专利名称：一种大功率三相交流标准源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大功率三相交流标准源。
技术背景 标准源通常用于仪器仪表的测试领域，常被用作测试的信号源或激励源，主要在省市计量、国防科研单位、航空航天部门和电力电能计量等电力部门和企业使用，也适用于其他需要标准信号源进行测量、检测的场合。在电力系统中，由于大型电力启停装置，整流设备和变频装置等非线性用电设备的存在，电网的非线性的波动性比较大，造成了电力系统中的电压、电流波形的畸变，使电压、电流的不平衡度加大，电能质量下降。因此，在电力系统中，仪器仪表的校准和性能指标测试更需要专门的信号源。目前市场上提供的标准源，输出响应时间较慢，输出的电压一般不超过750V，输出的电流一般不超过100A，输出的频率大多在4(Γ65Ηζ之间，每相输出的功率也比较�。笔涑龉β试龃笫保既范染突嵯陆担韵钟械谋曜荚丛谑涑龃蠊β适笔涑龅木群褪凳毙远疾环舷衷诘缌ο低秤τ玫囊�。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种输出功率大且精度高、实时性好的三相交流标准源。解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下一种大功率三相交流标准源，包括依次串联的控制信号输入�？�、三相信号发生�？�、功率放大�？橐约笆淙攵肆铀龉β史糯竽？槭涑龆�、输出端与所述三相信号发生�？槭淙攵讼嗔氖涑龇蠢∧？椋凰鋈嘈藕欧⑸？楦菟隹刂菩藕攀淙肽？樯柚玫氖涑隹刂菩藕挪嘟涣餍藕牛龉β史糯竽？榉糯蠛笫涑觯鍪涑龇蠢∧？槎运龉β史糯竽？槭涑龅姆糯笮藕沤胁裳螅巡裳氖莘蠢「鋈嘈藕欧⑸？橐员闳嘈藕欧⑸？榧笆钡髡涫涑鲂藕诺拇笮。黄涮卣髟谟谒鋈嘈藕欧⑸？橛�1. 2GMAC的数字信号处理器DSP、高速高精度的D/A转换器和运算放大器组成，所述标准源还包括隔离变压器，所述数字信号处理器DSP在所述控制信号输入模块的控制下输出6路数字信号，包括三相电压信号和三相电流信号，所述数字信号处理器DSP的6路数字信号的输出端分别连接一个D/A转换器，D/A转换器将数字信号转换成模拟信号后输出到与所述D/A转换器一一对应连接的所述运算放大器中进行初步放大，经初步放大的信号再输出到各路信号的功率放大�？椋徊椒糯蠛蠓直鹜ü衾氡溲蛊魇涑觯龉β史糯竽？橛筛弑Ｕ�、大功率的功率放大电路组成。所述功率放大电路由依次串联的功率放大器和MOS管组成。作为对本实用新型的进一步改进，所述标准源还包括通信�？椋鐾ㄐ拍？橛胨鍪中藕糯砥鱀SP相连，以便数字信号处理器DSP通过所述通信模块和上位机通信，通过上位机接收外部更高精度检测装置输入的反馈信号，以便让三相信号发生�？椴男藕鸥既�。本实用新型还具有输出保护�？椋鍪涑霰；つ？槭淙攵擞隡OS管的输出端相连，输出端连接数字信号处理器DSP。输出保护模块采样功率放大�？榈氖涑鲂藕诺淖刺卸鲜涑鲂藕攀欠窆鳎梗龋搪罚罚兀⒔庑┳刺蠢「嘈藕欧⑸？椤Ｋ鍪涑霰；つ？榘ń笛沟缏泛臀⒋砥鞯ピ狹CU，所述降压电路输入端连接MOS管输出端,将通过MOS管输出的信号降压处理后输出到微处理器单兀MCU中完成米样和故障判断并通过微处理器单元MCU输出到数字信号处理器DSP。作为对本实用新型的进一步改进，本实用型还设置有液晶显示�？椋鲆壕允灸？橛胨鍪中藕糯砥鱀SP相连，用于显示控制信号输入�？樯瓒ǖ氖涑隹刂菩� 号，并用于接收数字信号处理器DSP发送的数据，显示经过功率放大后的信号的大小和状态。为了更加方便的控制三相信号发生模块，本实用新型作如下改进，所述控制信号输入�？榘ò醇托嗦肫鳎霭醇托嗦肫鞣直鹩胨鍪中藕糯砥鱀SP相连，以便可手动调整所述数字信号处理器DSP输出的波形。所述输出反馈�？橛葾/D转换器组成，把MOS管输出端采用的模拟信号转换成数字信号后反馈给DSP。相对现有技术本实用新型具有如下有益效果I)本实用新型采用1. 2GMAC的数字信号处理器DSP、DA变换器产生三相交流信号，利用高保真、大功率的功率放大电路对经DA变换的信号进行放大而不先进行滤波处理，输出端再利用变压器进行隔直处理，使本实用新型的标准源可以输出纯净的、稳定度优于O. 01%,电压可以达到1600V以上，电流可以达到250A以上，带载能力可以达到300VA以上且输出实时性好的三相交流电流和电压信号，输出的三相交流电压和电流的量程大，功率高，精度高，非常适合用于需要大功率、高精度检验校准的工作场合；2)本实用新型采用按键式旋转编码器作为控制信号输入�？椋乖诳刂迫嘈藕挪？槭涑鍪备臃奖悖�3)另外，由于1. 2GMAC的DSP、高速高精度DA、高保真功率放大器的使用，使得本实用新型具有强劲的带载能力，可以带容性、感性、阻性负载或者复合类型负载，负载的改变不会引起输出的丝毫波动；本实用新型工频每周波具有高达50000点的波形捏合，内部信号输出无需滤波器进行平滑滤波，保证了波形的精确输出，使得系统可以输出精确的谐波，也使系统拥有极佳的谐波失真度指标；本实用新型的频率输出从40Ηζ 1050Ηζ任意可调，频率分辨率可达O. 001Hz, AB相可以作为一个频率基准，C相可以作为一个单独的频率基准，可以实现分相变频。
图1是本实用新型较佳实施例的结构框图；图2是本实用新型较佳实施 例的三相信号发生�？榈慕峁箍蛲迹煌�3是本实用新型较佳实施例的功率放大模块的结构框图；[0022]图4是本实用新型较佳实施例的输出保护�？榈慕峁箍蛲�。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明图1为本实用新型较佳实施例的结构框图，如图所示，本实用新型的大功率三相交流标准源，包括依次串联的控制信号输入�？椤⑷嘈藕欧⑸？�、功率放大�？橐约笆淙攵肆庸β史糯竽？槭涑龆�、输出端与三相信号发生�？槭淙攵讼嗔氖涑龇蠢∧？楹陀胧涑龇蠢∧？椴⒘氖涑霰；つ？椋约坝肴嘈藕欧⑸？橄嗔耐ㄑ赌？楹鸵壕允灸？�。控制信号输入�？榭梢陨柚闷谕涑龅牡缪�、电流的大小、相位、频率和决定是否输出，以及输出的谐波的次数、谐波的含有率等。三相信号发生�？楦菘刂菩藕攀淙肽？樯柚玫氖涑隹刂菩藕挪嘟涣餍藕牛刂菩藕攀淙肽？槭涑龅目刂菩藕诺纳柚每梢酝ü饨拥缒越猩柚茫部梢酝ü渌绞剑绫臼凳├校刂菩藕攀淙肽？榘ò醇托嗦肫鳎醇托嗦肫鞣直鹩肴嘈藕欧⑸？橄嗔褂谜呖梢酝ü鞘侄瓒ㄈ嘈藕欧⑸？榈氖涑觯僮鞣奖�。功率放大�？橛糜诙匀嘈藕欧⑸？椴娜嘟涣鞯缪�、电流信号进行放大处理，并最后通过隔离变压器(图中未画出)输出。输出反馈�？槎怨β史糯竽？槭涑龅姆糯笮藕沤胁裳巡裳氖莘蠢「嘈藕欧⑸？橐员闳嘈藕欧⑸？榧笆钡髡涫涑鲂藕诺拇笮�。输出保护�？椴裳β史糯竽？榈氖涑鲂藕诺淖刺卸鲜涑鲂藕攀欠窆鳎梗龋搪罚罚兀⒔庑┳刺蠢「嘈藕欧⑸？�。液晶显示�？槟芟允究刂菩藕攀淙肽？樯柚玫氖涑隹刂菩藕牛鼓芡ü腿嘈藕欧⑸？榈牧樱邮杖嘈藕欧⑸？榉⑺偷氖荩允揪β史糯蠛蟮男藕诺拇笮 ⑾辔缓推德室约笆涑霰；つ？槭涑龅墓�、过压、短路，开路等提示信息，使用户直观了解标准源的状态。通信�？橛糜谟氲谌郊觳庾爸猛ㄑ叮谕ㄐ判橐恢碌那榭鱿拢芊奖闶褂谜呓卸慰�。三相信号发生�？槲惺嗄？椋谐猩掀粝碌淖饔茫诿挥械谌郊觳庾爸玫那榭鱿拢嘈藕欧⑸？榭梢愿菔涑龇蠢∧？椴裳蠓蠢〉牡缪�、电流数据实时调整输出，而有第三方检测装置的时候，三相信号发生�？榭梢酝üㄐ拍？楹蜕衔换砑ㄐ牛莸谌郊觳庾爸玫贸龅氖荩Ｗ甲陨淼氖涑鲂藕牛故涑鲂藕糯锏礁叩木�。图2为本实用新型较佳是实施例的三相信号发生�？榈慕峁箍蛲迹缤妓荆嘈藕欧⑸？橛�1. 2GMAC的数字信号处理器DSP、6个高速高精度的D/A转换器和6个运算放大器组成，数字信号处理器DSP在控制信号输入�？榈目刂葡率涑�6路数字信号，包括三相电压信号和三相电流信号，每路信号分别输出到一个D/A转换器，D/A转换器将数字信号转换成模拟信号后输出到与D/A转换器一一对应连接的运算放大器中进行初步放大，经初步放大的信号再输出到各路信号的功率放大�？�。图3为本实用新型较佳实施例的功率放大�？榈慕峁箍蛲迹捎诿柯饭β史糯竽？榈慕峁勾筇逑嗤诖私鱿晗该枋銎渲幸宦沸藕诺墓β史糯竽？�。本实用新型的功率放大�？橛筛弑Ｕ妗⒋蠊β实墓β史糯蟮缏纷槌桑缤�3所示，所述功率放大电路由依次串联的功率放大器和MOS管组成。经D/A转换器输出的三相电压和电流信号经各自的功率放大电路放大后，分别通过隔离变压器输出。本实用新型的反馈电路由A/D转换器组成，A/D转换器把在MOS管输出端采用的模拟信号转换成数字信号后输出给DSP，以便DSP可以根据此反馈信号及时调整输出，使输出的三相电流和电压信号更加精确。本实用新型的输出保护模块包括降压电路和微处理器单元MCU，降压电路输入端连接MOS管输出端，将通过MOS管输出的信号降压处理后输出到微处理器单元MCU中完成采样和故障判断如判断功率放大�？槭涑龅娜嗟缪故欠穸搪�、三相电流是否开路以及别的一些问题，使标准源具有自动保护和报警功能，并且通过液晶显示�？橄允竟收侠嘈停贡曜荚吹氖褂酶影踩�、放心。本实用新型的输出电压分为七档，(T1600V可调，输出电流分为8档，(Γ250Α可调，二者的稳定度优于O. 01%，功率达到300VA以上，频率范围4(Tl050Hz可选，频率分辨率O. 001Hz，相位(Γ360度任意可调，可以输出2-22次谐波，谐波含有率在电压较小时最大可以达到50%，谐波准确度满足 《电能质量公用电网谐波GBT2014549-93》中附录D对于谐波测量仪器对于谐波准确度的要求。
权利要求1.一种大功率三相交流标准源，包括依次串联的控制信号输入�？�、三相信号发生�？�、功率放大�？橐约笆淙攵肆铀龉β史糯竽？槭涑龆恕⑹涑龆擞胨鋈嘈藕欧⑸？槭淙攵讼嗔氖涑龇蠢∧？椋� 所述三相信号发生�？楦菟隹刂菩藕攀淙肽？樯柚玫氖涑隹刂菩藕挪嘟涣餍藕牛龉β史糯竽？榉糯蠛笫涑觯鍪涑龇蠢∧？槎运龉β史糯竽？槭涑龅姆糯笮藕沤胁裳螅巡裳氖莘蠢「鋈嘈藕欧⑸？橐员闳嘈藕欧⑸？榧笆钡髡涫涑鲂藕诺拇笮。� 其特征在于所述三相信号发生�？橛�1. 2GMAC的数字信号处理器DSP、高速高精度的D/A转换器和运算放大器组成，所述标准源还包括隔离变压器，所述数字信号处理器DSP在所述控制信号输入�？榈目刂葡率涑�6路数字信号，包括三相电压信号和三相电流信号，所述数字信号处理器DSP的6路数字信号的输出端分别连接一个D/A转换器，D/A转换器将数字信号转换成模拟信号后输出到与所述D/A转换器一一对应连接的所述运算放大器中进行初步放大，经初步放大的信号再输出到各路信号的功率放大�？椋徊椒糯蠛蠓直鹜ü衾氡溲蛊魇涑觯龉β史糯竽？橛筛弑Ｕ�、大功率的功率放大电路组成。
2.根据权利要求1所述的大功率三相交流标准源，其特征在于，所述功率放大电路由依次串联的功率放大器和MOS管组成。
3.根据权利要求1所述的大功率三相交流标准源，其特征在于，所述标准源还包括通信模块，所述通信�？橛胨鍪中藕糯砥鱀SP相连，以便数字信号处理器DSP通过所述通信�？楹蜕衔换ㄐ牛ü衔换邮胀獠扛呔燃觳庾爸檬淙氲姆蠢⌒藕拧�
4.根据权利要求2所述的大功率三相交流标准源，其特征在于，所述标准源还包括输出保护�？椋鍪涑霰；つ？槭淙攵擞隡OS管的输出端相连，输出端连接数字信号处理器 DSP。
5.根据权利要求4所述的大功率三相交流标准源，其特征在于，所述输出保护�？榘ń笛沟缏泛臀⒋砥鞯ピ狹CU，所述降压电路输入端连接MOS管输出端，将通过MOS管输出的信号降压处理后输出到微处理器单元MCU中完成采样和故障判断并通过微处理器单元MCU输出到数字信号处理器DSP。
6.根据权利要求1所述的大功率三相交流标准源，其特征在于，所述标准源还包括液晶显示�？椋鲆壕允灸？橛胨鍪中藕糯砥鱀SP相连，用于显示控制信号输入�？樯瓒ǖ氖涑隹刂菩藕牛⒂糜诮邮帐中藕糯砥鱀SP发送的数据，显示经过功率放大后的信号的大小和状态。
7.根据权利要求1所述的大功率三相交流标准源，其特征在于，所述控制信号输入模块包括按键和旋转编码器，所述按键和旋转编码器分别与所述数字信号处理器DSP相连，以便可手动调整所述数字信号处理器DSP输出的波形。
8.根据权利要求2所述的大功率三相交流标准源，其特征在于，所述输出反馈�？橛葾/D转换器组成，把MOS管输出端采样的模拟信号转换成数字信号后反馈给数字信号处理器 DSP。
专利摘要一种大功率三相交流标准源，包括依次串联的控制信号输入�？�、三相信号发生�？�、功率放大�？橐约笆淙攵肆铀龉β史糯竽？槭涑龆�、输出端与所述三相信号发生�？槭淙攵讼嗔氖涑龇蠢∧？椋凰鋈嘈藕欧⑸？橛�1.2GMAC的数字信号处理器DSP、高速高精度的D/A转换器和运算放大器组成，所述标准源还包括隔离变压器，所述DSP在所述控制信号输入模块的控制下输出6路数字信号，所述DSP的6路数字信号的输出端分别顺次连接一个D/A转换器、一个所述运算放大器、一个功率放大�？楹鸵桓龈衾氡溲蛊骱笫涑觯龉β史糯竽？橛筛弑Ｕ�、大功率的功率放大电路组成。本实用新型可以输出稳定度优于0.01%，电压可达1600V以上，电流可达250A以上，带载能力可以达到300VA以上的三相交流电流和电压信号。
文档编号G01R1/28GK202870132SQ20122054604
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者孙卫明, 赵伟, 肖勇, 张永旺 申请人:广东电网公司电力科学研究院
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