一种用于低压电压成套开关设备温升试验的程控恒流源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及低压电气成套设备温升试验技术领域，尤其涉及一种用于低压电压成套开关设备温升试验的程控恒流源。
【背景技术】
[0002]温升是低压电气成套开关设备至关重要的技术参数和指标，其对低压电气成套开关设备运行可靠影响极大，根据国标GB7251-2013的规定，低压电气成套开关设备的温升需涉及到设备本身，以及设备中各功能单元、主母线和支路馈线的温升。由此可见，验证低压电气成套开关设备温升的关键在于验证通过各功能单元、主母线、配电母线等部件上指定电流的稳定性及精确度，当各部件上指定电流越稳定且精度越高，则验证的温升越精准。
[0003]现有技术中，低压电气成套开关设备温升试验系统为通过在被测设备电源输入端配设一台大容量多磁路变压器，将市电变换成具有低电压(如8V?15V)和大电流(如1KA-50KA)的输出电源后，在被测设备各分支馈线上接可变电阻器或电流调节器作为负荷以获得测试电流，通过调节可变电阻器或电流调节器使输出电流达到设定电流值。由于大容量多磁路变压器设备本身体积大，配上变电阻器或电流调节器负荷后，造成的缺点是占地面积很大，对实验室空间要求高，且设备笨重不能移动，无法开展多套设备同时检测，同时，由于电网电压的波动、载流回路中引线电阻变化、负载本身电阻发热变化，造成各支路电流不稳，测试电流随之变动，因此，操作人员须经常调节电阻器或变流器来恒定电流，费时费精力，精度还是无法保证，并且在低压大电流下会产生大量的感性无功损耗，电能直接消耗在铜母排、电阻器或变流器上，不但影响电网质量，而且还造成能源的巨大浪费。
【发明内容】
[0004]本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种用于低压电压成套开关设备温升试验的程控恒流源，其成本低廉，能够克服调节困难及电流不稳等问题，达到降低温升测试误差以及电能损耗的目的。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种用于低压电压成套开关设备温升试验的程控恒流源，所述程控恒流源的两端分别与被测低压电气成套开关设备上一支路馈线及市电电压源相连，其由三个单相交流程控恒流源形成；其中，
[0006]所述单相交流程控恒流源包括依序连接的用于滤波的EMI滤波器、用于交流转直流的整流滤波电路、用于调控直流电压脉冲宽度的全桥变换器、用于高频滤波的升流变压器、负载、用于采集所述负载电流的电流互感器和用于输出高低电平信号的可编程控制电路；其中，所述EMI滤波器还与所述市电电压源相连；所述全桥变换器还与所述可编程控制电路相连。
[0007]其中，所述单相交流程控恒流源还包括与所述可编程控制电路相连的触摸屏。
[0008]实施本实用新型实施例，具有如下有益效果:
[0009]1、在本实用新型实施例中，由于系统采用多个三相交流程控恒流源替代可变电阻器或电流调节器，控制负载电流的变化，从而确保各支路馈线电流稳定不变，因此即克服了调节困难及电流不稳等问题，达到降低温升测试误差以及电能损耗的目的，又可避免采用高精度电子负载柜带来成本昂贵的问题；
[0010]2、在本实用新型实施例中，由于系统直接采用多个三相交流程控恒流源与市电电压源相连，减少了大容量多磁路变压器，从而大大的降低了成本。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本实用新型的范畴。
[0012]图1为本实用新型实施例提供的用于低压电压成套开关设备温升试验的程控恒流源的系统结构示意图；
[0013]图2为图1中单相交流程控恒流源的系统结构示意图；
[0014]图3为图1中EMI滤波器应用场景的电路连接图；
[0015]图4为图1中整流滤波电路应用场景的电路连接图；
[0016]图5为图1中全桥变换器应用场景的电路连接图；
[0017]图中，1-单相交流程控恒流源，Il-EMI滤波器，12-整流滤波电路，13-全桥变换器，14-升流变压器，15-负载，16-电流互感器，17-可编程控制电路，18-触摸屏。
【具体实施方式】
[0018]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
[0019]如图1至图5所示，为本实用新型实施例中，提供的一种用于低压电压成套开关设备温升试验的程控恒流源，程控恒流源的两端分别与被测低压电气成套开关设备(未图示)上一支路馈线及市电电压源相连，其由三个单相交流程控恒流源I形成；其中，
[0020]单相交流程控恒流源I包括依序连接的用于滤波的EMI滤波器11、用于交流转直流的整流滤波电路12、用于调控直流电压脉冲宽度的全桥变换器13、用于高频滤波的升流变压器14、负载15、用于采集负载电流的电流互感器16和用于输出高低电平信号的可编程控制电路17 ;其中，EMI滤波器11与市电电压源相连，全桥变换器13还与可编程控制电路17相连。
[0021]应当说明的是，可编程控制电路17中预设有电流阈值，当获取到电流互感器16采集的电流后，与预设的电流阈值进行比较，根据比较结果输出不同的电平信号，使得全桥变换器13根据不同的电平信号，控制直流电压脉冲宽度的调整。
[0022]作为一个例子，当电流互感器16采集的电流 > 预设的电流阈值时，可编程控制电路17输出低电平信号，使得全桥变换器13调低直流电压当前脉冲的宽度，从而对支路馈线的电流进行降低；当电流互感器16采集的电流〈预设的电流阈值时，可编程控制电路17输出高电平信号，使得全桥变换器13调高直流电压当前脉冲的宽度，从而对支路馈线的电流进行补偿。
[0023]为了根据不同工作环境变换可编程控制电路17预设的电流阈值，来满足实际要求需要，因此单相交流程控恒流源I还包括与可编程控制电路17相连的触摸屏18，通过该触摸屏18可设置所需的电流阈值。
[0024]在本实用新型实施例中，三个单相交流程控恒流源I的电流相位均差120度，从而满足市电电压的要求。
[0025]单相交流程控恒流源的工作原理为:交流电源经过EMI滤波器11隔离及整流滤波12后变成直流电压，再通过由电力电子器件组成的全桥变换器13，输出给升流变压器14滤除高频分量后输出到负载15上，电流互感器16采集负载15上的电流作为采样电流送入可编程控制电路17中，可编程控制电路17根据预设的电流阈值与电流互感器16采集输出的采样电流进行比较，根据比较结果，输出不同的电平信号给全桥变换器13对直流电压进行脉宽调制控制，实现输出电流的稳定和各种故障的保护。
[0026]如图3所示，为本实用新型实施例中EMI滤波器11应用场景的电路连接示意图，电阻R和电容LI形成隔离高频率交流电压的带通滤波器，再通过电感LI至L4进行升压处理。
[0027]如图4所示，为本实用新型实施例中整流滤波12应用场景的电路连接示意图，通过由四个二极管形成的整流桥，将EMI滤波器11滤波处理后的交流电压转变成直流电压。
[0028]如图5所示，为本实用新型实施例中全桥变换器13应用场景的电路连接示意图，由两条可根据电平信号不同而调节不同脉冲输出的支路形成，每一条支路均包括由一放大电路与一场效应管形成的输入侧，以及由另一放大电路与另一场效应管形成的输出侧。当可编程控制电路17输出高电平信号时，全桥变换器13可选择输入侧电压为Vil的支路；当可编程控制电路17输出低电平信号时，全桥变换器13可选择输入侧电压为Vi2的支路。
[0029]实施本实用新型实施例，具有如下有益效果:
[0030]1、在本实用新型实施例中，由于系统采用多个三相交流程控恒流源替代可变电阻器或电流调节器，控制负载电流的变化，从而确保各支路馈线电流稳定不变，因此即克服了调节困难及电流不稳等问题，达到降低温升测试误差以及电能损耗的目的，又可避免采用高精度电子负载柜带来成本昂贵的问题；
[0031]2、在本实用新型实施例中，由于系统直接采用多个三相交流程控恒流源与市电电压源相连，减少了大容量多磁路变压器，从而大大的降低了成本。
[0032]以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
【主权项】
1.一种用于低压电压成套开关设备温升试验的程控恒流源，其特征在于，所述程控恒流源的两端分别与被测低压电气成套开关设备上一支路馈线及市电电压源相连，其由三个单相交流程控恒流源(I)形成；其中， 所述单相交流程控恒流源包括依序连接的用于滤波的EMI滤波器(11)、用于交流转直流的整流滤波电路(12)、用于调控直流电压脉冲宽度的全桥变换器(13)、用于高频滤波的升流变压器(14)、负载(15)、用于采集所述负载电流的电流互感器(16)和用于输出高低电平信号的可编程控制电路(17);其中，所述EMI滤波器(11)还与所述市电电压源相连；所述全桥变换器(13)还与所述可编程控制电路(17)相连。2.如权利要求1所述的程控恒流源，其特征在于，所述单相交流程控恒流源(I)还包括与所述可编程控制电路相连的触摸屏(18)。3.如权利要求1或2所述的程控恒流源，其特征在于，所述三个单相交流程控恒流源(!)的电流相位均差120度。
【专利摘要】本实用新型提供一种用于低压电压成套开关设备温升试验的程控恒流源，该程控恒流源的两端分别与被测低压电气成套开关设备上一支路馈线及市电电压源相连，其由三个单相交流程控恒流源形成；其中，单相交流程控恒流源包括依序连接的用于滤波的EMI滤波器、用于交流转直流的整流滤波电路、用于调控直流电压脉冲宽度的全桥变换器、用于高频滤波的升流变压器、负载、用于采集负载电流的电流互感器和用于输出高低电平信号的可编程控制电路；其中，EMI滤波器还与市电电压源相连；全桥变换器还与可编程控制电路相连。实施本实用新型实施例，其成本低廉，能够克服调节困难及电流不稳等问题，达到降低温升测试误差以及电能损耗的目的。
【IPC分类】G05F1/46, G01K7/00
【公开号】CN204705930
【申请号】CN201520443918
【发明人】吴自然, 吴桂初, 陈冲, 梁步猛, 许小锋
【申请人】温州大学, 温州聚创电气科技有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月24日