CN219143339U - 一种三相中频交流恒流源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及测试用设备领域，具体涉及一种三相中频交流恒流源，包括分别与三相交流信号对应的三个电流单元、用于对三个电流单元分别进行控制的控制单元；每个电流单元均包括变换器、滤波单元、升流变压器，每个升流变压器的输出端均与待测试品电性连接；控制单元包括主控单元，主控单元通过通讯单元与人机界面进行通讯连接，主控单元还电性连接有功率变换控制接口单元和测量单元，功率变换控制接口单元与每个电流单元的变换器分别电性连接，测量单元与每个电流单元的升流变压器输出端分别电性连接，本实用新型通过系统闭环调节，直接输出高精度中频宽频电流，调节响应速度快且调节精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及测试用设备领域，具体涉及一种三相中频交流恒流源。
背景技术
现有技术中，输出中频测试电流一般采用中频电压源加负载的方式，由中频电压源实现工频到中频宽频的变换，再通过调节电压源的输出电压或者输出负载，间接获得可控的中频输出电流，此方法一是调节响应慢，二是调节精度低，无法满足测试精度以及自动稳流的需要；另外，上述方法还具有较大的能量损耗，在大电流测试情况下尤为突出。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种三相中频交流恒流源，用于电缆、断路器以及连接器的温升与特性参数测试，通过系统闭环调节，直接输出高精度中频宽频电流，调节响应速度快且调节精度高，在负载阻抗高或者需要大电流输出时，还可以将输出三相并联或者串联组成单相恒流源，扩展输出能力，进一步提高测试的适应性和灵活性。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案：
一种三相中频交流恒流源，用于对待测试品进行温升与特性参数测试，包括分别与三相交流信号对应的三个电流单元、用于对三个电流单元分别进行控制的控制单元；
每个电流单元均包括将直流信号通过DC/AC变换成交流信号的变换器、对交流信号进行滤波的滤波单元、对滤波后的交流信号进行电流变换的升流变压器，每个所述升流变压器的输出端均与待测试品电性连接；
所述控制单元包括主控单元，所述主控单元通过通讯单元与人机界面进行通讯连接，所述主控单元还电性连接有功率变换控制接口单元和测量单元，所述功率变换控制接口单元与每个电流单元的变换器分别电性连接，用于调节变换器的输出电流，所述测量单元与每个电流单元的升流变压器输出端分别电性连接，用于测量待测试品端的电流数据和电压数据，根据电流数据和电压数据可得出待测试品端的阻抗；由主控单元根据人机界面下发的每个电流单元的电流设定值和输出电流反馈，进行PI闭环调节，分别计算输出PWM波对每个电流单元的变换器进行控制，调节变换器的输出电流。三相模式输出时，每个电流单元的相间角为120度，输出电流可在300～800Hz范围内独立调节输出。
优选的，还包括与电源相连接的整流器，所述整流器的输出端与每个电流单元的变换器分别电性连接，所述整流器与主控单元电性连接。
优选的，所述变换器均采用全桥逆变拓扑。
优选的，所述变换器中的开关管采用IGBT或MOSFET器件。
优选的，所述主控单元为DSP和FPGA中的一种或多种。
优选的，每个所述电流单元的输出端首尾相连串联输出，当待测试品端阻抗较高时，将三相的相位差设置为零，此时单相的电压输出能力为三相时的三倍。
优选的，每个所述电流单元的输出端相互并联输出，当待测试品端所需电流较大时，将三相并联输出，此时单相的电流输出能力为三相时的三倍。
本实用新型的有益效果是：通过控制系统进行系统闭环调节，直接输出高精度中频宽频电流，在负载阻抗高或者需要大电流输出时，还可以将输出三相并联或者串联组成单相恒流源，扩展输出能力，进一步提高测试的适应性和灵活性。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型三相输出的电路结构示意图；
图2是本实用新型串联单相输出的电路结构示意图；
图3是本实用新型并联单相输出的电路结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的一种三相中频交流恒流源，用于对待测试品进行温升与特性参数测试，在本实施例1中，包括分别与三相交流信号对应的三个电流单元、用于对三个电流单元分别进行控制的控制单元。
每个电流单元均包括将直流信号通过DC/AC变换成交流信号的变换器，变换器均采用全桥逆变拓扑，其中的开关管采用IGBT或MOSFET器件，每个电流单元中还包括对交流信号进行滤波的滤波单元、对滤波后的交流信号进行电流变换的升流变压器，每个升流变压器的输出端均与待测试品电性连接。
控制单元包括主控单元，主控单元为DSP和FPGA中的一种或多种，主控单元通过通讯单元与人机界面进行通讯连接，主控单元还电性连接有功率变换控制接口单元和测量单元，功率变换控制接口单元与每个电流单元的变换器分别电性连接，用于调节变换器的输出电流，测量单元与每个电流单元的升流变压器输出端分别电性连接，用于测量待测试品端的电流数据和电压数据，根据电流数据和电压数据可得出待测试品端的阻抗；由主控单元根据人机界面下发的每个电流单元的电流设定值和输出电流反馈，进行PI闭环调节，分别计算输出PWM波对每个电流单元的变换器进行控制，调节变换器的输出电流。三相模式输出时，每个电流单元的相间角为120度，输出电流可在300～800Hz范围内独立调节输出。
还包括与电源相连接的整流器，所述整流器的输出端与每个电流单元的变换器分别电性连接，所述整流器与主控单元电性连接。
在待测试品因温度和频率发生阻抗变化时，在未达到输出最高电压之前，无须对输出阻抗进行跟踪或辨识，即可保证整个工作频率范围的输出电流精度。
实施例2
在实施例1的基础上，本实用新型提供了如图2所示的一种三相中频交流恒流源，每个电流单元的输出端首尾相连串联输出，在本实施例2中，每个升流变压器的输出端为每个电流单元的输出端，则将每个升流变压器的输出端首尾相连串联输出，当待测试品端阻抗较高时，将三相的相位差设置为零，此时单相的电压输出能力为三相时的三倍。
本实施例2的其他结构与实施例1相同。
实施例3
在实施例1的基础上，本实用新型提供了如图3所示的一种三相中频交流恒流源，每个电流单元的输出端相互并联输出，在本实施例3中，每个升流变压器的输出端为每个电流单元的输出端，则将每个升流变压器的输出端相互并联输出，当待测试品端所需电流较大时，将三相并联输出，此时单相的电流输出能力为三相时的三倍。
本实用新型的工作原理是：待测单元测量待测试品端的电流数据和电压数据，根据电流数据和电压数据得出待测试品端阻抗数据，测量单元将待测试品端阻抗数据和电流数据传输至主控单元，主控单元根据人机界面下发的电流设定值和测量单元反馈的数据信息，控制功率变换控制接口单元对变换器的输出电流进行调整，以此进行PI闭环调节；当待测试品端阻抗较高时，将每个电流单元的输出端首尾相连串联输出，提高电压输出能力；当待测试品端所需电流较大时，将每个电流单元的输出端相互并联输出，提高电流输出能力。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种三相中频交流恒流源，用于对待测试品进行温升与特性参数测试，其特征在于，包括分别与三相交流信号对应的三个电流单元、用于对三个电流单元分别进行控制的控制单元；
每个电流单元均包括将直流信号通过DC/AC变换成交流信号的变换器、对交流信号进行滤波的滤波单元、对滤波后的交流信号进行电流变换的升流变压器，每个所述升流变压器的输出端均与待测试品电性连接；
所述控制单元包括主控单元，所述主控单元通过通讯单元与人机界面进行通讯连接，所述主控单元还电性连接有功率变换控制接口单元和测量单元，所述功率变换控制接口单元与每个电流单元的变换器分别电性连接，用于调节变换器的输出电流，所述测量单元与每个电流单元的升流变压器输出端分别电性连接，用于测量待测试品端的电流数据和电压数据。
2.根据权利要求1所述的一种三相中频交流恒流源，其特征在于：还包括与电源相连接的整流器，所述整流器的输出端与每个电流单元的变换器分别电性连接，所述整流器与主控单元电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种三相中频交流恒流源，其特征在于：所述变换器均采用全桥逆变拓扑。
4.根据权利要求1所述的一种三相中频交流恒流源，其特征在于：所述变换器中的开关管采用IGBT或MOSFET器件。
5.根据权利要求1所述的一种三相中频交流恒流源，其特征在于：所述主控单元为DSP和FPGA中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种三相中频交流恒流源，其特征在于：每个所述电流单元的输出端首尾相连串联输出。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的一种三相中频交流恒流源，其特征在于：每个所述电流单元的输出端相互并联输出。
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2022
- 2022-12-30 CN CN202223605606.7U patent/CN219143339U/zh active Active
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