一種大功率三相交流標準源制造技術

一種大功率三相交流標準源，包括依次串聯的控制信號輸入模塊、三相信號發生模塊、功率放大模塊以及輸入端連接所述功率放大模塊輸出端、輸出端與所述三相信號發生模塊輸入端相連的輸出反饋模塊；所述三相信號發生模塊由1.2GMAC的數字信號處理器DSP、高速高精度的D/A轉換器和運算放大器組成，所述標準源還包括隔離變壓器，所述DSP在所述控制信號輸入模塊的控制下輸出6路數字信號，所述DSP的6路數字信號的輸出端分別順次連接一個D/A轉換器、一個所述運算放大器、一個功率放大模塊和一個隔離變壓器后輸出，所述功率放大模塊由高保真、大功率的功率放大電路組成。本實用新型專利技術可以輸出穩定度優于0.01%，電壓可達1600V以上，電流可達250A以上，帶載能力可以達到300VA以上的三相交流電流和電壓信號。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種大功率三相交流標準源。技術背景 標準源通常用于儀器儀表的測試領域，常被用作測試的信號源或激勵源，主要在省市計量、國防科研單位、航空航天部門和電力電能計量等電力部門和企業使用，也適用于其他需要標準信號源進行測量、檢測的場合。在電力系統中，由于大型電力啟停裝置，整流設備和變頻裝置等非線性用電設備的存在，電網的非線性的波動性比較大，造成了電力系統中的電壓、電流波形的畸變，使電壓、電流的不平衡度加大，電能質量下降。因此，在電力系統中，儀器儀表的校準和性能指標測試更需要專門的信號源。目前市場上提供的標準源，輸出響應時間較慢，輸出的電壓一般不超過750V，輸出的電流一般不超過100A，輸出的頻率大多在4(Γ65Ηζ之間，每相輸出的功率也比較小，當輸出功率增大時，準確度就會下降，所以現有的標準源在輸出大功率時輸出的精度和實時性都不符合現在電力系統應用的要求。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是，提供一種輸出功率大且精度高、實時性好的三相交流標準源。解決上述技術問題，本技術采用的技術方案如下一種大功率三相交流標準源，包括依次串聯的控制信號輸入模塊、三相信號發生模塊、功率放大模塊以及輸入端連接所述功率放大模塊輸出端、輸出端與所述三相信號發生模塊輸入端相連的輸出反饋模塊；所述三相信號發生模塊根據所述控制信號輸入模塊設置的輸出控制信號產生三相交流信號，經所述功率放大模塊放大后輸出，所述輸出反饋模塊對所述功率放大模塊輸出的放大信號進行采樣后，把采樣的數據反饋給所述三相信號發生模塊以便三相信號發生模塊及時調整其輸出信號的大小；其特征在于所述三相信號發生模塊由1. 2GMAC的數字信號處理器DSP、高速高精度的D/A轉換器和運算放大器組成，所述標準源還包括隔離變壓器，所述數字信號處理器DSP在所述控制信號輸入模塊的控制下輸出6路數字信號，包括三相電壓信號和三相電流信號，所述數字信號處理器DSP的6路數字信號的輸出端分別連接一個D/A轉換器，D/A轉換器將數字信號轉換成模擬信號后輸出到與所述D/A轉換器一一對應連接的所述運算放大器中進行初步放大，經初步放大的信號再輸出到各路信號的功率放大模塊，經進一步放大后分別通過隔離變壓器輸出，所述功率放大模塊由高保真、大功率的功率放大電路組成。所述功率放大電路由依次串聯的功率放大器和MOS管組成。作為對本技術的進一步改進，所述標準源還包括通信模塊，所述通信模塊與所述數字信號處理器DSP相連，以便數字信號處理器DSP通過所述通信模塊和上位機通信，通過上位機接收外部更高精度檢測裝置輸入的反饋信號，以便讓三相信號發生模塊產生的信號更準確。本技術還具有輸出保護模塊，所述輸出保護模塊輸入端與MOS管的輸出端相連，輸出端連接數字信號處理器DSP。輸出保護模塊采樣功率放大模塊的輸出信號的狀態，判斷輸出信號是否過流，過壓，過熱，短路，開路，過載，并將這些狀態反饋給三相信號發生模塊。所述輸出保護模塊包括降壓電路和微處理器單元MCU，所述降壓電路輸入端連接MOS管輸出端,將通過MOS管輸出的信號降壓處理后輸出到微處理器單兀MCU中完成米樣和故障判斷并通過微處理器單元MCU輸出到數字信號處理器DSP。作為對本技術的進一步改進，本實用型還設置有液晶顯示模塊，所述液晶顯示模塊與所述數字信號處理器DSP相連，用于顯示控制信號輸入模塊設定的輸出控制信 號，并用于接收數字信號處理器DSP發送的數據，顯示經過功率放大后的信號的大小和狀態。為了更加方便的控制三相信號發生模塊，本技術作如下改進，所述控制信號輸入模塊包括按鍵和旋轉編碼器，所述按鍵和旋轉編碼器分別與所述數字信號處理器DSP相連，以便可手動調整所述數字信號處理器DSP輸出的波形。所述輸出反饋模塊由A/D轉換器組成，把MOS管輸出端采用的模擬信號轉換成數字信號后反饋給DSP。相對現有技術本技術具有如下有益效果I)本技術采用1. 2GMAC的數字信號處理器DSP、DA變換器產生三相交流信號，利用高保真、大功率的功率放大電路對經DA變換的信號進行放大而不先進行濾波處理，輸出端再利用變壓器進行隔直處理，使本技術的標準源可以輸出純凈的、穩定度優于O. 01%,電壓可以達到1600V以上，電流可以達到250A以上，帶載能力可以達到300VA以上且輸出實時性好的三相交流電流和電壓信號，輸出的三相交流電壓和電流的量程大，功率高，精度高，非常適合用于需要大功率、高精度檢驗校準的工作場合；2)本技術采用按鍵式旋轉編碼器作為控制信號輸入模塊，使在控制三相信號產生模塊輸出時更加方便；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，使得本技術具有強勁的帶載能力，可以帶容性、感性、阻性負載或者復合類型負載，負載的改變不會引起輸出的絲毫波動；本技術工頻每周波具有高達50000點的波形捏合，內部信號輸出無需濾波器進行平滑濾波，保證了波形的精確輸出，使得系統可以輸出精確的諧波，也使系統擁有極佳的諧波失真度指標；本技術的頻率輸出從40Ηζ 1050Ηζ任意可調，頻率分辨率可達O. 001Hz, AB相可以作為一個頻率基準，C相可以作為一個單獨的頻率基準，可以實現分相變頻。附圖說明圖1是本技術較佳實施例的結構框圖；圖2是本技術較佳實施 例的三相信號發生模塊的結構框圖；圖3是本技術較佳實施例的功率放大模塊的結構框圖；圖4是本技術較佳實施例的輸出保護模塊的結構框圖。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例對本技術作進一步的詳細說明圖1為本技術較佳實施例的結構框圖，如圖所示，本技術的大功率三相交流標準源，包括依次串聯的控制信號輸入模塊、三相信號發生模塊、功率放大模塊以及輸入端連接功率放大模塊輸出端、輸出端與三相信號發生模塊輸入端相連的輸出反饋模塊和與輸出反饋模塊并聯的輸出保護模塊，以及與三相信號發生模塊相連的通訊模塊和液晶顯示模塊。控制信號輸入模塊可以設置期望輸出的電壓、電流的大小、相位、頻率和決定是否輸出，以及輸出的諧波的次數、諧波的含有率等。三相信號發生模塊根據控制信號輸入模塊設置的輸出控制信號產生三相交流信號，控制信號輸入模塊輸出的控制信號的設置可以通過外接電腦進行設置，也可以通過其他方式，如本實施例中，控制信號輸入模塊包括按鍵和旋轉編碼器，按鍵和旋轉編碼器分別與三相信號發生模塊相連，使用者可以通過它們手動設定三相信號發生模塊的輸出，操作方便。功率放大模塊用于對三相信號發生模塊產生的三相交流電壓、電流信號進行放大處理，并最后通過隔離變壓器(圖中未畫出)輸出。輸出反饋模塊對功率放大模塊輸出的放大信號進行采樣，并把采樣的數據反饋給三相信號發生模塊以便三相信號發生模塊及時調整其輸出信號的大小。輸出保護模塊采樣功率放大模塊的輸出信號的狀態，判斷輸出信號是否過流，過壓，過熱，短路，開路，過載，并將這些狀態反饋給三相信號發生模塊。液晶顯示模塊能顯示控制信號輸入模塊設置的輸出控制信號，還能通過和三相信號發生模塊的連接，接收三相信號發生模塊發送的數據，顯示經過功率放大后的信號的大小、相位和頻率以及輸出保護模塊輸出的過流、過壓、短路，開路等提示信息，使用戶直觀了解標準源的狀本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大功率三相交流標準源，包括依次串聯的控制信號輸入模塊、三相信號發生模塊、功率放大模塊以及輸入端連接所述功率放大模塊輸出端、輸出端與所述三相信號發生模塊輸入端相連的輸出反饋模塊；所述三相信號發生模塊根據所述控制信號輸入模塊設置的輸出控制信號產生三相交流信號，經所述功率放大模塊放大后輸出，所述輸出反饋模塊對所述功率放大模塊輸出的放大信號進行采樣后，把采樣的數據反饋給所述三相信號發生模塊以便三相信號發生模塊及時調整其輸出信號的大小；其特征在于：所述三相信號發生模塊由1.2GMAC的數字信號處理器DSP、高速高精度的D/A轉換器和運算放大器組成，所述標準源還包括隔離變壓器，所述數字信號處理器DSP在所述控制信號輸入模塊的控制下輸出6路數字信號，包括三相電壓信號和三相電流信號，所述數字信號處理器DSP的6路數字信號的輸出端分別連接一個D/A轉換器，D/A轉換器將數字信號轉換成模擬信號后輸出到與所述D/A轉換器一一對應連接的所述運算放大器中進行初步放大，經初步放大的信號再輸出到各路信號的功率放大模塊，經進一步放大后分別通過隔離變壓器輸出，所述功率放大模塊由高保真、大功率的功率放大電路組成。

【技術特征摘要】
1.一種大功率三相交流標準源，包括依次串聯的控制信號輸入模塊、三相信號發生模塊、功率放大模塊以及輸入端連接所述功率放大模塊輸出端、輸出端與所述三相信號發生模塊輸入端相連的輸出反饋模塊； 所述三相信號發生模塊根據所述控制信號輸入模塊設置的輸出控制信號產生三相交流信號，經所述功率放大模塊放大后輸出，所述輸出反饋模塊對所述功率放大模塊輸出的放大信號進行采樣后，把采樣的數據反饋給所述三相信號發生模塊以便三相信號發生模塊及時調整其輸出信號的大小； 其特征在于所述三相信號發生模塊由1. 2GMAC的數字信號處理器DSP、高速高精度的D/A轉換器和運算放大器組成，所述標準源還包括隔離變壓器，所述數字信號處理器DSP在所述控制信號輸入模塊的控制下輸出6路數字信號，包括三相電壓信號和三相電流信號，所述數字信號處理器DSP的6路數字信號的輸出端分別連接一個D/A轉換器，D/A轉換器將數字信號轉換成模擬信號后輸出到與所述D/A轉換器一一對應連接的所述運算放大器中進行初步放大，經初步放大的信號再輸出到各路信號的功率放大模塊，經進一步放大后分別通過隔離變壓器輸出，所述功率放大模塊由高保真、大功率的功率放大電路組成。2.根據權利要求1所述的大功率三相交流標準源，其特征在于，所述功率放大電路由依次串聯的功率放大器和MOS管組成。3.根據權利要求1所述的大功率三相交流標準源，其特征在于，所述標準源還包括通信模塊，所述通信模塊...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫衛明，趙偉，肖勇，張永旺，
申請(專利權)人：廣東電網公司電力科學研究院，
類型：實用新型
國別省市：