CN2335196Y - 电网瞬变干扰模拟装置 - Google Patents
电网瞬变干扰模拟装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN2335196Y CN2335196Y CN 97239929 CN97239929U CN2335196Y CN 2335196 Y CN2335196 Y CN 2335196Y CN 97239929 CN97239929 CN 97239929 CN 97239929 U CN97239929 U CN 97239929U CN 2335196 Y CN2335196 Y CN 2335196Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- voltage
- utility
- pulse
- transformer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Relay Circuits (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种电网瞬变干扰模拟装置,具有单片机电路,交流稳压电路,脉冲联锁控制电路,电压零点检测电路,特征是设计了变压器抽头及继电器控制电路、电流零点检测电路。同现有技术相比,很好地解决了在电流过零点时开关K1、K2的即时切换难题,并实现了控制智能化,实验操作、参数设置简单化,为解决电子设备抗电网瞬变干扰问题提供了关键技术和实用设备,具有广泛的应用前景。
Description
本实用新型属于电磁干扰模拟技术领域。
随着现代电力、电子技术的飞速发展和广泛应用，电力、电子设备或系统的数量急剧增多，在系统的电子设备之间、设备与环境之间以及设备内部，造成了复杂的电磁环境，使电磁干扰问题变得十分突出。众多的干扰信号在波形、强度、频率特征等方面有很大的差异。为提高电子设备抗电磁干扰的能力而设计多类电磁干扰模拟装置，是解决电磁干扰问题的重要环节。地面电网电压的瞬时变动和掉电所产生的瞬时干扰时间很短，一般很难观察，更不可能在发生干扰时来仔细测试它对电子设备的影响，因此十分需要这种能模拟电网瞬时变动干扰的装置。实现这种干扰波形模拟的原理如图1所示，即当干扰出现时，电压从正常值开始降低、升高或瞬时断电，从电路形式上必定有两路波形输出，一路是正常波形，另一路是出现干扰时的波形，在正常情况下，开关K1导通，K2断开，则Uo为正常波形U1，当瞬时干扰发生时，K1应在断开的同时K2导通，则Uo为干扰波形U2，干扰消失时，K2应在断开的同时K1导通，Uo又恢复为正常波形U1。根据这一原理而设计模拟装置的现有技术中，有这样几种类型：阻抗网络变换方式、变压器绕组多抽头切换方式和自耦调压方式。采用阻抗网络变换方式时，由于在电压下跌时相当于串联了一个电阻，其内阻会变大，且输出电压受负载电流的影响较大，这与实际情况有些不符，难以达到真实地模拟效果；采用自耦调压方式时，用手动调节比较方便，而要自动调节时则需要用伺服电机等一套闭环控制系统，使结构复杂化；采用变压器绕组多抽头切换方式，在周期波电压跌落时，其输出阻抗会减少，且不会由于负载电流的变化导致输出电压波形产生很大的变化，这与实际情况较为一致，结构也较为简单，但变压器抽头的数目和开关接点数目不能太多，而且必须严格控制两个主开关切换的时机，因此在技术的实现上有一定的难度。目前，国内虽有文献对电网瞬变干扰的模拟试验的报导，但未见有成熟的商品仪器出现。
针对上述现有技术中存在的问题和实际需要，本实用新型的目的在于：提供一种可很好解决变压器输出电压调节与稳定问题和主回路开关触发、切换控制问题的变压器绕组多抽头切换方式的干扰模拟装置，并使该装置具有相当的精度和快速响应，同时提高其集成化、智能化程度并降低造价。
现将本实用新型技术解决方案叙述如下：
本实用新型具有交流稳压电路(1)，电压零点检测电路(9)和脉冲整形放大电路(10)，单片机电路(11)，脉冲联锁控制接口电路(7)，强脉冲驱动电路(8)，其特征在于：该装置还具有变压器抽头及继电器控制电路(2)，电流零点检测电路和脉冲整形放大电路(5)、(6)，主回路开关电路(3)、(4)(见图2)。交流稳压电路(1)接变压器抽头及继电器控制电路(2)和电压零点检测电路(9)；变压器抽头及继电器控制电路(2)接主回路开关电路(3)、(4)，同时与单片机电路(11)相接；主回路开关电路(3)、(4)接电流零点检测电路(5)；电流零点检测电路(5)和电压零点检测电路(9)，分别接脉冲整形放大电路(6)、(10)后，经脉冲联锁控制接口电路(7)，在单片机电路(11)的控制下，再经强脉冲驱动电路(8)，实现对主回路开关K1、K2在电流过零点时的触发和即时切换。变压器抽头及继电器控制电路(2)的设计如图3所示，具有光电耦合器U1～U10，开关晶体管Q1～Q10，继电器J1～J10，变压器副边绕组数为3，绕组总抽头数为14，需同时工作的继电器数目最大为5。按这种设计，可以进行按1V的电压级距在1V～160V之间任何电压值的调节。对电流零点的检测，需要具有相当的精度和快速的响应。本实用新型的电流零点检测，采用普通晶闸管与二极管串联电路，对流过晶闸管电流零点的检测，通过连续地监测二极管D1、D2上的压降来实现，其电路设计如图4所示，并联的晶闸管SCR1、SCR4与二极管D1串接；关联的SCR2、SCR3与二极管D2串接；二极管D1、D2反并联后与负载串联；隔离变压器TB1、TB2与电压比较器A1、A2耦合。
现结合附图对本实用新型作进一步说明，其中图2～图4是本实用新型的最佳实施例。
图1：电网瞬变干扰波形模拟原理示意图。
图2：本实用新型装置结构原理框图。
图3：变压器多抽头及继电器控制电路。
图4：电流零点检测电路。
图1中：U1为正常电压时的输出波形，U2为发生瞬变干扰时的输出波形。方波表示开关K1、K2的切换控制和持续的时间。
图2所示电路结构原理的工作过程是这样的：交流稳压电路(1)为变压器抽头及继电器控制电路(2)提供稳定的220V交流电压，变压器抽头及继电器控制电路(2)向主回路开关K1(3)输入正常的电压波形，向主回路开关K2(4)输入干扰电压波形，主回路开关K1(3)和主回路开关K2(4)总是一个处于导通状态时另一个必处于截止状态。电流零点检测电路(5)产生的脉冲与电压零点检测电路(9)产生的脉冲分别经脉冲整形放大电路(6)、(10)，通过脉冲联锁控制接口电路(7)形成两路开关触发脉冲，并由单片机电路(11)的控制选通，输入到强脉冲驱动电路(8)进行放大，触发主回路开关K1(3)或主回路开关K2(4)导通。在操作实验时，首先由人工向单片机输入干扰电压幅值，波形起始和终止的相位，干扰电压持续的时间以及干扰发生的重复频率等参数；由单片机电路(11)向变压器抽头及继电器控制电路(2)发出控制信号，则使变压器抽头及继电器控制电路(2)向主回路开关K2(4)输入设定幅值的干扰电压波形；接着向单片机输入指令，则单片机电路(11)向脉冲联锁控制接口电路(7)输入开关切换信号，使脉冲联锁控制接口电路(7)输出至主回路开关K1(3)的触发脉冲断开，而使输出至主回路开关K2(4)的触发脉冲接通，从而在电流过零点时开关K1(3)截止之后不再导通，同时开关K2(4)则在电流过零点时由于触发脉冲的触发而导通，于是干扰波形经开关K2(4)输出至负载(受试设备)；持续设定的时间后，单片机电路(11)再向脉冲联锁控制接口电路(7)输入恢复控制信号，从而在电流过零点时开关K2(4)截止同时开关K1(3)导通，于是正常波形经开关K1(3)输出至负载。然后单片机电路(11)根据输入的重复频率参数，重复上述过程，从而实现电网瞬时变动干扰的模拟。
图3所示电路工作原理如下：由单片机电路(11)输出的控制信号CTL1～CTL10，经过光电隔离器U1～U10，控制开关晶体管Q1～Q10导通或截止，于是与Q1～Q10集电极串联的继电器J1～J10的绕组吸合或断开其触点，相应的继电器触点接通不同的变压器抽头，从而改变变压器的输出电压。设图3中所示继电器触点均处于原始状态，如需变压器输出99V，则使控制信号CTL2、CTL7、CTL10有效，继电器触点J2、J7、J10吸合；而要得到100V，则使CTL3、CTL7、CTL10有效，继电器触点J3、J7、J10吸合。因此，控制不同组合的触点接通，输出电压就可在1V～160V内按1V的级距连续可调，而需要同时工作的继电器最少数目为1只，最多为5只。
图4所示电路的工作过程是这样的：开关触发脉冲加到晶闸管SCR1和SCR2的门极G1和G2，则SCR1负半波导通、SCR2正半波导通，这时输出电压Uo为正常电压波形U1；当把开关触发脉冲加到晶闸管SCR3和SCR4的门极G1和G2时，SCR1和SCR2由于没有了触发脉冲而在电流过零时自然截止，而SCR3正半波导通、SCR4负半波导通，则输出电压Uo为实验电压波形U2。当SCR3和SCR4导通设定的时间后，切换触发脉冲加到门极G1和G2上，则输出电压Uo又恢复正常。在上电启动时，首先由电压过零检测电路产生的触发脉冲使SCR1和SCR2启动通，则主回路中有电流流过。如果当二极管D1上出现一个大的电压脉冲时，就表明先前导通的SCR1中流过的电流已下降到零而可靠截止，于是这个脉冲与电压过零检测产生的脉冲联锁形成的触发脉冲，就用来触发需要反向导通的晶闸管SCR2或SCR3。同理，当D2上出现大的脉冲时，触发脉冲就需触发SCR1或SCR4。隔离变压器TB1和TB2把D1和D2上出现的脉冲耦合输入到电压比较器A1和A2的正向输入端，A1和A2输出电流过零脉冲UP1和UP2，而Uref是为了增加其噪音裕度而设置的一个电压比较器基准电压。
本实用新型同现有技术相比，具有以下优点：
(1)设计了变压器多抽头及继电器控制电路和电流零点检测电路，巧妙地解决了电网瞬变干扰的模拟问题；
(2)整体装置的电路结构设计，避免了主回路开关切换过程中可能形成的附加高频干扰，并有效防止了晶闸管交流电子开关容易出现的″单向半波整流″现象；
(3)利用了成熟的单片机技术，实现了控制智能化，实验操作、参数设置简单化，最大限度地降低了人为的干扰因素。
本实用新型装置为解决电网瞬变干扰问题提供了非常关键的技术和实用设备，在科学研究和实际电业管理中，具有广泛的应用前景。
Claims (3)
1、一种电网瞬时变动干扰模拟装置：具有交流稳压电路、电压零点检测电路和脉冲整形放大电路、单片机电路、脉冲联锁控制接口电路、强脉冲驱动电路，其特征在于：该装置还具有变压器抽头及继电器控制电路、电流零点检测电路和脉冲整形放大电路、主回路开关电路；交流稳压电路接变压器抽头及继电器控制电路和电压零点检测电路；变压器抽头及继电器控制电路接主回路开关电路，同时与单片机电路相接；主回路开关电路接电流零点检测电路；电流零点检测电路和电压零点检测电路，分别接脉冲整形放大电路后，经脉冲联锁控制接口电路，在单片机电路的控制下，再经强脉冲驱动电路，实现对主回路开关K1、K2在电流过零点时的触发和即时切换。
2、根据权利要求1所述的电网瞬时变动干扰模拟装置，其特征在于：所述的变压器多抽头及继电器控制电路具有光电耦合器U1～U10，开关晶体管Q1～Q10，继电器J1～J10，变压器副边绕组数为3，绕组总抽头数为14，需同时工作的继电器数目最大为5。
3、根据权利要求1所述的电网瞬时变动干扰模拟装置，其特征在于：所述的电流零点检测电路中并联的晶闸管SCR1、SCR4与二极管D1串接；关联的SCR2、SCR3与二极管D2串接；二极管D1、D2反并联后与负载串联；隔离变压器TB1、TB2与电压比较器A1、A2耦合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 97239929 CN2335196Y (zh) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 电网瞬变干扰模拟装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 97239929 CN2335196Y (zh) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 电网瞬变干扰模拟装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2335196Y true CN2335196Y (zh) | 1999-08-25 |
Family
ID=33949818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 97239929 Expired - Fee Related CN2335196Y (zh) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 电网瞬变干扰模拟装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2335196Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101149412B (zh) * | 2006-09-18 | 2010-08-18 | 上海电动工具研究所 | 可编程控制器数控型周波电压跌落模拟发生器 |
| CN103647540A (zh) * | 2013-12-26 | 2014-03-19 | 周芸 | 固态宽电压隔离型直流继电器 |
-
1997
- 1997-08-01 CN CN 97239929 patent/CN2335196Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101149412B (zh) * | 2006-09-18 | 2010-08-18 | 上海电动工具研究所 | 可编程控制器数控型周波电压跌落模拟发生器 |
| CN103647540A (zh) * | 2013-12-26 | 2014-03-19 | 周芸 | 固态宽电压隔离型直流继电器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105207232A (zh) | 一种12kV永磁真空断路器智能选相控制系统 | |
| CN101762778A (zh) | 一种功率模块测试系统及其测试方法 | |
| CN111707904A (zh) | 一种含弧光接地可变结构的配电网物理模拟实验系统 | |
| CN206440970U (zh) | 可自适应匹配负载的高压脉冲电源 | |
| CN106645836A (zh) | 一种参数可调的冲击电压发生装置 | |
| CN101149412B (zh) | 可编程控制器数控型周波电压跌落模拟发生器 | |
| CN106373764A (zh) | 一种配电变压器有载调容调压系统 | |
| CN106374507A (zh) | 一种三相共补智能同步开关及其控制保护方法 | |
| CN208241571U (zh) | 一种用于交流电源的远程数控软启动器 | |
| CN2335196Y (zh) | 电网瞬变干扰模拟装置 | |
| CN206411254U (zh) | 一种全自动电能表冲击电流试验装置 | |
| CN211627718U (zh) | 一种多功能大电流冲击电磁兼容测试设备 | |
| CN208337163U (zh) | 矿热炉智能无功补偿系统 | |
| CN204694767U (zh) | 一种宽电压低功耗双向过零检测电路 | |
| CN106026116A (zh) | 无功补偿快速平滑调节方法 | |
| CN103560484B (zh) | 三电流互感器在线监测变压器夹件多点接地电流控制装置 | |
| CN206523534U (zh) | 一种参数可调的冲击电压发生装置 | |
| CN201928031U (zh) | 一种用于控制三相电力电容器投切的同步开关 | |
| CN204462210U (zh) | 基于电子开关的阻尼振荡发生器 | |
| CN209979826U (zh) | 一种配电变压器的试验装置 | |
| CN102818989B (zh) | 一种故障电流保护测试装置 | |
| CN208461444U (zh) | 家用电器的漏电保护电路 | |
| CN209070051U (zh) | Pt断线及单相接地故障模拟装置 | |
| CN201298812Y (zh) | 输出周期可控的交流电源控制装置 | |
| CN203630208U (zh) | 双电流互感器在线监测变压器夹件多点接地电流控制装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |