CN107968576A - 一种相控大电流源发生器装置 - Google Patents

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于晓军
邹洪森
陈瑞
杨晨
安燕杰
陆洪建
陈昊阳
尹琦云
秦有苏
尹磊
赵欣洋
李宁
杨稼祥
唐鑫
侯亮
陈前臣
王添慧
石旭刚
杨波
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Abstract

本发明公开了一种相控大电流源发生器装置，由三台的无线相控电流源组成，每台无线相控电流源包括AC/DC隔离电源模块，DC/AC逆变模块，DSP主控制器模块和ARM上位机模块，所述的AC/DC隔离电源模块被配置为将单相220V、三相四线、三相五线通过整流和隔离转化为低压的直流电；所述的DC/AC逆变模块被配置为将低压直流电转化为低压交流电大电流源；所述的DSP主控制器模块被配置为控制驱动信号和ARM上位机模块通信；所述的ARM上位机模块被配置为输出电流指令、回采输出电流、控制电流精度、频率和相位；每台无线相控电流源包含正极性和负极性两个输出极，所述的每台无线相控电流源正极性连接负载的一侧，所述的每台无线相控电流源负极性连接于一点。更好的检测电网保护设备。

Description

一种相控大电流源发生器装置
技术领域
本发明属于信号源控制技术领域，尤其涉及一种相控大电流源发生器装置。
背景技术
现有的电网，由于A、B、C三相接入的负载不对称，往往会出现三相不平衡的情况，特别是三相不平衡时，中性线N线上最大会通过3倍的电流，N线极易老化，现有的电力电子技术，以及电力电子设备，多用于对三相不平衡的治理，但是电网保护电路的检测，需要一种三相不平衡的电流源。
现有的三相不平衡电流源产生的办法，多用线性功放实现，对供电电源的要求高，需要工频线性电源，存在体积大、重量重、过零点交越失真，输出电流的频率受限等缺点。
发明内容
为了克服上述现有技术的技术问题，本发明是这样实现的一种相控大电流源发生器装置，由三台的无线相控电流源组成，每台无线相控电流源包括AC/DC隔离电源模块，DC/AC逆变模块，DSP主控制器模块和ARM上位机模块，所述的AC/DC隔离电源模块被配置为将单相220V、三相四线、三相五线通过整流和隔离转化为低压的直流电；所述的DC/AC逆变模块被配置为将低压直流电转化为低压交流电大电流源；所述的DSP主控制器模块被配置为控制驱动信号和ARM上位机模块通信；所述的ARM上位机模块被配置为输出电流指令、回采输出电流、控制电流精度、频率和相位；每台无线相控电流源包含正极性和负极性两个输出极，所述的每台无线相控电流源正极性连接负载的一侧，所述的每台无线相控电流源负极性连接于一点。
作为本发明中的一种改进，所述的DC/AC逆变模块为H全桥逆变模块。
作为本发明中的一种改进，所述的AC/DC隔离电源模块包含6路并联的AC/DC隔离电源子模块。
作为本发明中的一种改进，所述的DC/AC逆变模块还包含2个MOS驱动模块和故障保护模块；所述的2个MOS驱动模块用于接收DSP的控制信号，驱动MOS管开通和关断；所述的故障保护模块实时检测DC/AC逆变模块散热器过温故障、输出过流故障及AC/DC模块短路故障并反馈给DSP主控制器模块，根据故障等级，做出相应动作，过温、过流故障，关闭DSP控制板PWM输出，对于AC/DC短路故障，需要立马断开接触器，切断电源输入。
作为本发明中的一种改进，所述的ARM上位机模块还包括LCD显示屏，按键，开关电源模块，USB模块，GPS模块，PT/CT及RS485。
作为本发明中的一种改进，所述的LCD显示屏用于显示大电流源发生器装置的输出电流、电压、运行时间信息。
作为本发明中的一种改进，所述的USB模块用于大电流源发生器装置数据提取和软件的更新。
作为本发明中的一种改进，所述的GPS模块无线基准源、PT跟踪电网相位和频率。
本发明可以人为模拟电网三相不平衡的工作状态，更好的检测电网保护设备。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明大电流源发生器装置三相“Y”型拓扑结构。
图2为无线相控电流源的功能框图。
图3为本发明大电流源发生器装置三相同幅值、同频率、同相位矢量合成示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
结合附图1～3，具体的，一种相控大电流源发生器装置，由三台的无线相控电流源组成，每台无线相控电流源包括AC/DC隔离电源模块，DC/AC逆变模块，DSP主控制器模块和ARM上位机模块，所述的AC/DC隔离电源模块被配置为将将单相220V、三相三线、三相四线、三相五线通过整流、再经过隔离DC/DC转化为低压的直流电；所述的DC/AC逆变模块被配置主要功能是将低压直流电转化为交流大电流；所述的DSP主控制器模块主要功能是控制驱动信号和ARM上位机模块通信；所述ARM上位机模块主要功能是输出电流指令、回采输出电流和控制电流精度、频率、相位；每台无线相控电流源包含正极性和负极性两个输出极，所述的每台无线相控电流源正极性连接负载的一侧，所述的每台无线相控电流源负极性共一点，
其中DC/AC逆变模块采用H型全桥逆变模块，H全桥输出是正极性和负极性2个输出极，无线相控电流源主要的负载是带有一定阻值的感性负载，无线相控电流源三相中每相的正极性连接负载的一侧，负极性全部共在一起，无线相控电流源三相每相的负极性全部共在一起，组成“Y”型接法。无线相控电流源每相都采用独立的电源供电，N线是无线相控电流源三相的等电位参考点，相与相之间没有回流路径，每相的电流从H桥的正极性流出，经过负载电感、负载电阻，流入H桥负极性。构成了一种三相每相都独立的电流源。
在大电流源发生器装置稳定输出正弦交流大电流的过程中，设电流为正弦波，I＝Im×cos(ωt+θ)，Im为电流有效值，ω为电流角频率，θ为电流相角；
三台无线相控电流源的电流分别为，Ia、Ib、Ic，当Ia、Ib、Ic的有效值均为Im，角频率都是ω，电流相角都是θ，通过矢量合成，三个一致的带方向的向量叠加，输出电流效果达到3倍效果，从而提高输出电流和功率。通过上述的方式，可以人为模拟电网三相不平衡的工作状态，更好的检测电网保护设备。
具体的，三台的无线相控电流源中所述的AC/DC隔离电源模块包含6各并联的AC/DC电源子模块，同于低压直流电提高输出功率。所述的DSP主控制器模块还包含2个MOS驱动模块和故障保护模块；所述的2个MOS驱动模块用于接收DSP的控制信号，通过脉冲信号驱动DC/AC逆变模块开动和关断；所述的故障保护模块监控DC/AC逆变模块的过温、过流及大电流异常参数并反馈给DSP主控制器模块，其中过温、过流监控属于一级监控，故障保护模块在接收到DC/AC逆变模块的过温、过流信号后，将该信号传递给DSP主控制器模块，输出封锁输出信号，控制MOS驱动模块停止逆变器工作，所述的大电流异常属于二级监控，DSPDSP主控制器模块在接收故障保护模块触发信号后，会控制主回路的接触器关断整个回路，切断电网的输出。
具体的，所述的ARM上位机模块还包括LCD显示屏，所述的LCD显示屏用于显示大电流源发生器装置的输出电流和电压参数；按键，开关电源模块，USB模块，所述的USB模块用于大电流源发生器装置数据提取和软件的更新GPS模块，所述的GPS模块跟踪电网相位；PT/CT及RS485，所述的RS485用于三台的无线相控电流源相互通信。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种相控大电流源发生器装置，由三台的无线相控电流源组成，每台无线相控电流源包括AC/DC隔离电源模块，DC/AC逆变模块，DSP主控制器模块和ARM上位机模块，所述的AC/DC隔离电源模块被配置为将单相220V、三相四线、三相五线通过整流和隔离转化为低压的直流电；所述的DC/AC逆变模块被配置为将低压直流电转化为低压交流电大电流源；所述的DSP主控制器模块被配置为控制驱动信号和ARM上位机模块通信；所述的ARM上位机模块被配置为输出电流指令、回采输出电流、控制电流精度、频率和相位；其特征在于：每台无线相控电流源包含正极性和负极性两个输出极，所述的每台无线相控电流源正极性连接负载的一侧，所述的每台无线相控电流源负极性连接于一点。
2.根据权利要求1所述的一种相控大电流源发生器装置，其特征在于：所述的DC/AC逆变模块为H全桥逆变模块。
3.根据权利要求1所述的一种相控大电流源发生器装置，其特征在于：所述的AC/DC隔离电源模块包含6路并联的AC/DC隔离电源子模块。
4.根据权利要求1所述的一种相控大电流源发生器装置，其特征在于：所述的DC/AC逆变模块还包含2个MOS驱动模块和故障保护模块；所述的2个MOS驱动模块用于接收DSP的控制信号，驱动MOS管开通和关断；所述的故障保护模块实时检测DC/AC逆变模块散热器过温故障、输出过流故障及AC/DC模块短路故障并反馈给DSP主控制器模块，根据故障等级，做出相应动作，过温、过流故障，关闭DSP控制板PWM输出，对于AC/DC短路故障，需要立马断开电源输入接触器，需要立马关闭接触器，切断电源输入。
5.根据权利要求1所述的一种相控大电流源发生器装置，其特征在于：所述的ARM上位机模块还包括LCD显示屏，按键，开关电源模块，USB模块，GPS模块，PT/CT及RS485。
6.根据权利要求5所述的一种相控大电流源发生器装置，其特征在于：所述的LCD显示屏用于显示大电流源发生器装置的输出电流、电压、运行时间信息。
7.根据权利要求5所述的一种相控大电流源发生器装置，其特征在于：所述的USB模块用于大电流源发生器装置数据提取和软件的更新。
8.根据权利要求5所述的一种相控大电流源发生器装置，其特征在于：所述的GPS模块无线基准源、PT跟踪电网相位和频率。
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