专利名称：便携式并联电力滤波器调试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电气自动化设备领域，涉及一种便携式电力滤波器调试仪。
背景技术：
并联电力滤波器是一种典型的电能质量治理装置，该装置能有效减小电力系统的 谐波污染，提高输配电网功率因数，广泛应用于冶金、矿山、化工、电力、电气化轨道交通等 行业。并联电力滤波器由电容器、电抗器串联构成，并精确调谐于特定的谐波频率；由于等 效LRC串联回路在该频率发生串联谐振，此时回路等效阻抗最低，从而起到吸收谐波电流， 消除电力污染的作用；由于电容器制造中存在容量偏差，为了使并联电力滤波器调谐频率 精确，一般采用空气芯滤波电抗器。空气芯电抗器制造成上下两饼，调节饼间间距即可在一 定范围内改变其电感量，并使之与电容器相匹配。该过程称为并联电力滤波器的调谐调试， 一般在安装现场进行。而现场调谐调试过程一直没有专门的测试仪器，调试人员需要携带 多种通用仪器设备、操作步骤复杂、工作效率低、人为误差大等问题没有得到很好的解决。
实用新型内容为了克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种工作效率较高、操作简单、携 带方便的便携式并联电力滤波器调试仪。为了达到上述目的，本实用新型的便携式并联电 力滤波器调试仪，其特征在于包括用于接入待测并联电力滤波器的第一测试端和第二测试端，其中，两个测试端分 别对应连接第一、第二信号调理电路，第一、第二信号调理电路输出均连接双通道模数转换 芯片，以构成信号采集通道；数字频率直接合成芯片输出连接功放电路，以构成测试激励信 号发生通道；所述功放电路输出连接至所述第一测试端，所述第二测试端连接限流采样电 阻，该限流采样电阻另一端接地；电源模块，为调试仪各个电路模块提供电源；显示模块，连接微控制器并显示输出界面；键盘，连接微控制器用于输入操控指令。其中，所述测试激励信号由数字频率直接合成芯片产生；所述的微控制器与所述 数字频率合成芯片之间通过串行外围设备接口 SPI连接；所述双通道模数转换器与所述微 控制器之间通过IIC总线接口连接。上述的结构，通过限流采样电阻连接待测试的滤波器，对功率放大电路输出端、限 流采样电阻上的电压信号进行调理放大，送至模数转换器获得滤波器与限流电阻串联回路 的电流、电压信号，模数转换器与微控制器连接，其采样输出数据经过微控制器运算得到并 联电力滤波器的阻抗参数；根据调谐频率处滤波器等效阻抗最低的特征，发出增减电抗器 饼间距和电抗器调节到位的指示信号；根据不同频率下的滤波器阻抗计算其等效电感值、 电容值、电阻值、品质因数等参数；相对现有技术工作效率较高、操作简单、携带方便。
图1为本实用新型具体实施例的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图1所示，本实用新型的便携式并联电力滤波器调试仪的具体实施例包括电 源模块9，为调试仪各个电路模块提供电源；第一测试端11和第二测试端12，用于接入待测 并联电力滤波器10两端；第一、第二信号调理电路41、42，双通道模数转换电路5，依次连接 构成信号采集通道；所述第一、第二信号调理电路对应连接第一、第二测试端；数字频率直 接合成芯片2，功放电路3，依次连接构成测试激励信号产生通道；所述第一测试端11连接 所述功放电路输出；所述第二测试端12连接限流采样电阻6，该限流采样电阻另一端接地； 显示模块7，连接微控制器1并显示输出界面；键盘8，连接微控制器1用于输入操控指令。 其中，所述的微控制器1与所述数字频率合成芯片2之间通过串行外围设备接口 SPI连接； 所述双通道模数转换器5与所述微控制器1之间通过IIC总线接口连接；所述键盘和液晶 显示模块与微控制器1通过GPIO接口连接。本具体实施例中，所述的微控制器1采用8位精简指令集微控制器PIC16F877A ； 数字频率直接合成芯片2采用AD9833 ；功放电路3由运算放大器0PA604和高速缓冲器 BUF634构成；第一信号调理电路41、第二信号调理电路、42各由两片运算放大器0PA604构 成；双通道模数转换电路5为12位双通道模数转换芯片AD7994 ；限流采样电阻6采用低温 度系数的无感精密电阻；显示模块7采用字符型液晶显示模块。上述的结构，16F877A微控制器根据由键盘和显示接口输入的测试信号频率计算 控制参数，并通过SPI接口设置数字频率直接合成芯片AD9833输出频率、幅值；AD9833的 模拟输出信号经功率放大电路后输出正弦交流测试电压至测试端；测试电压信号经过待测 滤波器和限流采样电阻形成回路。测试电压和限流采样电阻上取得的分压通过采样调理电 路输出到模数转换器。微控制器以定时器中断方式按一定的时间间隔向模数转换器发出转 换指令，模数转换器完成一次转换工作后发出信号并使微控制器产生外部中断，微控制器 再通过IIC通讯总线读取模数转换器输出数据，并经计算获得测试点的交流电压有效值。 由于采样限流电阻的阻值确定已知，可以计算出回路的交流电流有效值，由此即可计算得 出待测滤波器在设定频率下的串联等效阻抗。实际调试分为两步首先，连接好测试端与待测滤波器，根据所测滤波器次数设定 测试频率；调节电抗器电感，即改变测试回路的阻抗和电流，当测试回路阻抗最小、电流最 大时即滤波器已校准。根据调节电抗器电感过程中，仪器测得的回路阻抗的变化方向和大 小，测试仪可通过液晶显示器向操作人员发出加大电感、减小电感、电感调节到位的指示信 息，便于操作。其次，当滤波器调谐工作完成后，设定仪器进入滤波器参数测量模式。此时，微控 制器改变数字频率直接合成芯片的控制参数，在一定范围内改变测试电压的频率，同时计 算若干个已知频率下的滤波器阻抗，即可求解出待测滤波器的等效电感、电容、电阻、品质 因数等参数。本实用新型不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上做任何变化，凡是利
4用上述的便携式并联电力滤波器调试仪都是本实用新型的一种变形，均应认为落在本实用 新型保护范围之内。
权利要求1.一种便携式并联电力滤波器调试仪，其特征在于用于接入待测并联电力滤波器的 第一测试端和第二测试端，其中，两个测试端分别对应连接第一、第二信号调理电路，第一、 第二信号调理电路输出均连接双通道模数转换芯片，构成信号采集通道；数字频率直接合 成芯片连接功放电路构成测试激励信号发生通道；所述功放电路输出连接至所述第一测试 端，所述第二测试端连接限流采样电阻，该限流采样电阻另一端接地；电源模块，为调试仪各个电路模块提供电源；显示模块，连接微控制器并显示输出界面；键盘，连接微控制器用于输入操控指令。
2.如权利要求1所述的便携式并联电力滤波器调试仪，其特征在于，所述测试激励信 号源由数字频率直接合成芯片产生。
3.如权利要求1所述的便携式并联电力滤波器调试仪，其特征在于，所述的微控制器 与所述数字频率合成芯片之间通过串行外围设备接口 SPI连接。
4.如权利要求1或2所述的便携式并联电力滤波器调试仪，其特征在于，所述双通道模 数转换器与所述微控制器之间通过IIC总线接口连接。。
专利摘要本实用新型公开了一种便携式并联电力滤波器调试仪，为解决现有技术中操作复杂等问题而发明。包括电源、液晶显示、键盘、微控制器、与微控制器依次连接的数字直接频率合成芯片、功放电路、第一和第二测试端、信号调理电路、双通道模数转换电路，模数转换电路输出再接至微控制器；其中，第一测试端接功放电路输出；第二测试端接另一端接地的限流采样电阻。两测试端间接入待测滤波器，按其滤波次数设置测试频率，调节电抗器饼间距，测试仪根据测得的回路阻抗的大小和变化方向，通过液晶显示器向操作人员发出加大电感、减小电感、电感调节到位的指示信息，并测出滤波器实际等效电容、电感、电阻、品质因数等关键参数，便于操作。
文档编号H02J3/01GK201897717SQ20102061500
公开日2011年7月13日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者夏华, 姚自立, 李晟, 申林, 郭智文, 陆红学 申请人:中冶华天工程技术有限公司