一种新型三相变频电源的制作方法

本实用新型涉及一种电源，尤其指一种新型三相变频电源。

背景技术：

变压器交接试验时，应进行空载试验和负载试验，以验证变压器铭牌标注的参数是否准确，是否存在铁心和绕组的质量问题。现场试验时通常采用三相调压器输出作为电源，虽然调压器能够满足试验对电源的要求，但也存在着一定问题：

1）.设备体型庞大笨重，一台额定容量为15kVA的三相接触式调压器，其总重量达到约80kG，搬运困难，受试验场地客观条件限制；

2）.设备需要380V三相电源输入，对于试验场地仅能提供220V单相电源时试验将难以进行；

3）.由于调压器是直接采用电网电压，当电网电压受到负荷侧影响发生波动、负荷不对称造成三相电压不平衡、电源中含有谐波成分时，均会影响试验结果的可靠性和准确性。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种新型三相变频电源，以达到能三相变压供电的目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。

一种新型三相变频电源，其特征在于：包括单相电输入模块、AC-DC转换模块、变频模块、变压器升压模块、三相电输出模块；所述的变频模块包括SPWM逆变电路、信号发生单元、SPWM波生成单元、反馈控制单元、显示单元、控制单元、保护单元、输入单元；所述的控制单元与显示单元、信号发生单元、输入单元、保护单元、SPWM波生成单元、反馈控制单元相连。本技术方案由于采用了整流—逆变技术，设备输出电压与电网电压间实现了电气隔离，不会受到电网电压波动、三相不平衡、谐波等的影响。实现220V单相工频交流电源输入，0～450V三相工频交流电源输出，频率偏差不大于±0.1%，输出波形畸变率不大于3%，三相线电压差不大于1%，在大幅度减小电源体积重量下优化输出电压的各项性能指标，克服传统调压器的各项弊端，充分满足试验的可靠性和准确性要求。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型还包括以下附加技术特征。

所述的信号发生单元包括基准频率产生电路、正弦波产生电路。

所述的SPWM波生成单元包括三角波产生电路、SPWM波合成电路。

所述的反馈控制单元包括电压负反馈电路。

所述的显示单元包括电压、频率、电流、功率/功率因数显示电路。

所述的控制单元包括软启动电路、故障中断处理电路、RESET电路。

所述的保护单元包括过载侦测电路、过电压侦测电路、过热侦测电路、过流侦测电路、保险丝断侦测电路。用于保护电路，避免因过载、过压、过热、过流等原因造成电源损坏。

还设有整流滤波模块；所述的整流滤波模块设于AC-DC转换模块和变频模块之间，所述的整流滤波模块包括电感、电阻、电容。整流滤波模块进一步提高工作效率，适用负载可为感性、容性、阻性及任意混合负载。

转换模块的正极输出端连接所述的电感，多个由一电容与一电阻并联形成的滤波支路串联后两端与电感的另一端及AC-DC转换模块的负极输入端对应连接。

所述的电感为电容预充定时电感。

有益效果：

1、本技术方案由于采用了整流—逆变技术，设备输出电压与电网电压间实现了电气隔离，不会受到电网电压波动、三相不平衡、谐波等的影响。

2、实现220V单相工频交流电源输入，0～450V三相工频交流电源输出，频率偏差不大于±0.1%，输出波形畸变率不大于3%，三相线电压差不大于1%，在大幅度减小电源体积重量下优化输出电压的各项性能指标，克服传统调压器的各项弊端，充分满足试验的可靠性和准确性要求。

3、采用多重保护装置：五熔丝开关，电子电路快速侦测过电压、过电流、过载，有效保护设备，免受损坏。

4、能满足电抗器阻抗值的测量要求。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型现场接线结构示意图。

图3（a）是单相桥式SPWM逆变电路。

图3（b）是单极性SPWM控制方式波形。

图4是本实用新型的变频模块结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型包括单相电输入模块、AC-DC转换模块、整流滤波模块、变频模块、变压器升压模块、三相电输出模块；单相电输入模块、AC-DC转换模块、整流滤波模块、变频模块、变压器升压模块、三相电输出模块依次连接。

如图4所示，所述的变频模块包括SPWM逆变电路、信号发生单元、SPWM波生成单元、反馈控制单元、显示单元、控制单元、保护单元、输入单元；所述的控制单元与显示单元、信号发生单元、输入单元、保护单元、SPWM波生成单元、反馈控制单元相连。

其中：所述的信号发生单元包括基准频率产生电路、正弦波产生电路。所述的SPWM波生成单元包括三角波产生电路、SPWM波合成电路。所述的反馈控制单元包括电压负反馈电路。所述的显示单元包括电压、频率、电流、功率/功率因数显示电路。所述的控制单元包括软启动电路、故障中断处理电路、RESET电路。所述的保护单元包括过载侦测电路、过电压侦测电路、过热侦测电路、过流侦测电路、保险丝断侦测电路。用于保护电路，避免因过载、过压、过热、过流等原因造成电源损坏。

所述的整流滤波模块设于AC-DC转换模块和变频模块之间，所述的整流滤波模块包括电感、电阻、电容。

转换模块的正极输出端连接所述的电感，多个由一电容与一电阻并联形成的滤波支路串联后两端与电感的另一端及AC-DC转换模块的负极输入端对应连接。所述的电感为电容预充定时电感。

如图2所示，当在对变压器进行检测时，220V交流电与电源的单相电输入模块相连；电源的三相电输出模块与变压器损耗测试仪相连，变压器损耗测试仪的另一接线端与变压器相连。

如图3（a）所示，结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制方法举例说明，在工作时V₁和V₂通断互补，V₃和V₄通断也互补。U_o正半周，V₁通，V₂断，V₃和V₄交替通断，负载电流比电压滞后，且有一段区间为正，一段区间为负。负载电流为正的区间，V₁ 和V₄导通时，V_o等于V_d，V₄关断时，负载电流通过V₁和V_D3续流，V_o=0。负载电流为负的区间，V₁和V₄仍导通，I_o为负，实际上;I_o从V_D1和V_D4流过，仍有V_o =V_d。V₄关断V₃开通后，I_o从V₃和V_D1续流，U_o=0总可得到U_d和零，两种电平。U_o负半周，让V₂保持通，V₁保持断，V₃和V₄交替通断，U_o可得-U_d和零，两种电平。

单极性SPWM控制方式波形如图3（b）所示，单极性SPWM控制方式（单相桥逆变）在ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断。

ur正半周，V₁保持通，V₂保持断，当ur＞uc时使V₄通，V₃断，uo=U_d。当ur＜u时使V₄断，V₃通，u0=0。

ur负半周，V₁保持断, V₂保持通，当ur＜uc时使V₃通，V₄断，uo=-U_d。当ur＞uc时使V₃断，V₄通，u0=0。虚线uof表示uo 的基波分量。

以上图1-4所示的一种新型三相变频电源是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。