专利名称：一种三相无局放大功率谐波电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种三相放大功率谐波电源装置，尤其是涉及一种主要用于电力电容器
和平波电抗器进行谐波过电压实验及谐波过电流实验的三相无局放大功率谐波电源装置。
背景技术：
电力电容器的谐波噪音是影响电力电容器长期安全运行的世界性难题，随着谐波治理和 无功补偿日益受到重视，电力电容器和平波电抗器的用量越来越大，技术要求越来越高，而 限于技术难度，目前市场上对应的谐波实验设备只有小功率的单相谐波电源，使用单相谐波 电源对三相电力电容器和电抗器进行谐波实验时，只能分相地分三次进行，不仅操作麻烦， 而且无法考核相与相之间的绝缘情况，同时，目前的单相谐波电源不能提供多种频率组合的 谐波信号，不能满足实际谐波实验的需要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种对电力电容器和平波电抗器三相同时进行谐波实验并 可考核相与相之间绝缘情况的三相无局放大功率谐波电源装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的其由可调频调幅支持多频率组合和在线 更新参数的标准谐波源、用于将三相谐波功率放大的三相全桥功率放大电路、用于保护功率 放大电路的保护电路、用于向功率放大电路供电的电源电路组成，所述标准谐波源的输出端 与三相全桥功率放大电路的输入端连接，所述电源电路的输出端与保护电路的输入端连接， 所述保护电路的输出端与三相全桥功率放大电路的输入端连接。
所述标准谐波源可由16位的CPU、超大规模CPLD、 32位存储器、三个12位的模数转 换器、三个输出滤波器构成，所述CPU输出端与超大规模CPLD输入端连接，存储器与超大 规模CPLD双向连接；超大规模CPLD输出端分别与三个模数转换器的输入端连接，三个模
数转换器的输出端分别与三个输出滤波器连接。
所述标准谐波源由CPU和CPLD控制，分三路输出，每路相位差为120度，每路输出的 谐波频率从O.lHz—lMHz，可设定输出，且可以二十五通道频率组合，即每路可以同时输出 25个(或更多)频率组合，各频率分量电压可单独调节，总共3X25个谐波电压分量调节点， 同时支持在线更新。从标准谐波源输出的谐波电压，送功率放大电路进行功率放大然后输出。所述三相全桥功率放大电路由六个桥臂构成三相全桥放大矩阵，每个桥臂均采用达林顿 结构，由100只一-10000只参数一致的耐压高大功率三极管并联构成(并联大功率三极管的 具体数量根据所需功率大小确定，所需功率越大，并联大功率三极管数量应当越多)；每个桥
臂三极管的基极和发射极之间并联有两只用于提供基极偏置电压的二极管。不需要传统的电 位器调节。所有三极管工作在线性放大区，所以不存在波形的失真，电压畸变率小(小于1%)，
同时由于整个信号回路无开关器件及其它存在放电的器件，所以局部放电量小(小于3pc)， 可以很好的满足电容器和电抗器谐波实验要求。
本实用新型体积小，重量轻，调试简单，不用调节功放三极管的基极偏置电压，可以输 出多达二十五通道频率组合，可以在线更新输出的谐波参数，噪音小，实验时，既可以作三 相电源使用，又可以作单相电源使用。
图1是本实用新型一实施例的结构方框图2是图1所示实施例标准谐波源的一种电路方框图3是图1所示实施例的一种电源电路和功率放大电路结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
参照图l，本实施例由标准谐波源l、电源电路2、保护电路3、功率放大电路4组成， 电源电路1的输出端与保护电路2的输入端连接，保护电路2的输出端与功率放大电路4的 输入端连接，标准谐波源3的输出端与功率放大电路4的输入端连接。
参照图2，标准谐波源l由16位的CPU11，超大规模CPLD12， 32位的存储器13，三个 12位的模数转换器I 141、模数转换器II142、模数转换器ffl143,以及对应的输出滤波器I 151、 输出滤波器I1152、输出滤波器I11153构成，所述CPU11输出端与超大规模CPLD12输入端 连接，存储器13与超大规模CPLD12双向连接；超大规模CPLD12输出端分别与模数转换器 1141、模数转换器ni42和模数转换器ffll43的输入端连接，模数转换器I14K模数转换器 ni42和模数转换器ffl143的输出端分别与输出滤波器I 151、输出滤波器11152、输出滤波器 III153的输入端连接。
CPLD将存储器13分为两个区存储器13I区和存储器13H区，CPU根据输出要求将 各次谐波按比例相加，将一个周期360度分成4096份，求出对应的正弦函数值，将结果送入 CPLD， CPLD将这些数据固化到存储器13I区，输出波形时，CPU将要输出的信号频率传 递给CPLD， CPLD根据要求的频率值循环读取存储器13I区的正弦函数数据，将读取的正
4弦函数数据送至模数转换器，得到标准的谐波，然后经输出滤波器送至功率放大电路4。在 线更新输出谐波参数时，CPU根据输出要求将各次谐波按比例相加，将一个周期360度分成 4096份，求出对应的正弦函数值，将结果送至CPLD， CPLD将这些数据固化到存储器1311 区，与此同时，CPLD在循环读取存储器I区中的数据，对外连续送出谐波信号，当更新的 数据固化到存储器13II区后，CPLD将切换到读取存储器BII区的数据，对外送出新参数的 谐波电压，到此更新完成，存储器13I区用来作下次更新数据用。
参照图3，电源电路2由三相整流电路，滤波电路，预充电部分组成，控制交流电的输入 和将交流转变成直流电，外部交流三相输入，在输入端加有压敏电阻，用来吸收电网的干扰， 输入电压经过主回路空气开关Kl,预合闸开关K—YH闭合，电压经过Cl和C2给主回路预充 电，预充电时间到，闭合合闸开关K一H，预合闸开关K—YH自动断开，三相交流经过由二极管 D9, D10, Dll， D12, D13, D14和电容C4， C5， C6, C20， C21, C22组成的三相全桥整流电 路后送滤波电容C7， C8， R10和RU为滤波电容的泄放电阻，经过滤波后的电压经过保护电 路后送功率放大电路，给功率放大电路提供直流电源。
保护电路3采用快速可控硅作为主要元件，当主回路或负载电路出现故障时，能迅速关 断主回路电源，保护人员及设备的安全，反应速度为纳秒级。
功率放大电路4由六组大功率三极管(Q1, Q2, Q3， Q4， Q5， Q6)分别作为六个桥臂， 构成三相全桥放大电路，每组三极管采用达林顿结构，由5000只同参数的大功率三极管并联 组成，标准谐波源1送出的谐波信号电压经过变压器Tl、 T2和T3分别连接到六个桥臂的基 极，每个桥臂的基极通过电阻和二极管来提供和保障基极偏置电压，R26上端经过变压器T1 接在Q1的基极，R26下端接在Q1的发射极，电阻R25， R26， R27， R28依次相连接到直流母 线上，根据串联分压，R26两端分得的电压为桥臂1提供基极偏置电压，二极管D7， D8并在 R26的两端，由于二极管正向导通的电压降是恒定的，所以保障R26两端的电压降恒定，从 而保障Q1的基极偏置电压恒定，使Q1恒定地工作在放大区。它桥臂是同样的工作原理。在 每个桥臂上并联有一个续流二极管，用来释放感性负载在关断时候储存的电流能量，经过三 相全桥放大电路输出的谐波功率可达一千千瓦。
权利要求1、一种三相无局放大功率谐波电源装置，其特征在于，由可调频调幅支持多频率组合和在线更新参数的标准谐波源、用于将三相谐波功率放大的三相全桥功率放大电路、用于保护功率放大电路的保护电路、用于向功率放大电路供电的电源电路组成，所述标准谐波源的输出端与三相全桥功率放大电路的输入端连接，所述电源电路的输出端与保护电路的输入端连接，所述保护电路的输出端与三相全桥功率放大电路的输入端连接。
2、 根据权利要求l所述的三相无局放大功率谐波电源装置，其特征在于，所述标准谐波 源由16位的CPU、超大规模CPLD、 32位存储器、三个12位的模数转换器、三个输出滤波 器构成，所述CPU输出端与超大规模CPLD输入端连接，存储器与超大规模CPLD双向连接； 超大规模CPLD输出端分别与三个模数转换器的输入端连接，三个模数转换器的输出端分别 与三个输出滤波器连接。
3、 根据权利要求1或2所述的三相无局放大功率谐波电源装置，其特征在于，所述三相 全桥功率放大电路由六个桥臂构成三相全桥放大矩阵，每个桥臂均采用达林顿结构，由100 只一-10000只参数一致的耐压高大功率三极管并联构成；每个桥臂三极管的基极和发射极之 间并联有两只用来提供基极偏置电压的二极管。
专利摘要一种三相无局放大功率谐波电源装置，其由可调频调幅支持多频率组合和在线更新参数的标准谐波源、用于将三相谐波功率放大的三相全桥功率放大电路、用于保护功率放大电路的保护电路、用于向功率放大电路供电的电源电路组成，所述标准谐波源的输出端与三相全桥功率放大电路的输入端连接，所述电源电路的输出端与保护电路的输入端连接，所述保护电路的输出端与三相全桥功率放大电路的输入端连接。本实用新型体积小，重量轻，调试简单，噪音小，既可以作三相电源使用，又可以作单相电源使用。
文档编号H02J3/18GK201345550SQ20092006315
公开日2009年11月11日 申请日期2009年2月9日 优先权日2009年2月9日
发明者万望龙 申请人:万望龙