一种三相电压暂降发生装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术一种三相电压暂降发生装置，包括主电路模块、信号变换电路和输出滤波电路；主电路模块包括三相不控整流桥、直流母线电容、三相逆变桥、核心控制电路以及驱动电路；三相电网电压输入到三相不控整流桥，三相不控整流桥通过直流母线电容与三相逆变桥连接，其中直流母线电容并接在三相不控整流桥的直流侧；三相逆变器的三相输出电路上均设置有输出滤波电路和信号变换电路；核心控制电路包括FPGA模块以及与FPGA模块连接的第一DSP模块和第二DSP模块，其中信号变换电路与FPGA模块连接，FPGA模块通过驱动电路连接三相逆变桥，控制三相逆变器的输出电压。本实用新型专利技术具有结构简单、成本低以及精确性高等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术一种三相电压暂降发生装置，包括主电路模块、信号变换电路和输出滤波电路；主电路模块包括三相不控整流桥、直流母线电容、三相逆变桥、核心控制电路以及驱动电路；三相电网电压输入到三相不控整流桥，三相不控整流桥通过直流母线电容与三相逆变桥连接，其中直流母线电容并接在三相不控整流桥的直流侧；三相逆变器的三相输出电路上均设置有输出滤波电路和信号变换电路；核心控制电路包括FPGA模块以及与FPGA模块连接的第一DSP模块和第二DSP模块，其中信号变换电路与FPGA模块连接，FPGA模块通过驱动电路连接三相逆变桥，控制三相逆变器的输出电压。本技术具有结构简单、成本低以及精确性高等优点。【专利说明】 一种三相电压暂降发生装置
本技术属于电能质量及电力电子
，涉及一种三相电压暂降发生装置，主要用于用电设备电压暂降敏感度的测试。
技术介绍
随着经济的发展，大量非线性、冲击负荷的使用，导致电网中的电能质量问题日益严重。尤其是电压暂降对各种以计算机、可编程控制器、嵌入式处理器为核心的精密用电设备的运行产生了极大的影响。电源电压暂降或畸变，会给半导体制造、信息、计算机或电子通信等行业带来巨大的经济损失。据统计，美国因为电能质量问题所带来的损失一年超过500亿美元。因此，电能质量问题尤其是电压暂降问题引起了国内外学者的广泛关注。国际电气与电子工程师协会和国际电工委员会权威机构相继制定了电压暂降相关国际标准:国际电工委员会电磁兼容(EMC)标准工EC61000电磁环境部分(即:IEC61000-2_8)描述了电压暂降、短时中断等电磁干扰现象，讨论了供电系统电压暂降、短时中断现象对接入系统的电气设备的影响；并制定了电气和电子设备的电压暂降、短时中断以及电压变化抗扰度等级抗扰度试验和测量方法(即:IEC61000-4-ll:2004)。我国现行的电气设备电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度等级、抗扰度试验和测量方法的标准为GB-17626.11-2008，等同采用 ffiC61000-4-ll:2004。 目前，已有学者开始研究精密用电设备、敏感照明灯具以及交流接触器、低压脱扣器等受电压暂降的影响，研究手段主要为基于理论分析的实验研究。因此，为了有针对性的进行实验，急需研制符合国家标准的可产生各种电压信号的设备，用以测试待测设备对电压质量的抗扰特性。但目前能够模拟产生各种电压信号的大功率发生装置还不完善，其控制器普遍采用单片机、单数字信号处理器(DSP)等架构，如要同时兼顾运算、输出控制、故障检测、人机交互等功能要求，必然导致控制周期延长和控制精度降低，因而现有设备普遍存在结构笨重、功能单一、精度差、输出功率小、缺乏智能化和通用性不够等缺点。所以研制一台主电路结构简单、运行实时高效的大功率、高精度以及低成本的多功能智能化新型电压暂降发生设备有重要意义。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种结构简单、成本低以及精确性高的三相电压暂降发生装置。 本技术的目的通过下述技术方案实现:一种三相电压暂降发生装置，包括主电路模块、信号变换电路和输出滤波电路；所述主电路模块包括三相不控整流桥、直流母线电容、三相逆变桥、核心控制电路以及驱动电路；三相电网电压输入到三相不控整流桥，三相不控整流桥通过直流母线电容与三相逆变桥连接，其中直流母线电容并接在三相不控整流桥的直流侧；三相逆变器的三相输出电路上均设置有输出滤波电路和信号变换电路；核心控制电路包括FPGA模块以及与FPGA模块连接的第一 DSP模块和第二 DSP模块，其中信号变换电路与FPGA模块连接，所述FPGA模块通过驱动电路连接三相逆变桥，控制三相逆变器的输出电压。 优选的，所述信号变换电路依次通过信号调理电路和模数转换电路连接FPGA模块。 优选的，所述信号变换电路包括电压变换电路和电流变换电路，电压变换电路包括三个电压互感器，其中三相逆变桥每两相输出电路之间分别连接有电压互感器；电流变换电路包括六个电流互感器；其中三相逆变桥三相输出电路的每相输出电路中输出滤波电路前后分别设置有电流互感器。 优选的，所述直流母线电容的两端连接有直流电压检测电路，所述直流电压检测电路依次通过信号调理电路和模数转换电路连接FPGA模块。 优选的，主电路模块的三相不控整流桥输入端连接有断路器，所述断路器与核心控制电路FPGA模块连接，三相电网电压通过断路器后传送到三相不控整流桥中。 优选的，所述FPGA模块上还连接有故障检测电路。 优选的，所述第一 DSP模块通过通信电路连接人机交互装置。 优选的，所述输出滤波电路包括依次连接在三相逆变桥每相输出电路中的滤波电感和输出滤波器。 优选的，所述三相逆变桥中的功率器件采用全控型功率开关绝缘栅双极型晶体管。 优选的，所述FPGA模块为XC2S200-5PQG208C芯片；所述第一 DSP模块和第二 DSP模块为TMS320F2812芯片。 本技术相对于现有技术具有如下的优点及效果: (I)本技术三相电压暂降发生装置采用模块化的设计，具有组成结构简单、成本低以及布局更加紧凑的优点，并且实现了设备的小型化、安装的灵活化和方便化。 (2)本技术三相电压暂降发生装置采用双数字信号处理器和现场可编程逻辑门阵列架构的三核处理系统:一个数字信号处理器单独进行输出控制，芯片资源完全用于电压的输出控制，满足控制的实时性、精确性和稳定性的要求；另一数字信号处理器单独处理数据输入、数据显示等人机交互功能，操作时响应速度快，不影响输出控制；现场可编程逻辑门阵列FPGA模块作为系统核心控制器件，充分利用其强大的逻辑处及并行处理能力，可大量减少外围逻辑比较电路，增强系统设计的灵活性；同时提高系统对故障的响应速度，最大限度地减少故障对系统造成的影响。 (3)本技术三相电压暂降发生装置通过FPGA模块采用SPWM控制方式控制三相逆变器输出幅值、相位可控的三相交流电压，能够模拟输出正常运行、暂降(升)幅值、暂降(升)起始相位以及暂降(升)持续时间都可调的三相同时暂降(升)或只有一相暂降(升)的电压波形。 (4)本技术将与第一 DSP模块连接的触摸屏作为人机交互装置，操作人员可通过触摸屏输入电压的暂降幅值、暂降起始相位以及暂降持续时间，同时触摸屏实时显示系统的输出电压电流、故障状态、运行模式等信息。并且触控系统界面友好，操作简便。 (5)本技术三相电压暂降发生装置还设置有与FPGA模块连接的故障检测电路，故障检测电路对三相逆变桥输出的电压电流以及直流侧电压进行实时检测，一旦三相逆变桥出现某相过流、直流侧电压欠压或过压的情况，故障检测电路将立即把相应的电平信号传给FPGA模块，FPGA模块将瞬时发出封锁信号，封锁驱动电路的输出。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术三相电压暂降发生装置结构组框图。 图2是本技术三相电压暂降发生装置中主电路模块的结构组成框图。 图3是本技术三相电压暂降发生装置中核心控制电路的结构组成框图。 图4是本技术三相电压暂降发生装置同时暂降电压波形图。 图5是本技术三相电压暂降发生装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相电压暂降发生装置，其特征在于，包括主电路模块、信号变换电路和输出滤波电路；所述主电路模块包括三相不控整流桥、直流母线电容、三相逆变桥、核心控制电路以及驱动电路；三相电网电压输入到三相不控整流桥，三相不控整流桥通过直流母线电容与三相逆变桥连接，其中直流母线电容并接在三相不控整流桥的直流侧；三相逆变器的三相输出电路上均设置有输出滤波电路和信号变换电路；核心控制电路包括FPGA模块以及与FPGA模块连接的第一DSP模块和第二DSP模块，其中信号变换电路与FPGA模块连接，所述FPGA模块通过驱动电路连接三相逆变桥，控制三相逆变器的输出电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾江，欧阳森，黄力鹏，吴彤彤，杨家豪，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44