CN201063544Y

CN201063544Y - 基于脉宽调制的智能型变频电源

Info

Publication number: CN201063544Y
Application number: CNU2007200640022U
Authority: CN
Inventors: 罗安; 李峰; 徐先勇; 帅智康; 罗卓伟; 孙贤大; 舒适; 刘定国
Original assignee: Hunan University
Current assignee: Hunan University
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2017-07-31

Abstract

本实用新型公开了一种用于特高压耐压实验的基于脉宽调制的智能型变频电源，包括整流电路、DSP控制器、大功率IGBT逆变器、LC滤波电路、特高压发生电路、检测电路，所述整流电路的输入端接三相交流输入，其输出端向大功率IGBT逆变器供电，DSP控制器产生大功率IGBT逆变器的PWM控制信号，大功率IGBT逆变器输出信号通过LC滤波器产生光滑的正弦信号，再送到特高压产生电路的输入端，由特高压产生电路产生高电压，检测电路检测特高压产生电路的输出，并将检测信号经光纤高速传输到DSP控制器。这种基于DSP控制的智能型变频电源，通过变频电源的自动调谐调压，产生1200KV及以下等级的大小可调频率可变的测试电压。

Description

基于脉宽调制的智能型变频电源

技术领域

本实用新型涉及一种用于特高压耐压实验的基于脉宽调制的智能型变频电源。

背景技术

目前全球只有俄罗斯和日本建设了1000KV特高压交流输电工程，随着特高压交流输电工程的发展，需要能产生特高压的交流电源用于高压电气设备进行交流耐压实验。

现有的高压电源大多采用中频发电机组、以及谐振耐压装置等，这些高压电源存在的缺陷是：一是产生的高压有限，难以满足1000KV以上特高压交流输电工程的需要；另外这些电源装置的体重庞大、成本高、维护困难、设备运输、操作不方便。

实用新型内容

为了解决现有高压电源存在的技术问题，本实用新型提供一种基于脉宽调制的智能型变频电源。这种基于DSP控制的智能型变频电源，通过变频电源的自动调谐调压，产生1200KV及以下等级的大小可调频率可变的测试电压。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：包括整流电路、DSP控制器、大功率IGBT逆变器、LC滤波电路、特高压发生电路、检测电路，所述整流电路的输入端接三相交流输入，其输出端向大功率IGBT逆变器供电，DSP控制器产生大功率IGBT逆变器的PWM控制信号，大功率IGBT逆变器输出信号通过LC滤波器产生光滑的正弦信号，再送到特高压产生电路的输入端，由特高压产生电路产生高电压，检测电路检测特高压产生电路的输出，并将检测信号经光纤高速传输到DSP控制器。

上述的基于脉宽调制的智能型变频电源中，所述DSP控制器产生的PWM控制信号为频率在30～300Hz频率可变、幅值可调的PWM控制信号。

上述的基于脉宽调制的智能型变频电源中，所述LC滤波电路为多级∏型滤波器。

本实用新型的有益效果是：

1)采用DSP数字控制技术，系统可靠性高，基本不需要维护，可以节省大量维护费用；

2)采用先进算法，可以实现系统谐振频率点的智能搜索以及频率变化步长大小的确定，实现系统的自动调频调压。

3)采用改进规则采样法，提高逆变电源的输出电压精度，减少高频谐波对谐振系统的影响。

4)采样信号采用用抗干扰无失真光纤电路进行传输，而且通过硬件倍频电路启动AD，实现精确采样。

下面附图对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的控制系统结构图。

图3是本实用新型的变频电源控制结构图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型包括DSP控制器、大功率IGBT逆变器、LC滤波电路、特高压发生电路、检测电路、光纤。三相交流电A、B、C输入三相桥式整流电路，其输出给电容C充电作为IGBT逆变电路直流侧电压源；IGBT的控制信号是控制器发出的PWM波，PWM信号的传输由光纤完成；大功率IGBT逆变器输出频率、幅值可变的放大信号通过LC滤波电路产生光滑的正弦波；然后由特高压电路产生等级可选的高压，特高压发生电路由励磁变压器T、电阻R、电抗器L、电容C1、电容C2组成，励磁变压器T的输入端接LC滤波电路，电阻R、电抗器L、电容C1、电容C2依次串接后并接于励磁变压器的输出端；检测电路把高压信号转换成低压小信号，由变送器送到采样电路，采样后送到DSP控制器。

参见图2，图2为本实用新型中控制系统的结构组成。控制系统包括包括DSP处理器模块、A/D采样模块、扩展存储器模块、液晶显示模块、键盘输入模块、硬件倍频模块、PWM脉冲输出模块和通信模块。控制器采用数字信号处理器DSPTMS320F2407采样模块使用两片MAX125，精度14bit，来满足电流电压的采样精度，每个通道的转换时间为3us，可以8个通道同时采样，保证采样电流电压的零相位延时。为提高逆变电源的输出电压精度，减少高频谐波对谐振系统的影响，由DSP计算发出死区效应补偿的PWM信号波。当变频柜的输出电压与电流的关系曲线在安全区域以外时，由专家诊断方法发出报警，并限制继续升压工作。液晶显示模块担任人机界面的作用，显示变频柜的输出电压和电流、变频输出电信号的频率和功率因数、变频柜内部的实际温度。配合2×3的矩阵键盘，实现光标向上、光标向下、光标左移、光标右移、确定、取消等功能。

本实用新型的DSP处理器能够通过变频电源对输出信号电流电压的反馈采样，实现系统谐振频率点的智能搜索以及频率变化步长大小的确定，从而实现系统的自动调频调压，并可以根据电压电流量的闪落或地电位的抬高进行快速智能保护。图3给出了变频电源实现自动调频调压的控制结构框图。

Claims

1.一种基于脉宽调制的智能型变频电源，其特征在于：包括整流电路、DSP控制器、大功率IGBT逆变器、LC滤波电路、特高压发生电路、检测电路，所述整流电路的输入端接三相交流输入，其输出端向大功率IGBT逆变器供电，DSP控制器产生大功率IGBT逆变器的PWM控制信号，大功率IGBT逆变器输出信号通过LC滤波器产生光滑的正弦信号，再送到特高压产生电路的输入端，由特高压产生电路产生高电压，检测电路检测特高压产生电路的输出，并将检测信号经光纤高速传输到DSP控制器。

2.根据权利要求1所述的基于脉宽调制的智能型变频电源，其特征在于：所述DSP控制器产生的PWM控制信号为频率在30～300Hz频率可变、幅值可调的PWM控制信号。

3.根据权利要求1所述的基于脉宽调制的智能型变频电源，其特征在于：所述LC滤波电路为多级∏型滤波器。

4.根据权利要求1所述的基于脉宽调制的智能型变频电源，其特征在于：特高压发生电路由励磁变压器、电阻(R)、电抗器(L)、电容(C1)、电容(C2)组成，励磁变压器的输入端接LC滤波电路，电阻(R)、电抗器(L)、电容(C1)、电容(C2)依次串接后并接于励磁变压器的输出端。