CN205301387U - 一种电力谐波发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电力谐波发生器，包括整流模块、逆变模块、DSP控制模块、驱动模块、电压电流采集模块、滤波模块和人机交互模块；所述整流模块输入侧与电网连接，整流模块输出侧与逆变模块输入侧连接，所述整流模块将电网的交流电输入转换为直流，为逆变模块提供直流电源，逆变模块输出侧与滤波模块输入侧连接，滤波模块输出直接与待测设备连接；所述人机交互模块设置实验测试所需的电网电压谐波信息。本实用新型用于测试在电网中存在谐波的状态下各电气设备的工作性能。

Description

一种电力谐波发生器

技术领域

本实用新型涉及电气设备，具体涉及一种电力谐波发生装置。

背景技术

随着电力电子设备的广泛应用，其所带来的电网谐波污染问题也日益严重。谐波的存在会使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波又可能引起继电保护和自动装置产生误动作，造成电力系统故障。

为了避免故障的发生，一些电气设备和控制装置在使用前必须经过严格的测试。但是，由于电网中的谐波是不可控的，在实际中难以得到理想的测试条件。因此，需要使用专门的谐波发生器来获得测试所需的条件。

发明内容

本实用新型的目的为提供一种电力谐波发生装置，用于测试在电网中存在谐波的状态下各电气设备的工作性能。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种电力谐波发生装置，包括整流模块、逆变模块、DSP控制模块、驱动模块、电压电流采集模块、滤波模块和人机交互模块；

所述整流模块输入侧与电网连接，整流模块输出侧与逆变模块输入侧连接，所述整流模块将电网的交流电输入转换为直流，为逆变模块提供直流电源，逆变模块输出侧与滤波模块输入侧连接，滤波模块输出直接与待测设备连接；

所述DSP控制模块为整个系统的控制中心，所述DSP控制模块通过驱动电路连接所述逆变模块，所述DSP控制模块还连接有人机交互模块以及电压电流采集模块；

所述电压电流采集模块用于实时检测直流侧电压、输出电压和输出电流，并将上述检测到的值输出至DSP控制模块；所述人机交互模块设置实验测试所需的电网电压谐波信息。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述DSP控制模块发出控制指令信号经驱动电路放大后驱动逆变模块中的IGBT，从而控制系统的输出。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述滤波模块用于滤除逆变电路输出中含有的高次谐波。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述DSP控制模块采用TMS320F28335型数字信号处理器。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述电压电流采集模块主要由霍尔电压传感器和霍尔电流传感器组成。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型能够测试电气设备在电网含有谐波状态的工作性能与稳定性，将此项技术推广应用，大大减少由于电气设备性能与稳定性差所引起的故障及事故，提高电力系统的稳定性、可靠性，其直接的、间接的效益无法估量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型的系统结构框图。

图2为本实用新型的DSP控制模块结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参照图1，一种电力谐波发生装置，包括整流模块、逆变模块、DSP控制模块、驱动模块、电压电流采集模块、滤波模块和人机交互模块；所述整流模块输入侧与电网连接，整流模块输出侧与逆变模块输入侧连接，所述整流模块将电网的交流电输入转换为直流，为逆变模块提供直流电源，逆变模块输出侧与滤波模块输入侧连接，滤波模块输出直接与待测设备连接；所述DSP控制模块为整个系统的控制中心，所述DSP控制模块通过驱动电路连接所述逆变模块，所述DSP控制模块还连接有人机交互模块以及电压电流采集模块；所述电压电流采集模块用于实时检测直流侧电压、输出电压和输出电流，并将上述检测到的值输出至DSP控制模块；所述人机交互模块设置实验测试所需的电网电压谐波信息，DSP控制单根据设定波形信息，按照基波和各次谐波幅值比以及相位信息，计算给定的控制信号。

进一步地，DSP控制模块发出控制指令信号经驱动电路放大后驱动逆变模块中的IGBT，从而控制系统的输出。

控制信号经驱动电路放大后直接驱动逆变电路中的IGBT，控制IGBT的开通与关断，从而控制逆变电路输出。逆变电路输出经滤波模块滤波后，即可得到测试所需的电压波形。

如设置电力谐波发生器输出含3、5、7、9、11次谐波，且其各次谐波含有率分别为30%、25%、20%、15%、10%。由n次谐波电压含有率计算公式：

式中Un——第n次谐波电压有效值；

U1——基波电压有效值。

可得各次谐波电压有效值。再由SPWM逆变技术可计算出输出各次谐波电压的控制信号，将各次谐波电压控制信号进行叠加，得到总的控制信号。

进一步地，滤波模块用于滤除逆变电路输出中含有的高次谐波。电压电流采集模块主要由霍尔电压传感器和霍尔电流传感器组成，通过其采集输出的电压、电流和直流母线电压的信号，经过信号调理电路后送入DSP控制模块。DSP控制模块通过闭环控制提高系统的输出精度减小误差。

参照图2，DSP控制模块采用TMS320F28335型数字信号处理器，其自身还连接有JTAG接口串口485，以及还连接有时钟电路，复位电路等相关外围电路。

本实用新型能够测试电气设备在电网含有谐波状态的工作性能与稳定性，将此项技术推广应用，大大减少由于电气设备性能与稳定性差所引起的故障及事故，提高电力系统的稳定性、可靠性，其直接的、间接的效益无法估量。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种电力谐波发生装置，其特征在于，包括整流模块、逆变模块、DSP控制模块、驱动模块、电压电流采集模块、滤波模块和人机交互模块；

所述整流模块输入侧与电网连接，整流模块输出侧与逆变模块输入侧连接，所述整流模块将电网的交流电输入转换为直流，为逆变模块提供直流电源，逆变模块输出侧与滤波模块输入侧连接，滤波模块输出直接与待测设备连接；

所述DSP控制模块为整个系统的控制中心，所述DSP控制模块通过驱动电路连接所述逆变模块，所述DSP控制模块还连接有人机交互模块以及电压电流采集模块；

所述电压电流采集模块用于实时检测直流侧电压、输出电压和输出电流，并将上述检测到的值输出至DSP控制模块；所述人机交互模块设置实验测试所需的电网电压谐波信息。

2.根据权利要求1所述的一种电力谐波发生装置，其特征在于，所述DSP控制模块发出控制指令信号经驱动电路放大后驱动逆变模块中的IGBT，从而控制系统的输出。

3.根据权利要求1所述的一种电力谐波发生装置，其特征在于，所述滤波模块用于滤除逆变电路输出中含有的高次谐波。

4.根据权利要求1所述的一种电力谐波发生装置，其特征在于，所述DSP控制模块采用TMS320F28335型数字信号处理器。

5.根据权利要求1所述的一种电力谐波发生装置，其特征在于，所述电压电流采集模块主要由霍尔电压传感器和霍尔电流传感器组成。