靠性、稳定性及准确性。
本发明还公开一种旋转变压器检验装置的检验方法,包括以下步骤:
第一步、获取旋转变压器的电压数字信号和电流数字信号以及励磁电压的频率;
第二步、根据第一步所得的旋转变压器的电压数字信号和电流数字信号以及励磁电压的频率计算得出旋转变压器的参数,所述参数包含空载电流、消耗功率、变压比、相位移、电气误差、零位电压、谐波失真以及阻抗中的至少一种。
以上技术方案中优选的,所述第一步中通过传感器或AD芯片获取旋转变压器的电压数字信号和电流数字信号;
所述励磁电压的频率的获得过程是:先获取励磁电压的波形信号,再通过表达式1)计算得到:
F=100×N 1);
其中:F为励磁电压的频率,N为单次频率更新时间内的计数值。
以上技术方案中优选的,计算旋转变压器的参数具体包括以下步骤:
步骤2.1:获得励磁信号的基波值、励磁信号的相位以及有效值,具体是:将励磁电压的数字信号和励磁电压的频率进行FFT运算,获得励磁电压的基波电压值U1_H01和相位U1_PHASE;将励磁电流的数字信号和励磁电压的频率进行FFT运算,获得励磁电流的基波电流值I1_H01和相位I1_PHASE;将励磁电压的数字信号进行方均根运算,得到励磁电压的有效值U1_RMS;将励磁电流的数字信号进行方均根运算,得到励磁电流的有效值I1_RMS;
获得正弦信号的基波值、正弦信号的相位以及有效值,具体是:将正弦电压的数字信号和励磁电压的频率进行FFT运算,获得正弦电压的基波电压值U2_H01和相位U2_PHASE;将正弦电流的数字信号和励磁电压的频率进行FFT运算,获得正弦电流的基波电流值I2_H01和相位I2_PHASE;将正弦电压的数字信号进行方均根运算,得到正弦电压的有效值U2_RMS;
获得余弦信号的基波值、余弦信号的相位以及有效值,具体是:将余弦电压的数字信号和励磁电压的频率进行FFT运算,获得余弦电压的基波电压值U3_H01和相位U3_PHASE;将余弦电流的数字信号和励磁电压的频率进行FFT运算,获得余弦电流的基波电流值I3_H01和相位I3_PHASE;将余弦电压的数字信号进行方均根运算,得到余弦电压的有效值U3_RMS;
步骤2.2、旋转变压器的参数的计算,具体是:
空载电流通过表达式2)计算得到:Iio=I1_RMS 2);
其中:Iio为空载电流,I1_RMS为励磁电流的有效值;
消耗功率通过表达式3)计算得到:P1=(X1×Y1+X2×Y2+…+Xn×Yn)/n 3);
其中:X1······Xn为励磁电压的数字信号中的n个数据;Y1······Yn为励磁电流的数字信号中的n个数据;n为励磁电压的数字信号和励磁电流的数字信号中分别包含的数据总数;
变压比通过表达式4)计算的到:
其中:K为变压比,U1_H01为励磁电压的基波电压值,U2_H01为正弦电压的基波电压值,U3_H01为余弦电压的基波电压值;
正弦相位移通过表达式5)计算得到:δ1=U2_PHASE-U1_PHASE 5);
其中:δ1为正弦相位移,U2_PHASE为正弦电压的相位,U1_PHASE为励磁电压的相位;
余弦相位移通过表达式6)计算得到:δ2=U3_PHASE-U1_PHASE 6);
其中:δ2为余弦相位移,U3_PHASE为余弦电压的相位,U1_PHASE为励磁电压的相位;
电气误差通过表达式7)计算得到:
其中:U2_H01为正弦电压的基波电压值,U3_H01为余弦电压的基波电压值,θ为旋转变压器旋转的实际标准角度;
零位电压的计算具体是:取最小时的U2_RMS和U2_H01,其中:U2_H01为正弦电压的基波电压值,U3_H01为余弦电压的基波电压值,U2_RMS为正弦电压的有效值;
谐波失真通过表达式8)计算得到:
其中:Thd为谐波失真,U1_RMS为励磁电压的有效值,U1_H01为励磁电压的基波电压值;
输入阻抗通过表达式9)计算得到:
其中:U1_H01为励磁电压的基波电压值,I1_H01为励磁电流的基波电流值,U1_PHASE为励磁电压的相位,I1_PHASE为励磁电流的相位,j为复数的虚部;
正弦输出阻抗通过表达式10)计算得到:
其中:U2_H01为正弦电压的基波电压值,I2_H01为正弦电流的基波电流值,U2_PHASE为正弦电压的相位,I2_PHASE为正弦电流的相位,j为复数的虚部;
余弦输出阻抗通过表达式11)计算得到:
其中:U3_H01为余弦电压的基波电压值,I3_H01为余弦电流的基波电流值,U3_PHASE为余弦电压的相位,I3_PHASE为余弦电流的相位,j为复数的虚部;
最大输出电压为MAX{U2_RMS}和MAX{U3_RMS}
应用本发明的检验方法,效果是:(1)检验步骤精简,实用性强;(2)检验过程中采用的计算式精简,计算速度快且准确度高。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明优选实施例1的旋转变压器检验装置结构示意图;
其中,1、数据获取部件,1.1、信号调理电路,1.2、AD芯片组,1.3、可编程器件,1.4、励磁电压辅助处理电路,2、数据处理部件,3、接口电路。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1:
一种旋转变压器检验装置,参见图1,具体包括以下部件:
数据获取部件1,其用于获取旋转变压器的电压数字信号和电流数字信号以及励磁电压的波形信号,所述电压数字信号包含励磁电压数字信号、正弦电压数字信号和余弦电压数字信号中的至少一种,所述电流数字信号包含与所述电压相对应的励磁电流数字信号、正弦电流数字信号和余弦电流数字信号中的至少一种。详情是:所述数据获取部件1包括信号调理电路1.1、AD芯片组1.2、可编程器件1.3以及励磁电压辅助处理电路1.4,所述信号调理电路1.1、AD芯片组1.2以及可编程器件1.3依次串联设置,所述励磁电压辅助处理电路1.4同时与所述信号调理电路1.1和所述可编程器件1.3连接,具体是:
所述信号调理电路1.1用于对旋转变压器的信号进行比例缩小、滤波和信号放大处理,其包含依次串联设置的线缆连接端子、滤波器和运算放大器。
所述AD芯片组1.2用于将采集到的模拟信号转换为数字信号,其包括三组AD芯片,三组AD芯片分别用于采集励磁信号、正弦信号和余弦信号的数据。
所述励磁电压辅助处理电路1.4包括依次串联设置的滤波器和电压比较器,所述滤波器用于对经过第一数据获取部件1处理过的励磁电压进行滤波,所述电压比较器用于对滤波后的励磁电压进行信号整形得到励磁电压的波形信号。
所述可编程器件1.3用于对三组AD芯片进行时序控制确保三组AD芯片同步采集数据以及用于根据所述励磁电压辅助处理电路1.4获得的励磁电压的波形信号计算得出励磁电压的频率。
除此之外,所述数据获取部件还可以采用另外一种结构:具体包括电压传感器组、电流传感器组、励磁电压辅助处理电路以及数据采集卡,所述电压传感器组包括分别用于测量励磁电压、正弦电压和余弦电压的三组电压传感器;所述电流传感器组包括分别用于测量励磁电流、正弦电流和余弦电流的三组电流传感器;所述励磁电压辅助处理电路包括依次串联设置的滤波器和电压比较器,所述滤波器用于对电压传感器测得的励磁电压进行滤波,所述电压比较器用于对滤波后的励磁电压进行信号整形得到励磁电压的波形信号;所述数据采集卡用于采集电压数字信号、电流数字信号以及励磁电压的频率,所述电压数字信号包含励磁电压数字信号、正弦电压数字信号和余弦电压数字信号中的至少一种,所述电流数字信号包含与所述电压数字信号相对应的励磁电流数字信号、正弦电流数字信号和余弦电流数字信号中的至少一种。此处结构也能满足检验需求。
数据处理部件2,其用于根据获得的励磁电压的波形信号计算得出励磁电压的频率以及根据数据获取部件1获得的旋转变压器的电压数字信号、电流数字信号以及励磁电压的频率计算得出旋转变压器的参数,所述参数包含空载电流、消耗功率、变压比、相位移、电气误差、零位电压、谐波失真以及阻抗中的至少一种。优选微处理器或计算机。本实施例中:还包括与数据处理部件2连接的接口电路3:具有VGA、LAN接口,微处理器计算的得到的旋转变压器检验项目的数值可通过VGA接显示器进行显示;微处理器计算的得到的旋转变压器检验项目的数值可通过LAN接口输出。
应用本实施例的旋转变压器检验装置进行检验的方法具体包括以下步骤:
第一步、获取旋转变压器的电压数字信号和电流数字信号以及励磁电压的频率,具体是:通过传感器或AD芯片获取旋转变压器的电压数字信号和电流数字信号;所述励磁电压的频率的获得过程是:先获取励磁电压的波形信号,再通过表达式1)计算得到:
F=100×N 1);
其中:F为励磁电压的频率,N为单次频率更新时间内的计数值。
第二步、根据第一步所得的旋转变压器的电压数字信号和电流数字信号以及励磁电压的频率计算得出旋转变压器的参数,所述参数包含空载电流、消耗功率、变压比、相位移、电气误差、零位电压、谐波失真以及阻抗中的至少一种,详情如下:
步骤2.1:获得励磁信号的基波值、励磁信号的相位以及有效值,具体是:将励磁电压U1的数字信号和励磁电压的频率F进行FFT运算(FFT即快速傅里叶变换,是信号处理与数据分析领域里最重要的算法之一;可调用现成的FFT函数),获得励磁电压U1的基波电压值U1_H01和相位U1_PHASE;取励磁电流I1的数字信号和励磁电压的频率F进行FFT运算(可调用现成的FFT函数),获得励磁电流的基波电流值I1_H01和相位I1_PHASE;将励磁电压U1的数字信号进行方均根(方均根的表达式为X1······Xn为数字信号中的n个数据,n为数字信号所含的总数据值)运算,得到励磁电压的有效值U1_RMS;将励磁电流I1的数字信号进行方均根运算,得到励磁电流的有效值I1_RMS;
获得正弦信号的基波值、正弦信号的相位以及有效值,具体是:取正弦电压的数字信号励磁电压的频率F进行FFT运算(可调用现成的FFT函数),获得正弦电压的基波电压值U2_H01和相位U2_PHASE;取正弦电流的数字信号和励磁电压的频率进行FFT运算(可调用现成的FFT函数),获得正弦电流的基波电流值I2_H01和相位I2_PHASE;将正弦电压的数字信号进行方均根运算,得到正弦电压的有效值U2_RMS;
获得余弦信号的基波值、余弦信号的相位以及有效值,具体是:取余弦电压的数字信号和励磁电压的频率进行FFT运算(可调用现成的FFT函数),获得余弦电压的基波电压值U3_H01和相位U3_PHASE;取余弦电流的数字信号和励磁电压的频率进行FFT运算(可调用现成的FFT函数),获得余弦电流的基波电流值I3_H01和相位I3_PHASE;将余弦电压的数字信号进行方均根运算,得到余弦电压的有效值U3_RMS;
步骤2.2、旋转变压器的参数的计算,具体是:
空载电流通过表达式2)计算得到:Iio=I1_RMS 2);
其中:Iio为空载电流,I1_RMS为励磁电流的有效值;
消耗功率通过表达式3)计算得到:P1=(X1×Y1+X2×Y2+…+Xn×Yn)/n 3);
其中:X1······Xn为励磁电压的数字信号中的n个数据;Y1······Yn为励磁电流的数字信号中的n个数据;n为励磁电压的数字信号和励磁电流的数字信号中分别包含的数据总数;
变压比通过表达式4)计算的到:
其中:K为变压比,U1_H01为励磁电压的基波电压值,U2_H01为正弦电压的基波电压值,U3_H01为余弦电压的基波电压值;
正弦相位移通过表达式5)计算得到:δ1=U2_PHASE-U1_PHASE 5);
其中:δ1为正弦相位移,U2_PHASE为正弦电压的相位,U1_PHASE为励磁电压的相位;
余弦相位移通过表达式6)计算得到:δ2=U3_PHASE-U1_PHASE 6);
其中:δ2为余弦相位移,U3_PHASE为余弦电压的相位,U1_PHASE为励磁电压的相位;
电气误差通过表达式7)计算得到:
其中:U2_H01为正弦电压的基波电压值,U3_H01为余弦电压的基波电压值,θ为旋转变压器旋转的实际标准角度,可由配备的角分度装置提供;
零位电压的计算具体是:取最小时的U2_RMS和U2_H01,其中:U2_H01为正弦电压的基波电压值,U3_H01为余弦电压的基波电压值,U2_RMS为正弦电压的有效值;
谐波失真通过表达式8)计算得到:
其中:Thd为谐波失真,U1_RMS为励磁电压的有效值,U1_H01为励磁电压的基波电压值;
输入阻抗通过表达式9)计算得到:
其中:U1_H01为励磁电压的基波电压值,I1_H01为励磁电流的基波电流值,U1_PHASE为励磁电压的相位,I1_PHASE为励磁电流的相位,j为复数的虚部;
正弦输出阻抗通过表达式10)计算得到:
其中:U2_H01为正弦电压的基波电压值,I2_H01为正弦电流的基波电流值,U2_PHASE为正弦电压的相位,I2_PHASE为正弦电流的相位,j为复数的虚部;
余弦输出阻抗通过表达式11)计算得到:
其中:U3_H01为余弦电压的基波电压值,I3_H01为余弦电流的基波电流值,U3_PHASE为余弦电压的相位,I3_PHASE为余弦电流的相位,j为复数的虚部;
最大输出电压为MAX{U2_RMS}和MAX{U3_RMS}。
经过本实施例1的装置和检验方法所得数据与产品参数比较详见表1:
表1 实施例1所得参数与产品参数对比表
从表1可以看出:(1)产品出厂前,现有技术中一个测试工位完成一个或多个参数测试,要完成所有参数测试的话,需要多个测试工位,所以一般仅检测部分参数;而采用本发明的装置和方法,只需一个测试工位,就可快速完成所有参数的测试,既能提供更加完整、全面的参数测试,又能大大提高生产效率;(2)通过数据比对可知,本发明装置和方法所测参数准确度高。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种旋转变压器检验装置,其特征在于,所述检验装置包括以下部件:
数据获取部件(1),其用于获取旋转变压器的电压数字信号和电流数字信号以及励磁电压的波形信号,所述电压数字信号包含励磁电压数字信号、正弦电压数字信号和余弦电压数字信号中的至少一种,所述电流数字信号包含与所述电压相对应的励磁电流数字信号、正弦电流数字信号和余弦电流数字信号中的至少一种;
数据处理部件(2),其用于根据获得的励磁电压的波形信号计算得出励磁电压的频率以及根据数据获取部件(1)获得的旋转变压器的电压数字信号、电流数字信号以及励磁电压的频率计算得出旋转变压器的参数,所述参数包含空载电流、消耗功率、变压比、相位移、电气误差、零位电压、谐波失真以及阻抗中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的旋转变压器检验装置,其特征在于,所述数据获取部件(1)包括信号调理电路(1.1)、AD芯片组(1.2)、可编程器件(1.3)以及励磁电压辅助处理电路(1.4),所述信号调理电路(1.1)、AD芯片组(1.2)以及可编程器件(1.3)依次串联设置,所述励磁电压辅助处理电路(1.4)同时与所述信号调理电路(1.1)和所述可编程器件(1.3)连接;
所述信号调理电路(1.1)用于对旋转变压器的信号进行比例缩小、滤波和信号放大处理,其包含依次串联设置的线缆连接端子、滤波器和运算放大器;
所述AD芯片组(1.2)用于将采集到的模拟信号转换为数字信号,其包括三组AD芯片,三组AD芯片分别用于采集励磁信号、正弦信号和余弦信号的数据;
所述励磁电压辅助处理电路(1.4)包括依次串联设置的滤波器和电压比较器,所述滤波器用于对经过第一数据获取部件(1)处理过的励磁电压进行滤波,所述电压比较器用于对滤波后的励磁电压进行信号整形得到励磁电压的波形信号;
所述可编程器件(1.3)用于对三组AD芯片进行时序控制确保三组AD芯片同步采集数据以及用于根据所述励磁电压辅助处理电路(1.4)获得的励磁电压的波形信号计算得出励磁电压的频率。
3.根据权利要求1所述的旋转变压器检验装置,其特征在于,所述数据获取部件(1)包括电压传感器组、电流传感器组、励磁电压辅助处理电路以及数据采集卡;
所述电压传感器组包括分别用于测量励磁电压、正弦电压和余弦电压的三组电压传感器;
所述电流传感器组包括分别用于测量励磁电流、正弦电流和余弦电流的三组电流传感器;
所述励磁电压辅助处理电路包括依次串联设置的滤波器和电压比较器,所述滤波器用于对电压传感器测得的励磁电压进行滤波,所述电压比较器用于对滤波后的励磁电压进行信号整形得到励磁电压的波形信号;
所述数据采集卡用于采集电压数字信号、电流数字信号以及励磁电压的频率,所述电压数字信号包含励磁电压数字信号、正弦电压数字信号和余弦电压数字信号中的至少一种,所述电流数字信号包含与所述电压数字信号相对应的励磁电流数字信号、正弦电流数字信号和余弦电流数字信号中的至少一种。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的旋转变压器检验装置,其特征在于,所述数据处理部件(2)为微处理器或计算机。
5.一种旋转变压器检验装置的检验方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步、获取旋转变压器的电压数字信号和电流数字信号以及励磁电压的频率;
第二步、根据第一步所得的旋转变压器的电压数字信号和电流数字信号以及励磁电压的频率计算得出旋转变压器的参数,所述参数包含空载电流、消耗功率、变压比、相位移、电气误差、零位电压、谐波失真以及阻抗中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的旋转变压器检验装置的检验方法,其特征在于,所述第一步中通过传感器或AD芯片获取旋转变压器的电压数字信号和电流数字信号;
所述励磁电压的频率的获得过程是:先获取励磁电压的波形信号,再通过表达式1)计算得到:
F=100×N 1);
其中:F为励磁电压的频率,N为单次频率更新时间内的计数值。
7.根据权利要求5所述的旋转变压器检验装置的检验方法,其特征在于,计算旋转变压器的参数具体包括以下步骤:
步骤2.1:获得励磁信号的基波值、励磁信号的相位以及有效值,具体是:将励磁电压的数字信号和励磁电压的频率进行FFT运算,获得励磁电压的基波电压值U1_H01和相位U1_PHASE;将励磁电流的数字信号和励磁电压的频率进行FFT运算,获得励磁电流的基波电流值I1_H01和相位I1_PHASE;将励磁电压的数字信号进行方均根运算,得到励磁电压的有效值U1_RMS;将励磁电流的数字信号进行方均根运算,得到励磁电流的有效值I1_RMS;
获得正弦信号的基波值、正弦信号的相位以及有效值,具体是:将正弦电压的数字信号和励磁电压的频率进行FFT运算,获得正弦电压的基波电压值U2_H01和相位U2_PHASE;将正弦电流的数字信号和励磁电压的频率进行FFT运算,获得正弦电流的基波电流值I2_H01和相位I2_PHASE;将正弦电压的数字信号进行方均根运算,得到正弦电压的有效值U2_RMS;
获得余弦信号的基波值、余弦信号的相位以及有效值,具体是:将余弦电压的数字信号和励磁电压的频率进行FFT运算,获得余弦电压的基波电压值U3_H01和相位U3_PHASE;将余弦电流的数字信号和励磁电压的频率进行FFT运算,获得余弦电流的基波电流值I3_H01和相位I3_PHASE;将余弦电压的数字信号进行方均根运算,得到余弦电压的有效值U3_RMS;
步骤2.2、旋转变压器的参数的计算,具体是:
空载电流通过表达式2)计算得到:Iio=I1_RMS 2);
其中:Iio为空载电流,I1_RMS为励磁电流的有效值;
消耗功率通过表达式3)计算得到:P1=(X1×Y1+X2×Y2+…+Xn×Yn)/n 3);其中:X1······Xn为励磁电压的数字信号中的n个数据;Y1······Yn为励磁电流的数字信号中的n个数据;n为励磁电压的数字信号和励磁电流的数字信号中分别包含的数据总数;
变压比通过表达式4)计算的到:
其中:K为变压比,U1_H01为励磁电压的基波电压值,U2_H01为正弦电压的基波电压值,U3_H01为余弦电压的基波电压值;
正弦相位移通过表达式5)计算得到:δ1=U2_PHASE-U1_PHASE 5);
其中:δ1为正弦相位移,U2_PHASE为正弦电压的相位,U1_PHASE为励磁电压的相位;
余弦相位移通过表达式6)计算得到:δ2=U3_PHASE-U1_PHASE 6);
其中:δ2为余弦相位移,U3_PHASE为余弦电压的相位,U1_PHASE为励磁电压的相位;
电气误差通过表达式7)计算得到:
其中:U2_H01为正弦电压的基波电压值,U3_H01为余弦电压的基波电压值,θ为旋转变压器旋转的实际标准角度;
零位电压的计算具体是:取最小时的U2_RMS和U2_H01,其中:U2_H01为正弦电压的基波电压值,U3_H01为余弦电压的基波电压值,U2_RMS为正弦电压的有效值;
谐波失真通过表达式8)计算得到:
其中:Thd为谐波失真,U1_RMS为励磁电压的有效值,U1_H01为励磁电压的基波电压值;
输入阻抗通过表达式9)计算得到:
其中:U1_H01为励磁电压的基波电压值,I1_H01为励磁电流的基波电流值,U1_PHASE为励磁电压的相位,I1_PHASE为励磁电流的相位,j为复数的虚部;
正弦输出阻抗通过表达式10)计算得到:
其中:U2_H01为正弦电压的基波电压值,I2_H01为正弦电流的基波电流值,U2_PHASE为正弦电压的相位,I2_PHASE为正弦电流的相位,j为复数的虚部;
余弦输出阻抗通过表达式11)计算得到:
其中:U3_H01为余弦电压的基波电压值,I3_H01为余弦电流的基波电流值,U3_PHASE为余弦电压的相位,I3_PHASE为余弦电流的相位,j为复数的虚部;
最大输出电压为MAX{U2_RMS}和MAX{U3_RMS}。
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