[實用新型]電壓波動量隔離變換器

有效

• 申請號: 202120372495.6
• 申請日: 2021-02-09
• 公開（公告）號: CN214256152U
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 方春明
• 申請（專利權）人: 北京同控電力系統技術有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M3/335;H02M1/14;H02J3/24
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張萌

本實用新型提供了一種電壓波動量隔離變換器，涉及信號處理技術領域，電壓波動量隔離變換器用于將輸入的機端三相電壓進行預處理并對得到的信號進行濾波操作，獲得直流電壓信號；進而進行基于輸入額定值的模擬量預偏置操作并將偏置后的偏差量放大預定倍數得到模擬初始波動量；將模擬初始波動量轉換成數字信號后對其進行數字平滑濾波，并根據已設定偏置量獲得目標波動量數字信號，再將目標波動量數字信號轉換成模擬電壓信號，最后進行放大、調零及功率放大并輸出。本實用新型可以提升偏置設定值的精度、電壓波動量的轉換精度與分辨率，減少輸出信號中的紋波含量，改善了輸出信號的平滑度，同時減少了電壓波動量隔離變換器的相位延遲量。

技術領域

本實用新型涉及信號處理技術領域，尤其是涉及一種電壓波動量隔離變換器。

背景技術

目前，電力系統穩定器(power system stabilizer，PSS)參數及性能試驗時，發電機機端電壓有效值的波動量在試驗現場無法直接取得，需要專門的信號轉換裝置。在試驗時，通常采用的機端電壓波動量提取裝置一般為模擬式的裝置，這類裝置需要人工調節偏置電位器及波動量放大倍數電位器，機端電壓波動量信號轉換時偏置值及放大倍數設置不方便，導致用戶使用極為不便；偏置電位器及放大倍數電位器一般采用時鐘電位器，由于時鐘電位器的精度有限，導致實際的放大倍數無法精確確定；由于模擬式機端電壓波動量提取裝置只有模擬式濾波電路，信號轉換的延遲時間及延遲相位都比較大，且模擬式濾波電路受濾波延遲時間的限制，濾波效果不理想，導致最終輸出的波動量電壓信號紋波含量很大，在實際測試中對測試的精確性造成極為不好的影響。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種電壓波動量隔離變換器，可以提升偏置設定值的精度、電壓波動量的轉換精度與分辨率，減少輸出波動量信號中的紋波含量，改善了輸出波動量信號的平滑度，同時減少了電壓波動量隔離變換器的相位延遲量。

第一方面，本實用新型提供一種電壓波動量隔離變換器，電壓波動量隔離變換器包括依次連接的信號輸入處理模塊、模擬濾波模塊、預偏置處理及放大模塊、模數轉換模塊、智能控制模塊、數模轉換模塊和放大及輸出模塊；信號輸入處理模塊，用于對輸入的機端三相電壓進行預處理操作，得到脈動形直流電壓信號；預處理操作包括三相電壓全波整流處理、限流分壓處理和隔離差分放大處理；模擬濾波模塊用于對脈動形直流電壓信號進行模擬濾波操作，將指定頻率及以上的交流分量濾除，獲得紋波含量小于指定閾值的直流電壓信號；模擬濾波操作包括低通濾波；預偏置處理及放大模塊用于將紋波含量小于指定閾值的直流電壓信號進行模擬量預偏置，得到機端三相電壓有效值偏置額定電壓后的波動量，并將預偏置后的波動量信號放大預定倍數，得到放大了預定倍數后的輸入電壓偏離額定電壓的偏差量；模數轉換模塊用于將輸入電壓偏離額定電壓的偏差量轉換成初始波動量數字信號；智能控制模塊用于將初始波動量數字信號進行平滑濾波操作，并根據被鎖定的偏置值及波動量放大倍數對初始波動量數字信號進行數字偏置及數字放大，獲得目標波動量數字信號；平滑濾波操作包括數字式1工頻周波平滑濾波和數字式1秒平滑濾波；數模轉換模塊用于將目標波動量數字信號轉換成模擬電壓信號；放大及輸出模塊用于對模擬電壓信號進行信號放大、調零及功率放大并輸出。

在可選的實施方式中，信號輸入處理模塊包括輸入電壓處理子模塊、隔離放大子模塊；其中，輸入電壓處理子模塊用于將輸入的機端三相電壓信號進行三相電壓全波整流處理和限流分壓處理；隔離放大子模塊用于將經過整流處理和限流分壓處理的機端三相電壓信號進行信號隔離放大及差分放大操作，得到脈動形直流電壓信號。

在可選的實施方式中，指定頻率包括100Hz；模擬濾波模塊包括截止頻率為100Hz的模擬式巴特沃斯四階低通濾波器；模擬式巴特沃斯四階低通濾波器用于濾除100Hz及以上的交流分量。