一种基于LC谐振电路的脉冲电流发生器的制作方法

文档序号:15317802发布日期:2018-09-01 00:09阅读:608来源:国知局

本申请涉及电力设备技术领域,尤其涉及一种基于LC谐振电路的脉冲电流发生器。



背景技术:

脉冲电流发生器是用来发出电流信号,并产生所需参数的电测试信号仪器,具有高电压、大电流、强脉冲等特点。近年来,随着电力系统的不断发展,脉冲电流发生器也被用于对台区变下属用户电表的台区归属进行识别判断。

目前,常见的脉冲电流发生器包括充电支路、充电电缆和峰化回路,峰化回路包括峰化开关和峰化电容器,峰化电容器一端为接地电极板,峰化电容器的另一端为高压电极板,高压电极板与峰化开关的高压电极一端连接为一体式结构,峰化开关的另一端为脉冲源输出电极,峰化电容器高压电极板通过充电电缆与充电支路相连,峰化电容器外设有绝缘壳体,绝缘壳体和峰化电容器的接地电极板、高压电极板共同围成填充有气体介质的封闭腔体。

然而,上述脉冲电流发生器,由于没有与电网进行隔离,容易引发安全问题,并且发出的脉冲电流特征不明显,导致脉冲电流信号与电网上的干扰信号容易混淆,不能准确识别判断台区变下属用户电表的台区归属。



技术实现要素:

本申请提供了一种基于LC谐振电路的脉冲电流发生器,以解决在实际使用过程中产生的安全问题和不能准确识别判断台区变下属用户电表的台区归属问题。

一种基于LC谐振电路的脉冲电流发生器,包括:变压器、整流桥、限流电阻、直流支撑支路、可控整流支路及LC谐振支路;

所述变压器包括原边和副边,所述原边一端与电网连接,另一端接地;所述整流桥包括直流侧支路和交流侧支路,所述副边一端与所述交流侧支路连接,另一端与所述直流侧支路连接;

所述整流桥直流侧支路、所述直流支撑支路及所述可控整流支路相互并联;

所述限流电阻串联于所述直流侧支路与所述直流支撑支路之间;

所述LC谐振支路包括电感L和电容C,所述电感L一端与所述可控整流支路连接,另一端与所述电容C的一端连接,所述电容C的另一端与所述直流支撑支路连接。

可选的,所述变压器为单相升压变压器,升压系数为1:2。

可选的,所述整流桥为单相整流桥。

可选的,所述直流支撑支路包括电容C1和C2,所述电容C1与所述电容C2串联。

可选的,所述可控整流支路包括晶闸管SCR1和SCR2,所述晶闸管SCR1与所述晶闸管SCR2同向串联。

可选的,所述LC谐振支路中的所述电感L与所述电容C的公共端与电网连接。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果:

与现有技术相比,本申请提供了一种基于LC谐振电路的脉冲电流发生器,通过设置变压器使得脉冲电流发生电路与电网电位进行隔离,通过可控整流支路中晶闸管的快速导通特性,使得脉冲电流信号具有方波特性,并且包含丰富的频谱分量,还可以使正负脉冲电流轮次发生,整流桥能够通过二极管的单向导通特性,将交流电转换为脉动的直流电,LC谐振电路进行信号的频幅转换和频相转换,丰富了脉冲电流的信号特征。本申请的脉冲电流发生器安全可靠,且能准确识别判断台区变下属用户电表的台区归属。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的基于LC谐振电路的脉冲电流发生器的电路图。

附图标记说明:1、变压器;2、整流桥;3、限流电阻;4、直流支撑支路;5、可控整流支路;6、LC谐振支路。

具体实施方式

参见图1,本实施例提供的基于LC谐振电路的脉冲电流发生器的电路图。本申请提供一种基于LC谐振电路的脉冲电流发生器,包括:变压器1、整流桥2、限流电阻3、直流支撑支路4、可控整流支路5及LC谐振支路6。

所述变压器1包括原边和副边,所述变压器1的原边一端与电网连接,另一端接地;所述整流桥2包括直流侧支路和交流侧支路,所述变压器1的副边一端与所述整流桥2的交流侧支路连接,另一端与所述整流桥2的直流侧支路连接。

所述整流桥2的直流侧支路、所述直流支撑支路4及所述可控整流支路5相互并联。

所述限流电阻3串联于所述整流桥2的直流侧支路与所述直流支撑支路4之间。

所述LC谐振支路6包括电感L和电容C,所述电感L一端与所述可控整流支路5连接,另一端与所述电容C的一端连接,所述电容C的另一端与所述直流支撑支路4连接。

需要说明的是,电容C的另一端连接在直流支撑支路4中电容C1的负输出端和电容C2的正输入端之间,且连接点至电容C1和电容C2的距离相等。

可选的,所述变压器1为单相升压变压器,升压系数为1:2。变压器是利用电磁感应的原理来改变电流电压的装置,由初级线圈、次级线圈、铁芯组成。变压器的主要功能有电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压。变压器按相数分为单相变压器和三相变压器。单相变压器的铁芯上只有一个绕组,将一相电源变压到二次侧输出,用于单相负荷和变压器组。三相变压器的铁芯上绕有三个绕组,可以同时将三相电源变压到二次侧绕组,其输出也是三相电源,用于三相系统的升降电压。在本实施例中,选用单相变压器,单相变压器结构简单、体积小、损耗低,主要是铁损小。该单相变压器属于隔离变压器,隔离变压器可以实现脉冲电流发生电路与电网的电位隔离,增加了装置的安全性。变压器的原边和副边线圈采用性能良好的绝缘材料,使隔离电压达到所需程度。隔离变压器采用特殊结构,使变压器两边的设备由电的连接变为磁的转接,对危险电压进行了隔离,防止通信、远端设备受到雷击及电位反击的损害。

可选的,所述整流桥2为单相整流桥。单相整流桥由四个二极管组合,整流桥2的交流侧支路由两个二极管同向串联组成,整流桥2的直流侧支路也由两个二极管同向串联组成,并且整流桥2的交流侧支路与整流桥2的直流侧支路并联,共同组成了整流桥电路。单相整流桥的作用是能够通过二极管的单向导通特性,将电平在零点上下浮动的交流电转换为脉动的直流电的过程,具有结构简单、体积小、方便使用、装配简单的优点。

需要说明的是,变压器1的副边一端连接在整流桥2的交流侧支路的两个二极管之间,变压器1副边的另一端连接在整流桥2的直流侧支路的两个二极管之间。

可选的,所述直流支撑支路4包括电容C1和C2,所述电容C1与所述电容C2串联。

电容C1、电容C2具有充放电特性和阻止直流电流通过,允许交流电流通过的能力,电容在充电和放电的过程,两极板上的电荷有积累的过程,即电压有建立过程,电容器上的电压不能突变。在直流电路中,电容器是相当于断路的,通电后电容的极板带电,形成电压,但是由于中间的绝缘物质,所以整个电容器是不导电的。在交流电路中,电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的,而电容器充放电的过程是有时间的,在此期间,在极板之间形成变化的电场,这个电场也是随时间变化的函数。实际上,电流是通过电场的形式在电容器间通过的。

需要说明的是,所述限流电阻3串联于所述整流桥2直流侧支路的出线端与所述直流支撑支路4中的电容C2的负输出端之间。

可选的,所述可控整流支路5包括晶闸管SCR1和SCR2,所述晶闸管SCR1与所述晶闸管SCR2同向串联。

需要说明的是,LC谐振支路6中的电感L一端连接在晶闸管SCR1和SCR2之间,且连接点至晶闸管SCR1和晶闸管SCR2的距离相等。

晶闸管具有方形的芯片支撑板,模块压降小,功耗低,效率高,节电效果好,晶闸管中的贴片元件,触发控制电路可靠,晶闸管中的陶瓷覆铜板,焊接层紧密,具有良好的导热性能,导热绝缘封装材料,具有良好的绝缘,防潮性能,晶闸管的主电路与触发控制电路、导热底板相互隔离,导热底板不带电,绝缘强度高,使用安全。晶闸管闭合速度快,导通电阻小,并且能够在大电流、高电压下正常工作,寿命长,驱动简单,容易控制,而且结构简单,有效节约了产品成本,便于维护,易于操作,性价比较高,所以选用晶闸管作为开关。在本实施例中,将两个晶闸管同向串联,利用晶闸管元器件的快速导通特性不但可以实现脉冲电流的方波特性,使其包含丰富的频谱分量,还可以实现正负脉冲电流轮次发生,可以使脉冲电流检测方法多样化。

可选的,所述LC谐振支路6中所述电感L与所述电容C的公共端与电网连接。

利用LC谐振回路的幅频特性和相频特性,不仅可以进行选频,即从输入信号中选择出有用频率分量而抑制掉无用频率分量或噪声,而且还可以进行信号的频幅转换和频相转换,通过LC谐振技术丰富了脉冲电流的信号特征。

可选的,连接变压器1、整流桥2、限流电阻3、直流支撑支路4、可控整流支路5及LC谐振支路6之间连接的导线为铜和铝其中的任意一种。铜材质导线的导电率高,损耗比较低,铜材的机械性能优于铝材,延展性好,便于加工和安装,抗疲劳强度高,铜线芯的导线应用在脉冲电流发生器电路中各部件的连接,提高了脉冲电流发生器的使用寿命。

本实施例提供的基于LC谐振电路的脉冲电流发生器的工作过程如下所示:

当不需要发出脉冲电流时,可控整流支路5中的晶闸管SCR1和SCR2不被触发,直流支撑支路4中的电容C1和C2通过变压器1和整流桥2充电。如果需要发出正向脉冲电流,则触发导通可控整流支路5中的串联晶闸管的SCR1,此时电容C1的电压通过SCR1施加到LC谐振支路6上输出正向脉冲电流振荡信号,如果需要发出负向脉冲电流,则触发导通可控整流支路5中串联晶闸管的SCR2,此时电容C2的电压通过SCR2施加到LC谐振支路6上输出正向脉冲电流振荡信号。

综上所述,本申请提供的基于LC谐振电路的脉冲电流发生器,通过将变压器1、整流桥2、限流电阻3、直流支撑支路4、可控整流支路5及LC谐振支路6进行组合连接,能够与电网进行隔离,并且发出特征明显的脉冲电流信号。因此,该脉冲电流发生器安全可靠,且能准确识别判断台区变下属用户电表的台区归属。

需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

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