基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置，包括依次連接的第一高準(zhǔn)確度表、高穩(wěn)定性精密程控源、第二高準(zhǔn)確度表和數(shù)顯及人機(jī)界面模塊，分別與所述第一高準(zhǔn)確度表和高穩(wěn)定性精密程控源連接的電流輸出端子，以及分別與所述高穩(wěn)定性精密程控源和第二高準(zhǔn)確度表連接的電壓輸出端子。本實(shí)用新型所述基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中人工勞動(dòng)量大、誤操作率高和校驗(yàn)難度大等缺陷，以實(shí)現(xiàn)人工勞動(dòng)量小、誤操作率低和校驗(yàn)難度小的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電力電子設(shè)備的檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及基于虛擬負(fù)載法的 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀，是用于測(cè)量和分析發(fā)電機(jī)及調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子繞組交流阻 抗的綜合測(cè)量?jī)x器，通過專門設(shè)計(jì)的測(cè)量電路可實(shí)現(xiàn)對(duì)有轉(zhuǎn)子繞組的交流阻抗、功率、頻率 等參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量。在交流阻抗測(cè)試儀器的校準(zhǔn)、檢定與檢測(cè)工作中，對(duì)過渡過程(包括過 渡電阻和過渡時(shí)間)測(cè)量功能的檢測(cè)是最重要的檢測(cè)項(xiàng)目。近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，市 場(chǎng)上出現(xiàn)的一體化的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀，給廣大電氣試驗(yàn)人員提供了一種輕便、 快捷、簡(jiǎn)單的測(cè)試儀器，并已得到廣泛應(yīng)用。但是對(duì)于這些一體化發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試 儀，市場(chǎng)上還沒有專門針對(duì)它們的校驗(yàn)檢測(cè)裝置，在它們的使用過程中它們自身的準(zhǔn)確度 得不到有效保證。因此在大規(guī)模開展交流阻抗測(cè)量的同時(shí)，交流阻抗測(cè)試儀器的校驗(yàn)及規(guī) 范使用也顯得日益重要。
[0003] 國(guó)內(nèi)有少數(shù)單位開展了針對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀的校準(zhǔn)工作。由于缺乏針 對(duì)性的校準(zhǔn)規(guī)范，故采取的測(cè)量方案有諸多不足，主要在于無法有效地對(duì)測(cè)試儀器整個(gè)量 程范圍內(nèi)的工作狀況進(jìn)行完善的檢測(cè)與校準(zhǔn)工作。另外，由于測(cè)試使用測(cè)試儀校準(zhǔn)系統(tǒng)與 真實(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組工作狀況有差異，無法真實(shí)的模擬電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組實(shí)際工作狀況。再者重 新接線等操作增加了人為誤操作的幾率，不利于準(zhǔn)確高效的完成校驗(yàn)、檢測(cè)工作。
[0004] 目前，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀的校準(zhǔn)工作還需要廣泛推廣，亦缺乏完備的校 準(zhǔn)規(guī)范來約束發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀的校準(zhǔn)工作，這種現(xiàn)狀嚴(yán)重影響了測(cè)量的準(zhǔn)確度 及儀器的規(guī)范使用?？紤]到市場(chǎng)上大量的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀標(biāo)稱的最大允許誤差 以及已有的檢測(cè)方法受測(cè)測(cè)量范圍、準(zhǔn)確度和便捷性所限，很難對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè) 試儀開展便捷、高效的校準(zhǔn)、檢定與檢測(cè)工作。同時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀的校準(zhǔn)裝 置在國(guó)內(nèi)也尚未出現(xiàn)，甚至在國(guó)外也未見針對(duì)性的產(chǎn)品。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)量?jī)x的規(guī) 范及校驗(yàn)作為預(yù)防性試驗(yàn)的重要一環(huán)，無疑已成為工作需要突破的瓶頸。在此種背景下，在 無法借鑒國(guó)內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)的前提下，開展發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)方法及校驗(yàn)裝置 的研究已迫在眉睫。
[0005] 在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在人工勞動(dòng)量大、誤 操作率高和校驗(yàn)難度大等缺陷。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)上述問題，提出基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流 阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置，以實(shí)現(xiàn)人工勞動(dòng)量小、誤操作率低和校驗(yàn)難度小的優(yōu)點(diǎn)。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置，包括依次連接的第一高準(zhǔn)確度表、高穩(wěn)定性精密程控源、第二高 準(zhǔn)確度表和數(shù)顯及人機(jī)界面模塊，分別與所述第一高準(zhǔn)確度表和高穩(wěn)定性精密程控源連接 的電流輸出端子，以及分別與所述高穩(wěn)定性精密程控源和第二高準(zhǔn)確度表連接的電壓輸出 端子。
[0008] 進(jìn)一步地，所述第一高準(zhǔn)確度表，包括依次連接在所述電流輸出端子與高穩(wěn)定性 精密程控源之間的電流傳感器、第一信號(hào)調(diào)理模塊、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和第一測(cè)量計(jì)算模 塊。
[0009] 進(jìn)一步地，所述高穩(wěn)定性精密程控源，包括依次與所述數(shù)顯及人機(jī)界面模塊連接 的主控制器、信號(hào)生成模塊和前置調(diào)理模塊，依次連接在所述前置調(diào)理模塊和電流輸出端 子之間的電流信號(hào)生成模塊、第一相位/幅值調(diào)節(jié)模塊和第一放大器，以及依次連接在所 述前置調(diào)理模塊和電壓輸出端子之間的電壓信號(hào)生成模塊、第二相位/幅值調(diào)節(jié)模塊和第 二放大器。
[0010] 進(jìn)一步地，所述第二高準(zhǔn)確度表，包括依次連接在所述電壓輸出端子與主控制器 之間的電壓傳感器、第二信號(hào)調(diào)理模塊、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和第二測(cè)量計(jì)算模塊。
[0011] 本實(shí)用新型各實(shí)施例的基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置， 由于包括依次連接的第一高準(zhǔn)確度表、高穩(wěn)定性精密程控源、第二高準(zhǔn)確度表和數(shù)顯及人 機(jī)界面模塊，分別與第一高準(zhǔn)確度表和高穩(wěn)定性精密程控源連接的電流輸出端子，以及分 別與高穩(wěn)定性精密程控源和第二高準(zhǔn)確度表連接的電壓輸出端子；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù) 中人工勞動(dòng)量大、誤操作率高和校驗(yàn)難度大的缺陷，以實(shí)現(xiàn)人工勞動(dòng)量小、誤操作率低和校 驗(yàn)難度小的優(yōu)點(diǎn)。
[0012] 本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書 中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本實(shí)用新型而了解。
[0013] 下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用 新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中：
[0015] 圖1為本實(shí)用新型基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置的結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2為本實(shí)用新型基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置與發(fā) 電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀的連接示意圖；
[0017] 圖3為本實(shí)用新型中高精度電壓采樣模塊的工作原理示意圖；
[0018] 圖4為本實(shí)用新型中高精度電流采樣模塊的工作原理示意圖；
[0019] 圖5為本實(shí)用新型中信號(hào)生成模塊的工作原理示意圖；
[0020] 圖6為本實(shí)用新型中前置調(diào)理模塊的工作原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu) 選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0022] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，如圖1和圖2所 示，提供了基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置，特別是關(guān)于電力電子 設(shè)備中的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀的校驗(yàn)技術(shù)，具體的講是一種發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè) 試儀校驗(yàn)裝置。該基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置，能夠快速準(zhǔn)確 的對(duì)交流阻抗測(cè)試儀進(jìn)行校準(zhǔn)檢測(cè)，滿足校準(zhǔn)檢測(cè)的需要，根據(jù)虛擬負(fù)載法產(chǎn)生穩(wěn)定的電 流源和電壓源，并且通過幅值相位頻率調(diào)節(jié)值預(yù)設(shè)阻抗值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻 抗測(cè)試儀多項(xiàng)測(cè)量功能的同步測(cè)量，為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀的高準(zhǔn)確度檢測(cè)工作提 供了技術(shù)方法和實(shí)踐措施。
[0023] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案，能夠與被檢的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀相連接，包括 高穩(wěn)定性精密程控源、高準(zhǔn)確度表、數(shù)顯及人機(jī)界面模塊，以及上述模塊之間的聯(lián)結(jié)及控制 邏輯。高穩(wěn)定性精密程控源，通過高準(zhǔn)確度表的精密測(cè)量獲得數(shù)據(jù)反饋，從而實(shí)現(xiàn)程控源的 自動(dòng)修正；高準(zhǔn)確度表，可以實(shí)時(shí)采集電壓電流等信號(hào)，并分別將采集到的數(shù)據(jù)反饋給高穩(wěn) 定性精密程控源和數(shù)顯及人機(jī)界面模塊；數(shù)顯及人機(jī)界面模塊，將高準(zhǔn)確度表采集到的數(shù) 據(jù)實(shí)時(shí)顯示，并完成操作人員對(duì)高穩(wěn)定性精密程控源的參數(shù)設(shè)定，實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交 流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置測(cè)量及控制。
[0024] 在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，虛擬負(fù)載法具體形式為：將功率源變成虛擬形式，包 含了電流源模塊與電壓源模塊；電流源模塊，用于產(chǎn)生電流信號(hào)，并對(duì)輸出端的電流值進(jìn)行 采樣及反饋，得到標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)；電壓源模塊，用于產(chǎn)生電壓信號(hào)，并對(duì)輸出端的電壓值 進(jìn)行采樣及反饋，得到標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)。高準(zhǔn)確度表具體包括：用于電流測(cè)量的高準(zhǔn)確度 表，包含了電流傳感器、信號(hào)調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、測(cè)量計(jì)算等模塊；用于電壓測(cè)量的高準(zhǔn)確度 表，包含了電流傳感器、信號(hào)調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、測(cè)量計(jì)算等模塊。高穩(wěn)定性精密程控源具體包 括：主控制器、信號(hào)生成、前置調(diào)理、電流信號(hào)處理、電壓信號(hào)處理、相位幅值調(diào)節(jié)、放大器等 模塊。
[0025] 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置采用四端法測(cè)量原理校驗(yàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流 阻抗測(cè)試儀。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置的電流電壓端子分別接被試品的電流和 電壓端子，盡管被試品整體上看進(jìn)去為二端口網(wǎng)絡(luò)，但是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀的電 流輸出回路和電壓測(cè)量回路分別設(shè)計(jì)了相互電氣隔離的測(cè)量端子。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè) 試儀的四端法測(cè)量原理是基于"虛擬負(fù)載法"研制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置的 必要前提條件。
[0026] 在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，高準(zhǔn)確度表具體包括：電壓采樣模塊，對(duì)電壓信號(hào)采 樣，得到電壓采樣信號(hào)；電流采樣模塊，對(duì)電流信號(hào)采樣，得到電流采樣信號(hào)；信號(hào)調(diào)理模 塊，將采集到的信號(hào)濾波放大，與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，與的電壓采樣模塊、電 流采樣模塊相連接，用于對(duì)的電壓采樣信號(hào)、電流采樣信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；測(cè)量計(jì)算模塊， 與的模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，用于對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電壓采樣信號(hào)、電流采樣信號(hào)進(jìn)行快速傅立 葉變換，得到測(cè)量結(jié)果，并反饋給主控模塊。
[0027] 在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，高穩(wěn)定性精密程控源具體包括：主控模塊，用于接收 操作人員對(duì)校驗(yàn)裝置設(shè)定的各項(xiàng)參數(shù)，接收高準(zhǔn)確度表反饋的各項(xiàng)量值，并作出相應(yīng)的控 制；信號(hào)生成模塊，用于生成初始的電壓信號(hào)、電流信號(hào)；相位幅值調(diào)節(jié)模塊，與的波形生 成模塊相連接，用于對(duì)的電壓信號(hào)、電流信號(hào)進(jìn)行幅度和相位的調(diào)節(jié)；功率放大模塊，與的 相位調(diào)節(jié)模塊相連接，用于將相位調(diào)節(jié)后的電壓信號(hào)、電流信號(hào)進(jìn)行功率放大；電流輸出端 子和電壓輸出端子，與的功率放大模塊相連接，用于將功率放大后的電壓信號(hào)、電流信號(hào)發(fā) 送至的高準(zhǔn)確度表以及被測(cè)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀。
[0028] 總的來說，本實(shí)用新型的技術(shù)方案，是將這種包含高穩(wěn)定度精密程控源和高準(zhǔn)確 度表構(gòu)成的緊密源表創(chuàng)造性的運(yùn)用于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置中，從而推進(jìn)了 此領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步。例如，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中：。
[0029] 測(cè)量計(jì)算模塊
[0030] 測(cè)量計(jì)算模塊主要包括高精度電壓測(cè)量模塊和高精度電壓測(cè)量模塊。
[0031] 1.高精度電壓采樣模塊
[0032] 高精度電壓采樣模塊如圖3所示，采用反相比例運(yùn)算放大電路進(jìn)行處理。電壓源 輸出電壓^ai通過R4, R25, R7/R10/R18, 0P97進(jìn)行比例衰減，換擋功能是通過控制SWll對(duì) R7/R10/R18三個(gè)電阻進(jìn)行選擇，R7/R10/R18這三個(gè)電阻決定了這個(gè)反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)。 從而改變反相比例運(yùn)算放大電路的輸入輸出關(guān)系。0P97是低功耗的工業(yè)級(jí)精密放大器，它 非常適合用在精密積分器和采樣保持電路中，把0P97的輸出電壓記為i/ao'，則有
[0033]

【權(quán)利要求】
1. 基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置，其特征在于，包括依次連 接的第一高準(zhǔn)確度表、高穩(wěn)定性精密程控源、第二高準(zhǔn)確度表和數(shù)顯及人機(jī)界面模塊，分別 與所述第一高準(zhǔn)確度表和高穩(wěn)定性精密程控源連接的電流輸出端子，以及分別與所述高穩(wěn) 定性精密程控源和第二高準(zhǔn)確度表連接的電壓輸出端子。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置，其 特征在于，所述第一高準(zhǔn)確度表，包括依次連接在所述電流輸出端子與高穩(wěn)定性精密程控 源之間的電流傳感器、第一信號(hào)調(diào)理模塊、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和第一測(cè)量計(jì)算模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置， 其特征在于，所述高穩(wěn)定性精密程控源，包括依次與所述數(shù)顯及人機(jī)界面模塊連接的主控 制器、信號(hào)生成模塊和前置調(diào)理模塊，依次連接在所述前置調(diào)理模塊和電流輸出端子之間 的電流信號(hào)生成模塊、第一相位/幅值調(diào)節(jié)模塊和第一放大器，以及依次連接在所述前置 調(diào)理模塊和電壓輸出端子之間的電壓信號(hào)生成模塊、第二相位/幅值調(diào)節(jié)模塊和第二放大 器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀校驗(yàn)裝置，其 特征在于，所述第二高準(zhǔn)確度表，包括依次連接在所述電壓輸出端子與主控制器之間的電 壓傳感器、第二信號(hào)調(diào)理模塊、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和第二測(cè)量計(jì)算模塊。
【文檔編號(hào)】G01R35/00GK204142944SQ201420565540
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】宋偉, 周瑋, 李梅, 塔依爾·斯拉甫力, 雷民, 張軍, 劉志強(qiáng), 羅雪芳 申請(qǐng)人:新疆維吾爾自治區(qū)計(jì)量測(cè)試研究院