一种基于谐振方式的低电压大电流谐波发生器制造技术

一种基于谐振方式的低电压大电流谐波发生器，属于一种电流型谐波源。包括与电源 相线U和零线N连接的自耦调压器TB1；混合开关电路的输入端K1与自耦调压器TB1 的调节端P连接；谐振选择电路的S1端与混合开关电路的输出端K2连接，谐振选择电 路的S2端与自耦调压器TB1的公共端和零线N连接；升流变压器TB2初级线圈的一端 与谐振选择电路的S1端和混合开关电路的输出端K2连接，升流变压器TB2初级线圈的 另一端与零线N连接，升流变压器TB2次级线圈的a、b端与被测物连接；IGBT触发电 路与混合开关电路连接。优点：有利于产生丰富的谐波分量；使谐振点的电压幅值得到提 升；在短时工作时其带负载能力可达到额定电流的2～3倍。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于谐振方式的低电压大电流谐波发生器，属于一种电流型谐波源， 特别是用于新颖框架式或智能断路器在出厂检验过程中进行谐波测试用的试验设备。
技术介绍
新颖框架式断路器属于低压电器，是一种大电流分断设备，在出厂检验过程中需要对 谐波指标进行测试，测试时框架式断路器作为负载且处于合闸(短路)状态直接与测试源 连接，因此，要求能提供一种含有丰富谐波分量的低电压大电流作为测试源，属于一种电 流型谐波源。经检索目前的大功率谐波源或发生器专利情况1.如2007年1月11日申请 的专利申请号为200710017221. X,名称为基于叠加原理的大功率测试用可编程谐波电压 源和2007年5月1日申请的专利号为200720147581. 7，名称为可控型无功及谐波发 生器电路，①都属于电压型谐波源，主要用于电网中的电能质量分析和检测电压质量补 偿装置的性能，②由于它是高电压输出不能用于负载短路状态时的测试，(D未见产用谐振 方式来提升谐波幅值，④逆变器的结构形式和控制都比较复杂；2.如1997年5月5日申 请的专利号为97190494. 4，名称为用以处理信号的电路，声频系统和方法，和一种谐波发 生器和2008年3月21日申请的专利号为200820033446. 4，名称为谐波发生器都属 于小信号谐波发生器，不能用于框架式断路器的测试；3.常用的大功率低电压大电流谐波 发生器谐波源一般通过可控硅对正弦波进行截波获取谐波，作为框架式断路器检验时的测 试源，这种方法比较简单，也未产用谐振方式来提升谐波幅值，产生谐波分量较小，仅能 用于传统断路器中3次 9次谐波测试。新颖型的框架式断路器的谐波测试范围为3次 31次，因此，无论是上述大功率谐波源或发生器或小信号谐波发生器还是采用可控硅对正 弦波进行截波获取谐波的方法，都难于满足这种新颖框架式断路器的谐波测试。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于谐振方式的低电压大电流谐波发生器，能产生3次 31 次谐波，输出的谐波频率高、幅值大且可调，能满足各种规格框架式断路器的谐波测试。4本专利技术的目的是这样来达到的， 一种基于谐振方式的低电压大电流谐波发生器，它包 括与电源相线U和零线N连接的自耦调压器TBI;混合开关电路的输入端Kl与自耦调压 器TB1的调节端P连接；谐振选择电路的S1端与混合开关电路的输出端K2连接，谐振 选择电路的S2端与自耦调压器TBI的公共端和零线N连接；升流变压器TB2初级线圈 的一端与谐振选择电路的Sl端和混合开关电路的输出端K2连接，升流变压器TB2初级 线圈的另一端与零线N连接，升流变压器TB2次级线圈的a、 b端与被测物连接；IGBT 触发电路与混合开关电路连接。本专利技术所述的升流变压器TB2的次级线圈上连接电流互感器TA1，电流互感器TA1 与变换器连接，变换器与数据采集系统连接。本专利技术所述的混合开关电路由第一二极管Dl、第二二极管D2、第三二极管D3、第 四二极管D4、大功率IGBT管T1、压敏电阻RV1和第一电阻R1组成，第一二极管Dl 的阳极和第二二极管D2的阴极与混合开关电路的输入端Kl连接，第一二极管Dl的阴极 与大功率IGBT管Tl的漏极D、压敏电阻RV1的一端和第三二极管D3的阴极连接，第 二二极管D2的阳极与大功率IGBT管Tl的源极S、第一电阻Rl的一端和第四二极管 D4的阳极连接，第一电阻Rl的另一端和压敏电阻RV1的另一端连接，第三二极管D3 的阳极和第四二极管D4的阴极与混合开关电路输出端K2连接，大功率IGBT管Tl的栅 极G与IGBT触发电路连接。本专利技术所述的谐振选择电路由第一电位器RW1、第一电容Cl、第二电容C2、第三 电容C3、第四电容C4和多路选择开关SW1组成，第一电位器RW1的一端和调节端连 接的Sl端与混合开关电路的输出端K2和升流变压器TB2初级线圈的一端连接，第一电 位器RW1的另一端分别与第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4的一 端连接，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4的另一端分别与多路选 择开关SW1的4个转换触点连接，多路选择开关SW1的拨动端S2与电源零线N、自耦 调压器TBI的公共端和升流变压器TB2初级线圈的另一端连接。本专利技术所述的IGBT触发电路由变压器TB3、全桥QD4、第二电阻R2、第三电阻R3、 第四电阻R4、第五电阻R5、第二电位器RW2、第五电容C5、稳压管DW1、第一斯密特5触发器U1、第二斯密特触发器U2、第一光隔离驱动器U3、第二光隔离驱动器U4组成， 变压器TB3初级线圈的两端分别与电源相线V和零线N连接，变压器TB3次级线圈的两 端与全桥QD4的二交流输入端连接，全桥QD4直流输出十端与第二电阻R2的一端连接， 第二电阻R2的另一端与第二电位器RW2的一端连接，第二电位器RW2的调节端与第三 电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的一端、稳压管DW1的阴极、 第一斯密特触发器Ul和第二斯密特触发器U2的输入端连接，第四电阻R4的另一端与第 五电容C5的一端连接，全桥QD4的直流输出一端、第二电位器RW2的另一端、第五电 容C5的另一端和稳压管DW1的阳极接地，第一斯密特触发器Ul和第二斯密特触发器 U2的输出端与第二光隔离驱动器U4的3端连接，第二光隔离驱动器U4的2端与第一光 隔离驱动器U3的3端连接，第一光隔离驱动器U3的2端与第五电阻R5的一端连接，第 五电阻R5的另一端接直流电源+12，第一光隔离驱动器U3的8端和第二光隔离驱动器 U4的8端接直流电源+15V，第一光隔离驱动器械U3的5端和第二光隔离驱动器U4的5 端接直流电源一15V，第一光隔离驱动器U3的6、 7端和第二光隔离驱动器U4的6、 7端 与第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端与混合开关电路中大功率IGBT管Tl 的栅极G连接。本专利技术的一种基于谐振方式的低电压大电流谐波发生器，其输入端连接在三相电源的 U相上，而IGBT触发电路的输入端连接在三相电源的V相上，U相与V相差120。相位角， IGBT触发电路中的固定移相电路超前移相30角，这样使IGBT触发电路产生的触发波 形与低电压大电流谐波发生器主电路电压波形相差90，有利于产生丰富的谐波(3次 31 次)分量；谐波选择电路与升流变压器TB2的初级线圈构成RLC并联谐振回路，改变谐 振回路第一电位器RW1的阻值和第一电容Cl、第二电容C2、第三电容C3、第四电容 C4的参数、可调节谐振频率，使谐振点的电压幅值得到了很大的提升；TB2采用降压变压 器，带负载能力强，在短时工作时其带负载能力可达到额定电流的2 3倍。 附图及图面说明图l为本专利技术的原理框图。图2为本专利技术的混合开关电路原理图。图3为本专利技术的谐振频率选择电路原理图。 图4为本专利技术的IGBT触发电路原理图。 具体实施例方式参见图l， 一种基于谐振方式的低电压大电流谐波发生器包括自耦调压器TB1、混合 开关电路、IGBT触发电路、谐振频率选择电路、升流变压器TB2、电流互感器TA1和变 换器。三相电源的U相220V电压连接到自耦调压器的输入端，自耦调压器次级线圈调节 端P的输出电压接至混合开关的K1端，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于谐振方式的低电压大电流谐波发生器，其特征在于它包括与电源相线（Ｕ）和零线（Ｎ）连接的自耦调压器（ＴＢ１）；混合开关电路的输入端（Ｋ１）与自耦调压器（ＴＢ１）的调节端（Ｐ）连接；谐振选择电路的（Ｓ１）端与混合开关电路的输出端（Ｋ２）连接，谐振选择电路的（Ｓ２）端与自耦调压器（ＴＢ１）的公共端和零线（Ｎ）连接；升流变压器（ＴＢ２）初级线圈的一端与谐振选择电路的（Ｓ１）端和混合开关电路的输出端（Ｋ２）连接，升流变压器（ＴＢ２）初级线圈的另一端与零线（Ｎ）连接，升流变压器（ＴＢ２）次级线圈的（ａ、ｂ）端与被测物连接；ＩＧＢＴ触发电路与混合开关电路连接。

【技术特征摘要】
1、一种基于谐振方式的低电压大电流谐波发生器，其特征在于它包括与电源相线(U)和零线(N)连接的自耦调压器(TB1)；混合开关电路的输入端(K1)与自耦调压器(TB1)的调节端(P)连接；谐振选择电路的(S1)端与混合开关电路的输出端(K2)连接，谐振选择电路的(S2)端与自耦调压器(TB1)的公共端和零线(N)连接；升流变压器(TB2)初级线圈的一端与谐振选择电路的(S1)端和混合开关电路的输出端(K2)连接，升流变压器(TB2)初级线圈的另一端与零线(N)连接，升流变压器(TB2)次级线圈的(a、b)端与被测物连接；IGBT触发电路与混合开关电路连接。2、 根据权利要求l所述的一种基于谐振方式的低电压大电流谐波发生器，其特征在 于所述的升流变压器(TB2)的次级线圈上连接电流互感器(TA1)，电流互感器(TA1)与变换 器连接，变换器与数据采集系统连接。3、 根据权利要求l所述的一种基于谐振方式的低电压大电流谐波发生器，其特征在 于所述的混合开关电路由第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极 管(D4)、大功率IGBT管(T1)、压敏电阻(RV1)和第一电阻(R1)组成，第一二极管(D1)的 阳极和第二二极管(D2)的阴极与混合开关电路的输入端(K1)连接，第一二极管(D1)的阴极 与大功率IGBT管(T1)的漏极(D)、压敏电阻(RV1)的一端和第三二极管(D3)的阴极连接， 第二二极管(D2)的阳极与大功率IGBT管(T1)的源极(S)、第一电阻(R1)的一端和第四二极 管(D4)的阳极连接，第一电阻(R1)的另一端和压敏电阻(RV1)的另一端连接，第三二极管 (D3)的阳极和第四二极管(D4)的阴极与混合开关电路输出端(K2)连接，大功率IGBT管 (T1)的栅极(G)与IGBT触发电路连接。4、 根据权利要求l所述的一种基于谐振方式的低电压大电流谐波发生器，其特征在 于所述的谐振选择电路由第一电位器(RW1)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容 (C3)、第四电容(C4)和多路选择开关(SW1)组成，第一电位器(RW1)的一端和调节端连接 的(S1)端与混合开关电路的输出端(K2)和升流变压器(TB2)初级线圈的一端连接，第一电 位器(RW1)的另一端分别与第一电容(C1)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾启民，涂水林，谢启，
申请(专利权)人：顾启民，涂水林，谢启，
类型：发明
国别省市：32