一種三相電力諧波標準源制造技術

本發明專利技術揭示了一種三相電力諧波標準源，其包括：主控模塊、與主控模塊相連的波形發生器、與波形發生器相連的功率放大器、與功率放大器相連的矢量采樣模塊、以及與矢量采樣模塊和主控模塊均相連的測量模塊。本發明專利技術采用交流信號的全信息采樣，省去了轉換環節的誤差，精度更高，直接進行交流信號的比對，省去了相位控制時反復計算、輸出控制、相位平衡等過程，效率更高，速度更快。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種三相電力諧波標準源。
技術介紹
隨著我國國民經濟的蓬勃發展，電力負荷急劇加大，特別是沖擊性和非線性負荷 容量的不斷增長，使得電網發生波形畸變、電壓波動與閃變和三相不平衡等電能質量問題。 電能質量問題直接影響高靈敏度負荷，也影響節能減排，于是電能質量越來越受到重視，出 現了很多電能質量監測裝置，但關于它的校準裝置的發展相對滯后，還沒有成熟穩定的專 門校準設備。目前國內外的諧波標準源為了保證輸出幅度的準確，都是將輸出信號轉換成直流 信號，通過與機內的直流基準信號進行比較，用差值進行控制，使輸出信號幅度保證一定的 準確度。在相位控制方面，大都采用過零觸發來檢測相位，然后通過計算再控制相位的準確度。現有控制方法在無諧波的幅度控制上是可取的，但在有諧波的信號和相位控制上 存在兩個弊端一是相位檢測時引入的過零觸發計數會帶來諸多誤差，最終將影響相位的 控制精度二是由于相位控制環節過多，從相位檢測一計算一輸出控制一相位平衡這一過 程需反復幾次才能確定輸出相位的最終值，這就會大降低測量效率。當三相標準源有多個 參量要進行調節控制時，如果采用上述原理將使系統非常復雜，且難于實現。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種結構簡單且易實現的三相電力諧波標準 源。本專利技術所采用的技術方案是一種三相電力諧波標準源，其包括主控模塊、與主 控模塊相連的波形發生器、與波形發生器相連的功率放大器、與功率放大器相連的矢量采 樣模塊、以及與矢量采樣模塊和主控模塊均相連的測量模塊。在上述技術方案的基礎上，進一步包括如下附屬技術方案優選的，所述主控模塊分別與輸入模塊、輸出模塊相連，并包括復雜可編程邏輯器 件和內存。優選的，所述功率放大器包括信號輸入、低通濾波器、與低通濾波器相連的幅度 控制器、與幅度控制器相連的比較器、與比較器的輸出相連的功放前級模塊、與功放前級模 塊相連的功率放大模塊、由功率放大模塊輸出的信號輸出、將信號輸出反饋至比較器的自 動增益控制模塊、以及對信號輸出進行取樣的取樣模塊，其中取樣模塊取樣后將信號再反 饋給矢量采樣模塊。所述矢量采樣模塊包括用于電壓矢量采樣的精密電阻、用于電流矢量采樣的有源 補償式電流互感器、和用于電流/電壓變換的高精度運算放大器。 所述測量模塊采用高精度16位A/D電路。所述控制信號經過復雜可編程邏輯器件和內存，然后分為三路并經過相應的數模轉換模塊，合成六相基準信號源，而合成六相基準信號源產生的基準信號電壓 U=Esin(2 π f+0)，即U通過直流基準溯源于直流基準電壓E，六相信號源的頻率f直接溯源于內部頻率基準，六相信號源的相位0直接溯源于時分割移相電路。所述取樣模塊對信號的幅度和相位均采下來，并與機內的交流基準信號進行比較，用差值進行控制。所述功率放大模塊為復合反饋控制帶采樣的電壓和電流功率放大器。所述自動增益控制模塊取輸出信號的幅度比例信號、相位信號及部分高頻電信號成份，得出一誤差信號送至功放前級模塊去調節信號變化。本專利技術的優點采用交流信號的全信息采樣，即對信號的幅度和相位均采樣，省去了轉換環節的誤差，精度更高，直接進行交流信號的比對，省去了相位控制時反復計算、輸出控制、相位平衡等過程，效率更高，速度更快。附圖說明下面結合附圖對本專利技術進一步說明。圖1是本專利技術的內部結構示意圖。 圖2是本專利技術的主控模塊和波形發生器的連接關系圖。圖3是本專利技術的功率放大器的內部結構示意圖。具體實施方式如圖1-3所示，為本專利技術的一種三相電力諧波標準源的具體實施例，其包括主控模塊10、與主控模塊10相連的波形發生器20、與波形發生器20相連的功率放大器30、與功率放大器30相連的矢量采樣模塊40、以及與矢量采樣模塊40和主控模塊10均相連的測量模塊50。其中主控模塊10分別與輸入模塊12、輸出模塊14相連,并包括復雜可編程邏輯器件(CPLD) 102和內存104。如圖2所示，根據輸入模塊12的輸入，控制信號經過復雜可編程邏輯器件 (CPLD) 102和內存104，然后分為三路并經過相應的數模轉換模塊200，合成六相基準信號源UA、IA、UB、IB、UC、1C。而合成六相基準信號源產生的基準信號電壓U=Esin(2 Jt f+0)， 即U通過直流基準溯源于直流基準電壓E，六相信號源的頻率f直接溯源于內部頻率基準， 由恒溫石英晶體振蕩器的振蕩頻率給頻率合成器合成所需要的頻率，六相信號源的相位0 直接溯源于時分割移相電路。由于E的準確度可優于O. 002%，而f的準確度優于O. 002Hz。 由此所構成的六相基準信號源可達到以下技術指標UA，UB, UC, IA, IB, IC的幅度準確度可優于量程的O. 01%，而之間的相位優于±0. 002度，以上指標均是長期穩定指標，這樣就完成了一個長期穩定可靠的六相基準量的建立。如圖3，由于六相交流基準量須通過功率放大器30放大，才能使輸出的電壓、電流具有一定的帶負載能力，而功率放大器30采用了復合反饋控制帶采樣的電壓、電流功率放大器，近似為理想的功率放大器。功率放大器30包括信號輸入300、低通濾波器301、與低通濾波器301相連的幅度控制器302、與幅度控制器302相連的比較器303、與比較器303的輸出相連的功放前級模塊304、與功放前級模塊304相連的功率放大模塊305、由功率放大模塊305輸出的信號輸出306、將信號輸出306反饋至比較器303的自動增益控制模塊307、 以及對信號輸出306進行取樣的取樣模塊308,其中取樣模塊308取樣后反饋給矢量米樣模塊40。而功率放大器30的工作原理由波形發生器20合成的交流基準信號為功率放大器 30的信號輸300。由于在傳輸的過程中，交流基準信號會感應一部分無用的高頻電信號，所以通過低通濾波器301把高于3KHz以上的中高頻干擾信號濾除。然后將濾波后的交流基準信號送至幅度控制器302，幅度控制器302主要由16位高精度數字電位器構成以調節輸出電量的細度，經過幅度調節后的交流電壓信號送至比較器303與自動增益控制模塊307 通過輸出端取回的輸出比例信號進行比較，而自動增益控制模塊307主要取輸出量的幅值比例信號、相位信號及部分高頻電信號成份，比較得出的一誤差信號送至功放前級模塊304 去驅動功率放大模塊305。功率放大模塊305則主要完成升壓或升流及功率放大功能。由此功率放大模塊305放大后的交流信號接至輸出端輸出，同時還送至取樣模塊308進行取樣后反饋給矢量采樣模塊40。從實際電路中發現，三相諧波源的最終輸出值Uo的準確度不僅取決于三相基準信號Ui的準確度，而且和矢量采樣的比例系數β有關。由于本專利技術是以交流信號做為基準信號，其在放大過程中必然產生幅值誤差和相移誤差，因此要求取樣信號必需包含這兩項誤差，且取樣信號帶來的附加誤差必須很小，才能使輸出的電壓，電流及相位值嚴格跟蹤交流基準。由此矢量采樣模塊40包括用于電壓矢量采樣的精密電阻、用于電流矢量采樣的有源補償式電流互感器、和用于電流/電壓變換的高精度運算放大器。在電壓矢量采樣中， 采用高穩定性的精密電阻，其溫度系數為2ppm，比差及角差可達O. 002%。在電流矢量采樣中，采用有源補償式電流互感器，這樣可以大大降低激磁誤差。由精密電阻和高精度運算放大器，組本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三相電力諧波標準源，其特征在于其包括：主控模塊(10)、與主控模塊(10)相連的波形發生器(20)、與波形發生器(20)相連的功率放大器(30)、與功率放大器(30)相連的矢量采樣模塊(40)、以及與矢量采樣模塊(40)和主控模塊(10)均相連的測量模塊(50)。

【技術特征摘要】
1.一種三相電力諧波標準源，其特征在于其包括主控模塊(10)、與主控模塊(10)相連的波形發生器(20)、與波形發生器(20)相連的功率放大器(30)、與功率放大器(30)相連的矢量采樣模塊(40)、以及與矢量采樣模塊(40)和主控模塊(10)均相連的測量模塊(50)。2.根據權利要求1所述的一種三相電力諧波標準源，其特征在于所述主控模塊(10)分別與輸入模塊(12)、輸出模塊(14)相連，并包括復雜可編程邏輯器件(102)和內存(104)。3.根據權利要求2所述的一種三相電力諧波標準源，其特征在于所述功率放大器(30)包括信號輸入(300)、低通濾波器(301)、與低通濾波器(301)相連的幅度控制器(302)、與幅度控制器(302)相連的比較器(303)、與比較器(303)的輸出相連的功放前級模塊(304)、與功放前級模塊(304)相連的功率放大模塊(305)、由功率放大模塊(305)輸出的信號輸出(306)、將信號輸出(306)反饋至比較器(303)的自動增益控制模塊(307)、以及對信號輸出(306)進行取樣的取樣模塊(308)，其中取樣模塊(308)取樣后將信號再反饋給矢量采樣模塊(40)。4.根據權利要求3所述的一種三相電力諧波標準源，其特征在于所述矢量采樣模塊(40)包括用于電壓矢量...

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐陸生，
申請(專利權)人：南京丹迪克科技開發有限公司，
類型：發明
國別省市：