CN2471015Y - 变频谐振电源 - Google Patents
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Abstract
一种变频谐振电源,用于高压串联谐振试验,采用可控的三相整流电路,使上电时整流输出电压缓慢上升,减小对整流回路及平波电容的涌流冲击,采用大功率斩波稳压电路调节主功率回路的电源电压,改善输出波形,由单片机计算产生可调的SPWM调制波控制信号,以控制桥式斩波电路输出稳定可靠的大功率SPWM调制波形信号,保证试验波形的精度及可靠性。本实用新型为高压串联谐振试验提供了一种稳定可靠的变频电源。
Description
本实用新型是一种变频谐振电源,用于高压串联谐振试验的变频电源,属于电力系统试验设备技术领域。
在电力系统设备进行高电压试验时,用串联谐振的方式提供试验所需的高电压,其主要由变频电源、励磁变压器和高压电抗器等设备组成。通过变频电源输出一频率幅值可调的SPWM调制波,输入到励磁变压器,加到由电抗器和试品电容构成的串联谐振回路。改变变频电源输出频率,使回路达到谐振状态,试品上承受交流试验所需的试验电压,主要对大容量设备进行现场交流耐压试验及现场局放、介损的测试。
在现有技术中,高压试验主要使用控制电机转速调节的变频电源,这种变频电源作为串联谐振试验使用时有如下缺点:输出电压频率的调节不便,电压一般不能在运行中调节;调节精度不高;电压不能从零调节;电压的最高幅值不调整,冲击电流较大等。
本实用新型的目的在于针对现有技术的上述不足,设计提供一种新的专用于串联谐振试验用的变频电源,使试验电压可以从零调节,并能在运行中平滑地调整,满足现场高压试验的条件。
为了实现这样的目的,本实用新型设计的变频电源包括可控整流电路、斩波稳压电路、桥式输出电路及计算机控制电路等。可控整流电路采用半控三相整流电路,使上电时整流输出电压缓慢上升,减小对整流回路及平波电容的涌流冲击。斩波稳压电路采用大功率IGBT斩波管及续流二极管、平波电抗、平波电容构成主稳压电路,调节主功率回路的电源电压,改善输出波形。由单片机计算产生SPWM调制波的控制信号,以控制桥式斩波电路输出稳定可靠的大功率SPWM调制波形信号,保证试验波形的精度及可靠性。电压频率调节设粗调、细调两档,从而能在运行中精细平滑地调整,满足现场高压试验的条件。
为更清楚地说明本实用新型的技术方案,以下结合附图作进一步描述。
图1为本实用新型的电路原理框图。
图中,变频谐振电源包括可控整流电路1、斩波稳压电路2、桥式输出电路3及计算机控制电路4等,三相交流电压经开关K连接到可控整流电路1,可控整流电路1的输出连接到斩波稳压电路2,斩波稳压电路2的输出连接到桥式输出电路3,可控整流电路1经整流控制电路5、电压信号采样电路6连接到计算机控制电路4,斩波稳压电路2经斩波控制电路7、输出信号采样电路8连接到计算机控制电路4,桥式输出电路3的输出也连接到计算机控制电路4。
三相交流电压经开关K加至可控整流电路1,上电时由可控整流电路1控制其输出电压缓慢上升,其输出由斩波稳压电路2控制调整到稳压值,加到桥式输出电路3,由单片机控制桥式电路输出所需的SPWM调制波形。
图2为本实用新型的可控整流电路的原理图。
如图所示,可控整流电路中,由三个可控硅D1~D3和三个二极管D4~D6组成半控三相整流电路,每相的可控硅和二极管分别与整流控制电路5及电压信号采样电路6相连接,电压信号采样电路6和整流控制电路5均与计算机控制电路4相连,受计算机控制电路4的控制调节,整流输出端接入一个滤波电容C,并连接到斩波稳压电路2。
三相电源经开关输入三相交流电压a、b、c到可控整流电路。在升压过程中,由电压信号采样电路6采样电源电压与滤波电容C上电压的电压差,在电压差下降到很低时控制相应可控硅导通,保证每次充电时充电电压很低,从而使电容C两端的电压缓慢上升,避免电容C及整流管承受冲击电流。而正常工作时整流回路为全波三相整流。滤波电容C的两端输出电压为整流输出电压,接到斩波稳压电路2的输入端。整流控制电路5的控制信号取自计算机输出,起始整流受计算机控制。
图3为本实用新型的斩波稳压电路的原理图。
如图所示,斩波稳压电路采用大功率IGBT斩波管Q0及续流二极管D7、平波电抗L、平波电容C1构成主稳压电路。斩波管Q0与斩波控制电路7相连,斩波稳压电路的输入端连接可控整流电路1,输出端连接到桥式输出电路3的输入端,同时连接输出信号采样电路8。
可控整流电路1输出的直流电压输入到斩波稳压电路中,由输出信号采样电路8采样输出电压大小,由斩波控制电路7控制斩波管Q0的开关时间,以调整输出电压的幅值。斩波稳压电路输出稳定可调的直流电压到桥式输出电路3,作为桥式电路的工作电源。斩波控制电路7和输出信号采样电路8同时受控于计算机。
图4为本实用新型的计算机控制电路原理框图。
图中,本实用新型计算机控制电路中的CPU选用80196MH,除完成试验中电压频率的设置、显示、保护等以外,主要用于产生SPWM调制波的控制信号。SPWM信号的产生利用CPU的晶振时钟信号作基准,根据设置时频率幅值计算出SPWM调制波的控制信号。计算机输出控制桥式斩波电路的开关,同时还控制整流电路及斩波稳压电路。
本实用新型采用可控的整流输出以及大功率斩波稳压电路调压,由单片机计算出可调的SPWM调制波控制信号,以控制桥式斩波电路输出稳定可靠的大功率SPWM调制波信号,克服了输出频率的不稳定及由于频率改变引起的幅值变化等因素,为高压串联谐振试验提供了一种稳定可靠的变频电源。
Claims (4)
1、一种变频谐振电源,其特征在于包括可控整流电路(1)、斩波稳压电路(2)、桥式输出电路(3)及计算机控制电路(4)等,三相交流电压经开关K连接到可控整流电路(1),可控整流电路(1)的输出连接到斩波稳压电路(2),斩波稳压电路(2)的输出连接到桥式输出电路(3),可控整流电路(1)经整流控制电路(5)、电压信号采样电路(6)连接到计算机控制电路(4),斩波稳压电路(2)经斩波控制电路(7)、输出信号采样电路(8)连接到计算机控制电路(4),桥式输出电路(3)的输出也连接到计算机控制电路(4)。
2、如权利要求1所说的变频谐振电源,其特征在于在可控整流电路(1)中,由三个可控硅D1~D3和三个二极管D4~D6组成半控三相整流电路,每相的可控硅和二极管分别与整流控制电路(5)及电压信号采样电路(6)相连接,整流输出端接入一个滤波电容C。
3、如权利要求1所说的变频谐振电源,其特征在于斩波稳压电路(2)采用大功率IGBT斩波管Q0及续流二极管D7、平波电抗L、平波电容C1构成主稳压电路,斩波管Q0与斩波控制电路(7)相连,斩波稳压电路的输入端连接可控整流电路(1),输出端连接到桥式输出电路(3)的输入端,同时连接输出信号采样电路(8)。
4、如权利要求1所说的变频谐振电源,其特征在于计算机控制电路(4)中的CPU选用80196MH,SPWM信号的产生利用CPU的晶振时钟信号作基准,计算机输出控制桥式斩波电路的开关,同时还控制整流电路及斩波稳压电路。
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- 2000-12-14 CN CN 00259594 patent/CN2471015Y/zh not_active Expired - Lifetime
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GR01 | Patent grant | ||
C56 | Change in the name or address of the patentee |
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CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
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|
C17 | Cessation of patent right | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Expiration termination date: 20101214 Granted publication date: 20020109 |