[發明專利]用于鐵芯磁性能測試的變頻電源

無效

• 申請號: 201310242408.5
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN103354423A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 楊勇波;陳纓;苗長勝;江波;徐敏
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;四川電力科學研究院
• 主分類號: H02M5/42
• 分類號: H02M5/42;H02M3/155;H02M7/5387;G01R1/28
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

技術領域

本發明涉及電氣及電氣工程技術領域，具體來講是一種用于鐵芯磁性能測試的變頻電源。

背景技術

目前電流互感器的設計，使用的都是經驗數據。極大地影響了鐵芯設計和屏蔽設計方案的實際設計效果。在設計鐵芯時存在兩大問題，一個是存在鐵芯線性裕量較大的問題，另一個是存在裕度不夠甚至線性部分性能不足的問題。同時也給互感器的安全穩定運行帶來隱患。為適應新形勢下互感器設計發展的新要求，更準確的獲取鐵芯實際測量數據，設計出經濟實用，且性能參數符合要求的鐵芯，需開發鐵芯磁性能測試儀器，來獲取鐵芯的實際磁化參數，為鐵芯設計獲取正確實用的鐵芯磁化數據。鐵芯測試過程中，需要電源對鐵芯的勵磁繞組進行勵磁，建立測量磁通，傳統磁性能測試設備使用傳統的機械調壓器對鐵芯勵磁，該種勵磁電源存在電源波形諧波含量較大，帶負載能力不足，對測量儀器濾波、數據處理要求較高，算法復雜，測量結果誤差較大等缺陷。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于鐵芯磁性能測試的變頻電源，用來提供頻率、電壓可調的測量信號，是用于工業控制、電力系統、電氣測量及各種機電一體化等裝置的多種變頻測量的核心部件，特別適用于為了保持鐵芯磁性能測試中磁場強度的波形為正弦形的不同鐵芯的磁性能進行測試。

本發明的技術方案如下：一種用于鐵芯磁性能測試的變頻電源，包括整流電路、斬波電路、逆變電路和負載鐵芯；交流電源通過隔離器后連接到整流電路的輸入端，整流電路的輸出端經過直流濾波器后連接到斬波電路的輸入端，斬波電路的輸出端連接到逆變電路的輸入端，逆變電路的輸出端經過交流濾波器后連接到測試鐵芯的輸入端；所述斬波電路為Buck?Chopper降壓斬波電路，所述逆變電路為PWM逆變電路。

Buck?Chopper降壓斬波電路包括主電路和控制電路，其中控制電路包括電壓比較器、比例-積分PI控制器、三角載波發生器和PWM調制器；電壓比較器的負輸入端連接到所述Buck?Chopper降壓斬波電路的輸出端，電壓比較器的正輸入端連接到所述測試鐵芯的輸入端，電壓比較器的輸出端通過比例-積分PI控制器連接到PWM調制器的第一輸入端，三角載波發生器的輸出端連接到PWM調制器的第二輸入端，PWM調制器的輸出端連接到所述主電路的控制端。

PWM逆變電路包括主電路和控制電路，其中控制電路包括積分器、反相器、電壓比較器、比例-積分-微分PID控制器、三角載波發生器和PWM調制器；積分器的輸入端連接到所述測試鐵芯的輸出端，積分器的輸出端通過反相器連接到電壓比較器的正輸入端，電壓比較器的負輸入端連接到所述測試鐵芯的輸入端，電壓比較器的輸出端通過比例-積分-微分PID控制器連接到PWM調制器的第一輸入端，三角載波發生器的輸出端連接到PWM調制器的第二輸入端，PWM調制器的輸出端連接到所述主電路的控制端。

本發明取得的技術效果在于，用于鐵芯磁性能測試的變頻電源具有電源輸出基本無諧波，具有恒壓、恒流模式，帶負載能力強，電源波形輸出可控，電源相關數據處理算法簡單，操作方便，測量結果精度較高等優點。

附圖說明

圖1是本發明的系統結構圖。

圖2是Buck?Chopper降壓斬波電路控制調制比示意圖。

圖3是PWM逆變電路輸出值PID閉環控制系統圖。

圖4是本發明的電路圖。

具體實施方式

如圖4所示，一種用于鐵芯磁性能測試的變頻電源，包括整流電路、斬波電路、逆變電路和負載鐵芯；交流電源通過隔離器后連接到整流電路的輸入端，整流電路的輸出端經過直流濾波器C1后連接到Buck?Chopper降壓斬波電路的輸入端，Buck?Chopper降壓斬波電路的輸出端連接到PWM（Pulse?Width?Modulation）逆變電路的輸入端，PWM逆變電路的輸出端經過L2、C3構成的交流濾波器后連接到測試鐵芯的輸入端。整流電路采用二極管不可控整流橋。

Buck?Chopper降壓斬波電路包括主電路和控制電路，其中主電路基于絕緣柵雙極晶體管IGBT，L1、C2構成濾波器；控制電路包括電壓比較器、比例-積分PI控制器、三角載波發生器和PWM調制器；電壓比較器的負輸入端連接到所述BuckChopper降壓斬波電路的輸出端，電壓比較器的正輸入端連接到所述測試鐵芯的輸入端，電壓比較器的輸出端通過比例-積分PI控制器連接到PWM調制器的第一輸入端，三角載波發生器的輸出端連接到PWM調制器的第二輸入端，PWM調制器的輸出端連接到所述主電路的控制端。控制電路由現場可編程門陣列FPGA構成。