CN2850131Y - 一种工频大量程交变恒流源 - Google Patents

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陈小平
赵鹤鸣
周江
陈红仙
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Abstract

本实用新型公开了一种工频大量程交变恒流源，其特征在于：由交流—直流—交流电子逆变电路和降压升流变压器构成，正弦脉宽调制电路的输出经驱动电路驱动IGBT，IGBT的输出经降压升流变压器后滤波电路后输出至负载，所述传感电路由设置于负载回路中的电流互感器及与电流互感器连接的A/D采集电路构成，A/D采集电路的输出连接至控制单元的输入接口。本实用新型精度高响应速度快，输出电流峰值可达1500安培，能够满足接触器、断路器等出厂检验时大电流测试的要求。

Description

一种工频大量程交变恒流源
                        技术领域
本实用新型涉及一种中间变换为直流的交流和交流间变换的装置，其与变压器进行组合，具体涉及一种工频大量程的交变恒流源。
                        背景技术
低压电器中的接触器、断路器等出厂检验时，需要通以恒定的工频交变电流(中国为50Hz)对其进行测试，由于接触器、断路器规格多，涉及的电流范围宽，有的高至数千安培。
目前，市场上的大量程交变恒流源普遍采用调压器方式，例如，中国发明专利申请CN1464350A公开了一种数字式交流恒流源，其由一次调节调压器、二次调节调压器、输出变压器、传感器及控制电路构成，控制电路分别控制第一和第二电动机，对调压器的抽头位置进行调节，调节时，控制电路根据传感器的信号，确定调压器的变化方式，分别控制两个电动机的动作，使调压器的输出发生变化，实现输出电流的自动调节。这类调压器结构的电流源存在的问题是：精度低(一般为5％)，响应时间长(因为采用电机调节电压，秒级)，不能满足较高精度的接触器、断路器测试要求。
与上述结构不同，如中国实用新型专利CN2641689Y，公开了一种低成本高分辨率数控恒流源，其采用D/A芯片替代调压器实现恒流控制，虽然结构比较简单，但其输出具有分级，不能做到连续调节，并且输出电流不大，因而无法适应上述工频大量程应用的需求。
                        发明内容
本实用新型目的是提供一种适用于工频大量程使用的交变恒流源，以满足测试时对精度和响应时间的要求。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种工频大量程交变恒流源，由交流-直流-交流电子逆变电路和降压升流变压器构成，所述电子逆变电路包括，交流-直流转换模块、大功率开关模块IGBT及其驱动电路、控制单元、正弦脉宽调制电路、滤波电路以及传感电路，控制单元的输出连接正弦脉宽调制电路，正弦脉宽调制电路的输出经驱动电路驱动IGBT，IGBT的输出经降压升流变压器后滤波电路后输出至负载，所述传感电路由设置于负载回路中的电流互感器及与电流互感器连接的A/D采集电路构成，A/D采集电路的输出连接至控制单元的输入接口。
上述技术方案中，所述降压升流变压器的初次级匝比在15∶1至25∶1之间。进一步，优选的初次级匝比为20∶1。
上述技术方案中，所述交流-直流转换模块为现有技术，用于将交流信号转换为直流信号，正弦脉宽调制电路(SPWM)现在常用于变频调节电路，这里，可以选用SA4828集成块，其特点是，全数字化操作，输出波形精度高，频率控制精度达16位，工作方式灵活，配备有微处理器接口，方便写入载波频率、电源频率、输出幅值等数据，并且只在需改变工作方式时才刷新。所述控制单元可以采用单片机系统或者是PC机构成，用于控制正弦脉宽调制电路产生正弦脉宽调制波形，可设定其正弦波频率、载波频率、电压幅度相对百分比等参数。正弦脉宽调制电路输出波形经驱动电路作用于大功率开关模块IGBT，产生正弦脉宽调制的交变电压。再经滤波电路滤除载波频率成份，得到失真度很小的正弦波电压，即为工频电压。一般地，上述方式实现的交变电压峰峰值为200伏，最大电流75安培，经降压升流变压器降压实现升流，例如，取变压器初次级匝比为20∶1，功率为7.5千瓦，这样当输入电流为75安培时，输出电流峰值为1500安培，电压峰峰值10伏，有效值不小于1000安培。
由于接触器、断路器大电流测试时没有电压要求，电压可以很低，上述范围能满足用户需求。
恒定交变电流的产生过程如下：通过电流互感器获得电流信号，经A/D采集电路采集计算其有效值(A/D采集电路功能也可以由单片机或PC机完成)，若测得的电流有效值与设定电流值不在误差允许范围内，由控制单元改变脉宽调制波形的电压幅度相对百分比，使得降压升流变压器滤波后的输出电压改变，也即改变了负载电流使其与设定电流值在误差允许的范围内，实现自动调节。自调节过程不大于80毫秒。负载阻值发生变化时，负载电流可实现自动跟踪调节。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
1.由于本实用新型将正弦脉宽调制结构与降压升流技术结合，获得了高精度的大量程恒定交变电流，精度1％，响应时间不大于80毫秒；
2.本实用新型输出电流峰值可达1500安培，能够满足接触器、断路器等出厂检验时大电流测试的要求。
                        附图说明
附图1为本实用新型实施例一的电路框图。
                      具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例一：参见附图1所示，一种工频大量程交变恒流源，由交流-直流-交流电子逆变电路和降压升流变压器构成，所述电子逆变电路包括，交流-直流转换模块、大功率开关模块IGBT及其驱动电路、单片机构成的控制单元、正弦脉宽调制电路SPWM、滤波电路以及传感电路。其中，所述正弦脉宽调制电路选用SA4828集成块，控制单元的输出连接正弦脉宽调制电路，正弦脉宽调制电路的输出经驱动电路驱动IGBT，IGBT的输出经降压升流变压器后滤波电路后输出至负载，所述传感电路由设置于负载回路中的电流互感器及与电流互感器连接的A/D采集电路构成，A/D采集电路的输出连接至控制单元的输入接口。所述降压升流变压器的初次级匝比为20∶1。
实施例二：一种工频大量程交变恒流源，由交流-直流-交流电子逆变电路和降压升流变压器构成，其结构与实施例一类似，其中，控制单元采用PC机系统，所述降压升流变压器的初次级匝比在15∶1至25∶1之间。

Claims (2)

1.一种工频大量程交变恒流源，其特征在于：由交流-直流-交流电子逆变电路和降压升流变压器构成，所述电子逆变电路包括，交流-直流转换模块、大功率开关模块IGBT及其驱动电路、控制单元、正弦脉宽调制电路、滤波电路以及传感电路，控制单元的输出连接正弦脉宽调制电路，正弦脉宽调制电路的输出经驱动电路驱动IGBT，IGBT的输出经降压升流变压器后滤波电路后输出至负载，所述传感电路由设置于负载回路中的电流互感器及与电流互感器连接的A/D采集电路构成，A/D采集电路的输出连接至控制单元的输入接口。
2.根据权利要求1所述的工频大量程交变恒流源，其特征在于：所述降压升流变压器的初次级匝比在15∶1至25∶1之间。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105044533A (zh) * 2015-09-11 2015-11-11 哈尔滨电工仪表研究所 过电流试验装置
CN107515321A (zh) * 2016-06-16 2017-12-26 浙江正泰电器股份有限公司 恒流源控制系统和缩短恒流源的输出电流响应时间的方法
CN113093850A (zh) * 2021-03-17 2021-07-09 海安天一智控设备有限公司 一种新的标准正弦波交流恒流源的产生方法

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