本發(fā)明涉及一種程控試驗電源裝置，特別涉及一種多功能線圈類設備綜合參數測試裝置的程控試驗電源裝置及應用方法。

背景技術：

線圈類設備(如各類變壓器、互感器等)在電力系統(tǒng)的各類設備中占有極其重要的地位，而其電氣試驗項目較其他設備而言項目往往更多且更復雜。目前市場上針對線圈類設備每項試驗基本都需配置一套專用試驗儀器，且試驗儀器都較為笨重。因此完成一個設備的試驗往往需要多臺儀器。受限于場地及電源等因素，在現場工作中需要反復將儀器搬前搬后以及多次重復接線，工作效率較低。

一直以來在互感器和電力變壓器電氣試驗中，一般都是采用分立的檢測設備進行測試的。試驗電源通常采用電源控制箱(調壓器)進行調節(jié)。再配合各種電壓表、電流表和功率表等表計進行測量。電源控制箱主要是由一臺自耦調壓器構成的，通常需要人工操作調節(jié)，試驗過程需要人工邊觀察表計邊調節(jié)電壓，還得記錄相應的測量結果。對操作人員的要求比較高，操作過程也比較繁瑣，不利于實現自動測量。隨著電子技術的發(fā)展，迎來了數字化的時代，測量儀器也朝著智能化，數字化發(fā)展，目前大部分的測量儀器都已經實現數字化，但在工頻耐壓、空負載及伏安特性等試驗中還是普遍采用自耦調壓器作為試驗電源，基本上以手工操作為主。試驗時需要現場連接電源控制箱和測量表計，比較費時費力，自動化程度不高。

技術實現要素：

本發(fā)明目的是提供一種程控試驗電源裝置及應用方法，通過采用可程控的電子調壓裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的自耦調壓器，實現使所述程控試驗電源裝置具有可調壓調頻功能，輸出電壓頻率穩(wěn)定性好的電壓連續(xù)可調的正弦波試驗電源的目的。

為了實現以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現：

一種程控試驗電源裝置，包含：波形發(fā)生器，其生成并輸出正弦模擬信號；三角調制波發(fā)生器，其生成并輸出雙向三角載波；所述波形發(fā)生器與三角調制波發(fā)生器的輸出端與比較電路模塊的輸入端連接；spwm調制模塊，其輸入端與所述比較電路模塊的輸出端連接；所述大功率ipm開關模塊，其輸入端與所述spwm調制模塊的輸出端連接；低通濾波器，其輸入端與所述大功率ipm開關模塊的輸出端連接。

優(yōu)選地，所述波形發(fā)生器進一步包含：所述波形發(fā)生器的時鐘發(fā)生器產生的脈沖驅動所述波形發(fā)生器的計數器，所述計數器輸出掃描波形數據rom的地址線，并依次將所述rom中正弦變化的數據輸出至所述波形發(fā)生器的d/a轉換器的輸入端，所述d/a轉換器的輸出端輸出正弦模擬信號。

優(yōu)選地，所述程控試驗電源裝置進一步設有數字調幅電路：所述數字調幅電路設有的d/a轉換器接收所述波形發(fā)生器產生的正弦模擬信號，設置所述d/a轉換器的調幅數據，對所述正弦模擬信號的調幅，并通過所述d/a轉換器輸出經調幅后的正弦信號。

優(yōu)選地，所述程控試驗電源裝置進一步包含一整流器，其與大功率ipm開關模塊連接。

優(yōu)選地，所述spwm調制模塊進一步設有反相器、第一功率驅動模塊與第二功率驅動模塊；所述反相器的輸入端與比較電路模塊的輸出端連接，所述反相器的輸出端與第二功率驅動模塊的第一端連接；所述第二功率驅動模塊的第二端與大功率ipm開關模塊的輸入端連接；所述第一功率驅動模塊的第一端與比較電路模塊的輸出端連接，其第二端與大功率ipm開關模塊的輸入端連接。

本發(fā)明另一個技術方案為一種利用上述程控試驗電源裝置的應用方法，包含：通過比較電路模塊對所述正弦模擬信號與所述雙向三角載波做比較處理并輸出；所述spwm調制模塊對所述經比較電路模塊處理的信號進行調制，并輸出；所述大功率ipm開關模塊對所述調制后的信號進行輸出幅值為300v，頻率為30hz到300hz的交流電壓。

優(yōu)選地，所述spwm調制模塊通過利用波形發(fā)生器產生兩個極性相反的參考正弦波與三角調制波發(fā)生器產生的雙向三角載波交截，通過比較器產生驅動電壓信號，來驅動所述spwm調制模塊。

通過所述第一與第二功率驅動模塊對所述穩(wěn)壓信號進行spwm調制，輸入所述第一功率驅動模塊的穩(wěn)壓信號進一步分為兩個極性相反的參考正弦波μg和-μg，所述第二功率驅動模塊中的穩(wěn)壓信號為雙向三角載波μc，所述參考正弦波μg和-μg與雙向三角載波μc交截產生的功率開關驅動信號進行調制；所述參考正弦波含有2個基波μg和-μg。所述μg基波與所述三角波μc交截產生μa和與其互補信號所述-μg基波與μc基波交截也產生μb信號和信號；疏忽電壓μo的正半周是由μa和μb的與邏輯決定的；當μa，μb為高電平時，使得μo＝μd；當μa或μb有一個為低電平時，使得μo＝0；在正半周內，μa的高電平一直比μb的低電平區(qū)寬，輸出電壓μo中包含μd和0兩個電平；在負半周輸出電壓μo由μa和的與邏輯決定，它只包含0和-μd兩個電平。

本發(fā)明與現有技術相比具有以下優(yōu)點：

通過采用數字波形合成技術與大功率spwm脈寬調制技術，使所述程控試驗電源裝置具有自動化輸出調頻調幅的三相變頻電源的優(yōu)點。采用了可程控的電子調壓裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的自耦調壓器，它具有可調壓調頻功能，輸出電壓頻率穩(wěn)定性好。本程控電源采用spwm調制波，控制大功率ipm開關模塊的工作。這樣由高性能數字信號處理器進行控制的spwm調制技術設計的數字電源，可輸出電壓連續(xù)可調的正弦波試驗電源，可減少設備投資，縮短現場試驗時間，提高工作效率，產生經濟效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種程控試驗電源裝置的波形發(fā)生器的結構框圖；

圖2為本發(fā)明一種程控試驗電源裝置的波形發(fā)生器發(fā)出的正弦信號數字調幅電路原理框圖；

圖3為本發(fā)明一種程控試驗電源裝置的結構框圖；

圖4為本發(fā)明一種程控試驗電源spwm調制原理的示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發(fā)明做進一步闡述。

結合如圖1至圖4所示，本發(fā)明一種程控試驗電源裝置，包含：波形發(fā)生器，三角調制波發(fā)生器，比較電路模塊，spwm調制模塊，大功率ipm開關模塊與低通濾波器。

所述波形發(fā)生器與三角調制波發(fā)生器的輸出端與所述比較電路模塊的輸入端連接，所述比較電路模塊的輸出端與所述spwm調制模塊的輸入端連接，所述spwm調制模塊的輸出端與所述大功率ipm(intelligentpowermodule智能功率模塊)開關模塊的輸入端連接，所述大功率ipm開關模塊的輸出端與所述低通濾波器的輸入端連接；

所述三角調制波發(fā)生器用于生成并輸出雙向三角載波。

如圖1所示，所述波形發(fā)生器進一步包含:時鐘發(fā)生器，計數器，波形數據rom模塊與d/a轉換器，

所述波形發(fā)生器的工作原理為：通過所述波形發(fā)生器的時鐘發(fā)生器產生的脈沖，去驅動所述波形發(fā)生器的計數器，所述計數器輸出用于掃描波形數據rom的地址線，這樣依次將所述rom中正弦變化的數據輸出至所述波形發(fā)生器的d/a轉換器的輸入端，通過d/a轉換器的輸出端輸出正弦模擬信號。

如圖2所示，所述程控試驗電源裝置進一步設有數字調幅電路，將所述波形發(fā)生器產生的正弦模擬信號輸入到調幅電路設有的d/a轉換器中，主控機通過設置所述d/a轉換器的調幅數據，實現對所述正弦模擬信號的調幅，并通過所述d/a轉換器輸出經調幅后的正弦信號。

如圖3所示，所述經調幅后的正弦信號作為反饋電壓，所述雙向三角載波作為采樣電壓，通過所述比較電路模塊，將所述反饋電壓與采樣電壓比例比較控制占空比并輸出穩(wěn)壓信號，所述spwm調制模塊接收所述穩(wěn)壓信號，所述穩(wěn)壓信號分為兩路，其中一路直接輸出至所述spwm調制模塊設有的第一功率驅動模塊，另一路通過所述spwm調制模塊設有的反相器對所述穩(wěn)壓信號進行反相并輸出至所述spwm調制模塊設有的第二功率驅動模塊。

所述程控試驗電源裝置進一步設有整流器采用模數-數模變換，將輸入50hz，220v交流的市電整流成300v無高頻、低頻電壓瑕疵的純凈直流電壓，輸入大功率ipm開關模塊。

如圖4所示，通過所述第一與第二功率驅動模塊對所述穩(wěn)壓信號進行spwm調制：即輸入所述第一功率驅動模塊的穩(wěn)壓信號進一步分為兩個極性相反的參考正弦波μg和-μg，所述第二功率驅動模塊中的穩(wěn)壓信號為雙向三角載波μc，所述參考正弦波μg和-μg與雙向三角載波μc交截產生的功率開關驅動信號進行調制；所述參考正弦波含有2個基波μg和-μg。所述μg基波與所述三角波μc交截產生μa和與其互補信號所述-μg基波與μc基波交截也產生μb信號和信號。疏忽電壓μo的正半周是由μa和μb的與邏輯決定的。當μa，μb為高電平時，使得μo＝μd；當μa或μb有一個為低電平時，使得μo＝0。因為在正半周內，μa的高電平一直比μb的低電平區(qū)寬，使得輸出電壓μo中只包含μd和0兩個電平。同理，在負半周輸出電壓μo由μa和的與邏輯決定，它只包含0和-μd兩個電平。

將上述經正弦波脈寬調制技術(簡稱spwm)調制后的信號通過功率驅動電路即大功率ipm開關模塊與低通濾波器進行處理，通過與所述程控試驗電源連接的隔離變壓器進行輸出；即可輸出電壓連續(xù)可調的正弦波試驗電源。

綜上所述，電壓連續(xù)可調的正弦波試驗電源是裝置的關鍵部分，它在多功能線圈類設備綜合參數測試裝置設有的主控板的控制下，輸出可連續(xù)調壓的試驗電源。該電源運用了數字波形合成技術以及大功率spwm脈寬調制技術，實現了調幅電源輸出。

程控試驗電源裝置是大功率部件，使用中為了保護試驗設備和被試品的安全，設計有多種保護功能，如過流過壓過溫等保護功能。在硬件及軟件中都設計了保護功能。

盡管本發(fā)明的內容已經通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。