基于模拟乘法器原理的三相交流充电桩测试方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于模拟乘法器原理的三相交流充电桩测试方法、装置及设备，方法包括步骤：在电压和电流线路上分别增加电压分压电阻网络和电流传感器,采集电动汽车充电时三相交流充电桩输出的各相电流电压信号,采用电压分压电阻网络采集电压信号，采用电流传感器采集电流信号；利用具有零位校准功能的三相模拟乘法器计算三相交流充电桩的有功功率；通过V/F变换器将三相交流充电桩的有功功率转换为频率信号输出，采集V/F变换器的输出脉冲和被检充电桩内电能表的脉冲数；利用上述脉冲数据计算三相交流充电桩的有功电能误差，同时实现了从传感器输入到V/F变换器输出的所有通路的零位校准。本发明专利技术大大减低充电桩测试设备的使用难度。

【技术实现步骤摘要】
基于模拟乘法器原理的三相交流充电桩测试方法、装置及设备
本专利技术涉及一种基于模拟乘法器原理的三相交流充电桩测试方法、装置及设备，属于电动汽车充电

技术介绍
电动汽车充电桩与加油机一样，都是用于贸易结算的计量器具，其计量(计费)是否准确直接影响到贸易双方的经济利益。对电动汽车充电桩开展计量法制管理，加强充电桩计量监管，保证充电桩电能量值准确可靠，维护电能贸易结算的公平、公正，具有重大意义。我国已经有充电桩超过100多万个，未来充电桩的电能计量检测工作量巨大。目前三相交流充电桩的有功电能误差检定采用交流充电桩校验仪+交流充电桩负载箱来实现。交流充电桩校验仪由交流标准电能表、电动汽车互操作模拟器等构成。交流充电桩负载箱一般为电阻性负载或电子负载，对于电阻负载，内部电阻值通过多个档位组合来实现、对于电子负载，电阻值通过控制电子的导通来实现。交流充电桩校验仪和交流充电桩负载箱一般采用交流采样原理、设备的有功电能的准确度和校验仪内部的参考电压芯片的温度系数成正比关系，但是，长期稳定性依赖参考电压芯片的稳定性且交流采样算法复杂，不但体积偏大，运输不方便，而且设备昂贵。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于模拟乘法器原理的三相交流充电桩测试方法、装置及设备，能够监测充电桩的有功电能误差、确保充电桩运营公司的充电桩的计量计费的公平公正。本专利技术解决其技术问题采取的技术方案是：第一方面，本专利技术实施例提供的一种基于模拟乘法器原理的三相交流充电桩测试方法，包括以下步骤：在电压和电流线路上增加电压分压电阻网络和电流传感器,采集电动汽车充电时三相交流充电桩输出的各相电流电压信号，其中，采用电压分压电阻网络采集电压信号，采用电流传感器采集电流信号；利用具有零位校准功能的三相模拟乘法器计算三相交流充电桩的有功功率；通过V/F变换器将三相交流充电桩的有功功率转换为频率信号输出；采集V/F变换器的输出脉冲和被检充电桩内电能表的脉冲数；利用上述脉冲数据计算三相交流充电桩的有功电能误差。作为本实施例一种可能的实现方式，采集电动汽车充电时三相交流充电桩输出的各相电流电压信号，包括：采集三相交流充电桩输出的三相电流数据并缩小5000倍，将缩小后的三相电流数据转换为电压信号；采用电压分压电阻网络采集三相交流充电桩输出的三相电压数据并缩小40倍。作为本实施例一种可能的实现方式，利用具有零位校准功能的三相模拟乘法器计算三相交流充电桩的有功功率，包括：根据三相交流充电桩的电压输入Ua、Ub、Uc和电流输入为Ia、Ib、Ic，根据下式计算三相交流充电桩的有功功率：式中，K1为电流互感器变比,K2为电阻网络分压比，Rf为电流数据转换为电压信号的RF阻值，Voffset为失调电压校准输入。作为本实施例一种可能的实现方式，在计算三相交流充电桩的有功功率过程中，对失调电压校准输入进行零位校准处理，经过零位校准处理后，在三相交流充电桩的电压输入Ua、Ub、Uc和电流输入为Ia、Ib、Ic均为零情况下，使三相交流充电桩的有功功率W3为零。作为本实施例一种可能的实现方式，所述零位校准处理的过程为：给三相模拟乘法器供电；把三相电压和三相电流的输入端口全部短路到地；用频率计测量V/F转换器的输出频率；调节三相模拟乘法器的可调电阻；判断输出频率是否接近0，如果接近0则完成零位校准工作，否则继续零位校准。作为本实施例一种可能的实现方式，有功电能误差的计算公式为：式中，γ为电能基本误差，m0为算定脉冲数，m为标准表脉冲数，N为实测被检充电桩内电能表的脉冲常数，C0为标准表脉冲常数，CL为被检充电桩内电能表脉冲常数。第二方面，本专利技术实施例提供的一种基于模拟乘法器原理的三相交流充电桩测试装置，包括：电流电压信号采集模块，用于通过在电压和电流线路上增加电压分压电阻网络和电流传感器,采集电动汽车充电时三相交流充电桩输出的各相电流电压信号，其中，采用电压分压电阻网络采集电压信号，采用电流传感器采集电流信号；有功功率计算模块，用于利用具有零位校准功能的三相模拟乘法器计算三相交流充电桩的有功功率；信号转换模块，用于通过V/F变换器将三相交流充电桩的有功功率转换为频率信号输出；脉冲采集模块，用于采集V/F变换器的输出脉冲和被检充电桩内电能表的脉冲数；有功电能误差计算模块，用于利用上述脉冲数据计算三相交流充电桩的有功电能误差。作为本实施例一种可能的实现方式，所述电流电压信号采集模块包括：电流信号采集模块，用于采集三相交流充电桩输出的三相电流数据并缩小5000倍，将缩小后的三相电流数据转换为电压信号；电压信号采集模块，用于采用电压分压电阻网络采集三相交流充电桩输出的三相电压数据并缩小40倍。作为本实施例一种可能的实现方式，所述有功功率计算模块，具体用于根据三相交流充电桩的电压输入Ua、Ub、Uc和电流输入为Ia、Ib、Ic，根据下式计算三相交流充电桩的有功功率：式中，K1为电流互感器变比,K2为电阻网络分压比，Rf为电流数据转换为电压信号的RF阻值，Voffset为失调电压校准输入。作为本实施例一种可能的实现方式，所述有功功率计算模块还包括：零位校准模块，用于在计算三相交流充电桩的有功功率过程中，对失调电压校准输入进行零位校准处理，经过零位校准处理后，在三相交流充电桩的电压输入Ua、Ub、Uc和电流输入为Ia、Ib、Ic均为零情况下，使三相交流充电桩的有功功率W3为零。作为本实施例一种可能的实现方式，所述零位校准处理的过程为：给三相模拟乘法器供电；把三相电压和三相电流的输入端口全部短路到地；用频率计测量V/F转换器的输出频率；调节三相模拟乘法器的可调电阻；判断输出频率是否接近0，如果接近0则完成零位校准工作，否则继续零位校准。作为本实施例一种可能的实现方式，所述有功电能误差计算模块计算有功电能误差的公式为：式中，γ为电能基本误差，m0为算定脉冲数，m为标准表脉冲数，N为实测被检充电桩内电能表的脉冲常数，C0为标准表脉冲常数，CL为被检充电桩内电能表脉冲常数。第三方面，本专利技术实施例提供的一种基于模拟乘法器原理的三相交流充电桩测试设备，包括供电插座、测试部、充电插座和充电线，所述供电插座、测试部件和充电插座通过充电线依次连接；所述测试部包括壳体、电流互感器、电压分压电阻网络、电流电压转换模块、电压跟踪模块、三相模拟乘法器、V/F转换器、无分频校验光电头、处理器、电源模块和显示屏；所述电流互感器设置在充电线交流回路中采集三相交流充电桩输出的各相电流信号，并经过电流电压转换模块转换为电压信号发送给三相模拟乘法器；所述电压分压电阻网络设置在充电线交流回路中采集三相交流充电桩输出的各相电压信号，并经过电压跟踪模块发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模拟乘法器原理的三相交流充电桩测试方法，其特征是，包括以下步骤：/n在电压和电流线路上分别增加电压分压电阻网络和电流传感器,采集电动汽车充电时三相交流充电桩输出的各相电流电压信号，其中，采用电压分压电阻网络采集电压信号，采用电流传感器采集电流信号；/n利用具有零位校准功能的三相模拟乘法器计算三相交流充电桩的有功功率；/n通过V/F变换器将三相交流充电桩的有功功率转换为频率信号输出；/n采集V/F变换器的输出脉冲和被检充电桩内电能表的脉冲数；/n利用上述脉冲数据计算三相交流充电桩的有功电能误差。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于模拟乘法器原理的三相交流充电桩测试方法，其特征是，包括以下步骤：
在电压和电流线路上分别增加电压分压电阻网络和电流传感器,采集电动汽车充电时三相交流充电桩输出的各相电流电压信号，其中，采用电压分压电阻网络采集电压信号，采用电流传感器采集电流信号；
利用具有零位校准功能的三相模拟乘法器计算三相交流充电桩的有功功率；
通过V/F变换器将三相交流充电桩的有功功率转换为频率信号输出；
采集V/F变换器的输出脉冲和被检充电桩内电能表的脉冲数；
利用上述脉冲数据计算三相交流充电桩的有功电能误差。


2.根据权利要求1所述的基于模拟乘法器原理的三相交流充电桩测试方法，其特征是，采集电动汽车充电时三相交流充电桩输出的各相电流电压信号，包括：
采集三相交流充电桩输出的三相电流数据并缩小5000倍，将缩小后的三相电流数据转换为电压信号；
采用电压分压电阻网络采集三相交流充电桩输出的三相电压数据并缩小40倍。


3.根据权利要求2所述的基于模拟乘法器原理的三相交流充电桩测试方法，其特征是，利用具有零位校准功能的三相模拟乘法器计算三相交流充电桩的有功功率，包括：
根据三相交流充电桩的电压输入Ua、Ub、Uc和电流输入为Ia、Ib、Ic，根据下式计算三相交流充电桩的有功功率：



式中，K1为电流互感器变比,K2为电阻网络分压比，Rf为电流数据转换为电压信号的RF阻值，Voffset为失调电压校准输入。


4.根据权利要求3所述的基于模拟乘法器原理的三相交流充电桩测试方法，其特征是，在计算三相交流充电桩的有功功率过程中，对失调电压校准输入进行零位校准处理，经过零位校准处理后，在三相交流充电桩的电压输入Ua、Ub、Uc和电流输入为Ia、Ib、Ic均为零情况下，使三相交流充电桩的有功功率W3为零。


5.根据权利要求4所述的基于模拟乘法器原理的三相交流充电桩测试方法，其特征是，所述零位校准处理的过程为：
给三相模拟乘法器供电；
把三相电压和三相电流的输入端口全部短路到地；
用频率计测量V/F转换器的输出频率；
调节三相模拟乘法器的可调电阻；
判断输出频率是否接近0，如果接近0则完成零位校准工作，否则继续零位校准。


6.根据权利要求1-5任一项所述的基于模拟乘法器原理的三相交流充电桩测试方法，其特征是，有功电能误差的计算公式为：



式中，γ为电能基本误差，m0为算定脉冲数，m为标准表脉冲数，N为实测被检充电桩内电能表的脉冲常数，C0为标准表脉冲常数，CL为被检充电桩内电能表脉冲常数。


7.一种基于模拟乘法器原理的三相交流充电桩测试装置，其特征是，包括：
电流电压信号采集模块，用于通过在电压和电流线路上增加电压分压电阻网络和电流传感器,采集电动汽车充电时三相交流充电桩输出的各相电流电压信号；
有功功...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祉如，黄建钟，董贤光，代燕杰，张志，荆臻，杜艳，李琮琮，王平欣，王清，朱红霞，杨杰，王婷婷，徐子骞，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，深圳市星龙科技股份有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37