CN210225244U - 一种振荡电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种振荡电源，包括：直流衰减电路和交流振荡电路；直流衰减电路包括第一调压器、第一变压器、第一整流桥、第一储能电容、第一储能电感、第一单向开关和第一可调电阻，所述交流振荡电路包括第二调压器、第二变压器、第二整流桥、第二储能电容、第二储能电感、第一双向开关和第二可调电阻，本技术方案基于据基尔霍夫电流定律，通过设置直流衰减电路和交流振荡电路，由直流电流衰减分量和工频电流振荡分量通过KCL叠加实现短路电流波形。通过调节可调电阻的阻值大小，可实现输出电流波形幅值、时间常数、电流包络的灵活调节。

Description

一种振荡电源

技术领域

本实用新型涉及高压直流输电领域，具体涉及一种浪涌冲击或者振荡电流耐受能力测试验证用的振荡电源。

背景技术

高压直流输电用电压源换流器阀电气试验中，短路电流试验要求被测阀段具备一定幅值、时间、频率的电流耐受能力，模拟波形如下图1所示。该电流由直流衰减分量和交流振荡分量叠加而成，如图2所示，目前缺少能够模拟此电流的振荡电源。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种可叠加直流衰减分量和交流振荡分量的振荡电源。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种振荡电源，包括：直流衰减电路和交流振荡电路；

所述直流衰减电路包括第一调压器、第一变压器、第一整流桥、第一储能电容、第一储能电感、第一单向开关和第一可调电阻，所述第一调压器、第一变压器、第一整流桥依次连接；所述第一储能电容连接在所述第一整流桥两输出端之间，所述第一储能电感的一端连接所述第一储能电容的高压端、另一端连接所述第一单向开关的阳极，所述第一单向开关的阴极连接所述第一储能电容的低压端，所述第一储能电感和第一单向开关的公共端通过第二单向开关与被测器件的一端连接；所述第一可调电阻的一端连接所述第一储能电容与第一储能电感的公共端，另一端用于连接被测器件的另一端；

所述交流振荡电路包括第二调压器、第二变压器、第二整流桥、第二储能电容、第二储能电感、第一双向开关和第二可调电阻，所述第二调压器、第二变压器、第二整流桥依次连接；所述第二储能电容连接在所述第二整流桥两输出端之间，所述第二储能电感的一端连接所述第二储能电容的高压端、另一端依次连接所述第二可调电阻、第一双向开关、第二单向开关与被测器件，所述被测器件的另一端还与所述第二储能电容的低压端连接。

进一步，所述第一储能电容与所述第一整流桥的一输出端之间设置有第一限流电阻；所述第二储能电容与所述第二整流桥的一输出端之间设置有第二限流电阻。

进一步，所述第一调压器输入侧设置有第一接触器用于连接三相电源，所述第二调压器输入侧设置有第二接触器用于连接三相电源。

进一步，所述第一变压器与第二变压器皆为双绕组变压器，且副边电压与原边电压之比大于1。

进一步，所述第一整流桥和第二整流桥的每个桥臂由多只二极管串联而成，并配备均压电阻。

进一步，所述第一单向开关为晶闸管或者晶闸管组件。

进一步，所述第二单向开关为晶闸管或者晶闸管组件。

进一步，所述第一双向开关为双向晶闸管、反并联的晶闸管或者反并联的晶闸管组件。

本实用新型具体实施方式的有益效果：本技术方案基于据基尔霍夫电流定律，通过设置直流衰减电路和交流振荡电路，由直流电流衰减分量和工频电流振荡分量通过KCL叠加实现短路电流波形。通过调节可调电阻的阻值大小，可实现输出电流波形幅值、时间常数、电流包络的灵活调节。

附图说明

下面通过附图及具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。

图1为短路电流试验要求的模拟波形图；

图2为短路电流的直流衰减分量和交流振荡分量分解波形图；

图3为本实用新型实施例的电路原理图。

具体实施方式

根据基尔霍夫电流定律，短路电流波形可以由直流电流衰减分量和工频电流振荡分量通过KCL叠加实现。振荡电流可以通过电容、电感、电阻实现，频率主要两者参数具体确定，通过调节电阻能实现振荡包络的变化；衰减直流电流可以通过电感、电阻实现，调节两者的比例关系能改变时间常数，电阻越小，时间常数越长，电感的能量来自预充电电容。本实施例的的被测器件包括但不限于半导体器件、配电器件、阀单元、阀组件等。

基于上述思想，本技术方案提出以下实施例，如图3所示，为本实施例的一种振荡电源，包括：直流衰减电路和交流振荡电路；

其中，直流衰减电路包括第一调压器IVR1、第一变压器T1、第一整流桥D1、第一储能电容C1、第一储能电感L1、第一单向开关K1和第一可调电阻r1，第一调压器IVR1、第一变压器T1、第一整流桥D1依次连接；

第一储能电容C1连接在第一整流桥D1两输出端之间，第一储能电感L1的一端连接第一储能电容C1的高压端、另一端连接第一单向开关K1的阳极，第一单向开关K1的阴极连接第一储能电容C1的低压端，第一储能电感L1和第一单向开关K1的公共端通过第二单向开关K3与被测器件的一端连接，第一可调电阻r1连接第一储能电容C1与第一储能电感L1的公共端，另一端与被测器件的另一端连接；

交流振荡电路包括第二调压器IVR2、第二变压器T2、第二整流桥D2、第二储能电容C2、第二储能电感L2、第一双向开关K2和第二可调电阻r2，第二调压器IVR2、第二变压器T2、第二整流桥D2依次连接；第二储能电容C2连接在第二整流桥D2两输出端之间，第二储能电感L2的一端连接第二储能电容C2的高压端、另一端依次连接第二可调电阻r2、第一双向开关K2、第二单向开关K3与被测器件，被测器件的另一端还与第二储能电容C2的低压端连接。

为了限制充电电流，保护回路安全，第一储能电容C1与第一整流桥D1的一输出端之间设置有第一限流电阻R1；第二储能电容C2与第二整流桥D2的一输出端之间设置有第二限流电阻R2。

本实施例的工作过程为，调节第一调压器IVR1可以使C1预充电，t0时刻，开通第一单向开关K1，第一储能电容C1的电能向磁能转换，流过第一储能电感L1的电流逐渐增加，至目标电流时，开通第二单向开关K3，该电流将流过被测器件。其电流峰值由第一储能电容C1存储的能量、第一储能电感L1的感量决定，直流电流衰减的时间常数是r1/L1。

为了使振荡电流叠加到该直流衰减分量上，并流入被测器件，需合理控制开关动作时序。调节第二调压器IVR2使第二储能电容C2预充电，在t1时刻，开通第一双向开关K2、第二单向开关K3，那么C2、L2、r2、被测器件回路的电流就包含振荡电流，关断第一双向开关K2，振荡电流会在过零时结束。调节

可使该回路具备振荡条件，其电流峰值由C2初始电压、振荡频率、L2感量决定，而r2影响振荡电流衰减包络。

其中，调压器IVR的输出电压可调，它可以使储能电容达到目标电压并维持；调压器IVR的电压调节速率可调，可以降低充电回路的充电电流，降低充电回路的设计成本。

作为本实施例的进一步完善，第一调压器IVR1输入侧设置有第一接触器KM1用于连接三相电源，第二调压器IVR2输入侧设置有第二接触器KM2用于连接三相电源，第一接触器KM1、第二接触器KM2作为各自电路的主开关。

本实施例中，第一变压器T1与第二变压器T2皆为双绕组变压器，且副边电压与原边电压之比大于1，可简化了变压器的设计。

另外，第一整流桥D1和第二整流桥D2的每个桥臂由多只二极管串联而成，并配备均压电阻，可避免串联二极管内部均压不一致而引起的器件失效。

需要注意的是，两组储能电容C和电感L要互相配合选择，较高的电感量需要匹配较大的电容量或者较高的电压。

调节电阻r的大小直接影响到整个电流波形的形状，衰减的快慢，可实现输出电流波形幅值、时间常数、电流包络的灵活调节，其设计位置也会影响到晶闸管或者晶闸管组件K的低成本设计。

具体的，本实施例中，第一单向开关K1为晶闸管或者晶闸管组件，第二单向开关K3为晶闸管或者晶闸管组件，第一双向开关K2为双向晶闸管、反并联的晶闸管或者反并联的晶闸管组件。K1、K2、K3具有共同端，因此可以设计一套多端的晶闸管组件，同时满足K1、K2、K3的目的，此设计既能明显降低线路电阻，又能降低晶闸管组件的设计成本。

当被测器件的电流波形确定后，两个回路的电流峰值、时间常数、包络也就确定了。可以通过低电感L、低调节电阻r实现整个测试系统的低成本设计：电容量降低、电容充电电压降低、晶闸管断态重复峰值电压降低、晶闸管反向重复峰值电压降低。其中电感L自身的直流电阻也需要降低。

通过切换K1、K2、K3就可以实现直流电流输出回路可以与交流振荡电流输出回路单独作用于被测器件，既有利于试验调试，又有利于双电流的灵活应用。

以上实施例是对本实用新型的解释，但是，本实用新型并不局限于上述实施方式中的具体细节，本领域的技术人员在本实用新型的技术构思范围内进行的多种等同替代或简单变型方式，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种振荡电源，其特征在于，包括：直流衰减电路和交流振荡电路；

所述直流衰减电路包括第一调压器、第一变压器、第一整流桥、第一储能电容、第一储能电感、第一单向开关和第一可调电阻，所述第一调压器、第一变压器、第一整流桥依次连接；所述第一储能电容连接在所述第一整流桥两输出端之间，所述第一储能电感的一端连接所述第一储能电容的高压端、另一端连接所述第一单向开关的阳极，所述第一单向开关的阴极连接所述第一储能电容的低压端，所述第一储能电感和第一单向开关的公共端通过第二单向开关与被测器件的一端连接；所述第一可调电阻的一端连接所述第一储能电容与第一储能电感的公共端，另一端用于连接被测器件的另一端；

所述交流振荡电路包括第二调压器、第二变压器、第二整流桥、第二储能电容、第二储能电感、第一双向开关和第二可调电阻，所述第二调压器、第二变压器、第二整流桥依次连接；所述第二储能电容连接在所述第二整流桥两输出端之间，所述第二储能电感的一端连接所述第二储能电容的高压端、另一端依次连接所述第二可调电阻、第一双向开关、第二单向开关与被测器件，所述被测器件的另一端还与所述第二储能电容的低压端连接。

2.根据权利要求1所述的振荡电源，其特征在于，所述第一储能电容与所述第一整流桥的一输出端之间设置有第一限流电阻；所述第二储能电容与所述第二整流桥的一输出端之间设置有第二限流电阻。

3.根据权利要求1所述的振荡电源，其特征在于，所述第一调压器输入侧设置有第一接触器用于连接三相电源，所述第二调压器输入侧设置有第二接触器用于连接三相电源。

4.根据权利要求1所述的振荡电源，其特征在于，所述第一变压器与第二变压器皆为双绕组变压器，且副边电压与原边电压之比大于1。

5.根据权利要求1所述的振荡电源，其特征在于，所述第一整流桥和第二整流桥的每个桥臂由多只二极管串联而成，并配备均压电阻。

6.根据权利要求1所述的振荡电源，其特征在于，所述第一单向开关为晶闸管或者晶闸管组件。

7.根据权利要求1所述的振荡电源，其特征在于，所述第二单向开关为晶闸管或者晶闸管组件。

8.根据权利要求1所述的振荡电源，其特征在于，所述第一双向开关为双向晶闸管、反并联的晶闸管或者反并联的晶闸管组件。

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