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數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置，包括人機(jī)界面、單片機(jī)、頻率合成芯片、低通濾波電路、增益控制電路、放大模塊，人機(jī)界面功能指令送入單片機(jī)，單片機(jī)輸出控制信號(hào)到頻率合成芯片和增益控制電路，頻率合成芯片輸出正弦波經(jīng)過(guò)低通濾波后到增益控制電路，增益控制電路輸出各種IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)需要產(chǎn)生模擬電能質(zhì)量問題的各種波形，再經(jīng)過(guò)放大模塊輸出。采用直接頻率合成技術(shù)產(chǎn)生正弦波形，克服了現(xiàn)有設(shè)備頻率給定不連續(xù)，智能化程度低的問題；通過(guò)單片機(jī)控制響應(yīng)速度快，控制簡(jiǎn)單，具有較強(qiáng)的實(shí)用型。在生產(chǎn)過(guò)程中可用于檢測(cè)電子電氣設(shè)備的抗干擾能力，評(píng)價(jià)設(shè)備對(duì)電力干擾的反應(yīng)程度。
【專利說(shuō)明】數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電能質(zhì)量技術(shù)，特別涉及一種數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電氣和電子設(shè)備的廣泛使用，電網(wǎng)中各種沖擊性、非線性負(fù)荷的不斷增加，使得供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量受到嚴(yán)重的污染。在電力系統(tǒng)中電壓瞬時(shí)跌落、暫時(shí)過(guò)電壓、電壓短時(shí)中斷等電能質(zhì)量問題都會(huì)造成巨大的積極損失。由于電網(wǎng)中常常有電壓瞬時(shí)跌落、暫時(shí)過(guò)電壓等電能質(zhì)量問題的存在，使電氣設(shè)備或電子儀器不能正常發(fā)揮其作用，為了測(cè)試這些電子設(shè)備應(yīng)對(duì)電能質(zhì)量問題的能力，就需要一種設(shè)備來(lái)模擬出電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的電壓瞬時(shí)跌落、暫時(shí)過(guò)電壓等電能質(zhì)量問題。因此，電能質(zhì)量模擬裝置的研制和電能質(zhì)量對(duì)電力設(shè)備的影響評(píng)估已受到廣泛關(guān)注，現(xiàn)已成為供用電雙方的共同需求，也是目前重要的研究課題。
[0003]目前，對(duì)于電能質(zhì)量干擾裝置的研制，國(guó)內(nèi)廣泛使用的是基于變壓器原理的方法，該方法成本低，容量大，但是由于變壓器體積較大，不方便攜帶，使用很不放方便，而且該方法產(chǎn)生信號(hào)單一，不能較好的滿足用戶的需要。美國(guó)福祿克公司研制了一套完整的電能功率標(biāo)準(zhǔn)源6100A，功能齊全，信號(hào)穩(wěn)定性高，但該系統(tǒng)價(jià)格十分昂貴，不適合國(guó)內(nèi)大多數(shù)普通用戶的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型是針對(duì)電能質(zhì)量干擾裝置國(guó)內(nèi)功能單一，國(guó)外價(jià)格昂貴的問題，提出一種數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置，采用直接頻率合成技術(shù)產(chǎn)生正弦波形，克服了現(xiàn)有設(shè)備頻率給定不連續(xù)，智能化程度低的問題；通過(guò)單片機(jī)控制數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的增益控制，響應(yīng)速度快，控制簡(jiǎn)單，具有較強(qiáng)的實(shí)用型；通過(guò)設(shè)計(jì)放大電路，提升裝置的帶載能力。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置，包括人機(jī)界面、單片機(jī)、頻率合成芯片、低通濾波電路、增益控制電路、放大模塊，人機(jī)界面功能指令送入單片機(jī)，單片機(jī)輸出控制信號(hào)到頻率合成芯片和增益控制電路，頻率合成芯片輸出正弦波經(jīng)過(guò)低通濾波后到增益控制電路，增益控制電路輸出電能質(zhì)量干擾波形，再經(jīng)過(guò)放大模塊輸出。
[0006]所述增益控制電路輸入與單片機(jī)間連接同步電路。
[0007]所述放大模塊包括電壓放大與線性功率放大，電壓放大采用高壓高速集成運(yùn)放PA89A對(duì)小信號(hào)進(jìn)行幅度放大，線性功率放大模塊采用高壓高頻三極管并聯(lián)擴(kuò)流技術(shù)。
[0008]所述增益控制電路中包括幅值調(diào)節(jié)電路、電壓缺口波形產(chǎn)生電路和輸出電壓短時(shí)中斷控制電路。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置，按照IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生模擬電能質(zhì)量問題的各種波形，包括電壓瞬時(shí)跌落、電壓短時(shí)中斷、暫時(shí)過(guò)電壓以及電壓缺口等，控制簡(jiǎn)單，功能多樣，價(jià)格便宜，能較好的彌補(bǔ)現(xiàn)有產(chǎn)品的不足之處。在生產(chǎn)過(guò)程中可用于檢測(cè)電子電氣設(shè)備的抗干擾能力，評(píng)價(jià)設(shè)備對(duì)電力干擾的反應(yīng)程度，驗(yàn)證產(chǎn)品是否符合電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，保證設(shè)備的合格出廠，具有非常重要的意義與實(shí)用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置原理框圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置增益控制中幅值調(diào)節(jié)電路圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置電壓瞬時(shí)跌落波形圖；
[0013]圖4為本實(shí)用新型數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置暫時(shí)過(guò)電壓波形圖；
[0014]圖5為本實(shí)用新型數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置增益控制中電壓缺口波形產(chǎn)生電路圖；
[0015]圖6為本實(shí)用新型數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置電壓缺口波形圖；
[0016]圖7為本實(shí)用新型數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置電壓中斷波形圖。 【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置原理框圖，用戶通過(guò)人機(jī)接口界面選擇所需功能，功能指令送單片機(jī)，單片機(jī)控制直接頻率合成芯片AD9850，利用直接頻率合成技術(shù)產(chǎn)生正弦波，芯片AD9850輸出正弦波經(jīng)過(guò)LPF低通濾波，濾除高次諧波，濾波后所得正弦波形通過(guò)系統(tǒng)增益控制，得到滿足用戶要求的電能質(zhì)量干擾波形，最后利用放大模塊提升系統(tǒng)的輸出功率，提升系統(tǒng)的帶載能力。放大后的信號(hào)在顯示模塊中顯示，顯示波形滿足用戶要求后，最終輸出用戶所需的電能質(zhì)量干擾信號(hào)波形。
[0018]增益控制電路中包括幅值調(diào)節(jié)電路、電壓缺口波形產(chǎn)生電路和輸出電壓短時(shí)中斷控制電路，單片機(jī)輸出控制指令到增益控制電路，增益控制電路根據(jù)單片機(jī)的控制信號(hào)輸出電能質(zhì)量干擾信號(hào)。為保證同步，增益控制電路與單片機(jī)中增加同步電路。
[0019]增益控制包括:利用放大器與數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成幅值調(diào)節(jié)電路，電路如圖2所示。利用數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片內(nèi)部電阻網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)單片機(jī)控制在某一時(shí)段內(nèi)增大數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片控制字的值，完成在該時(shí)段的幅值調(diào)節(jié)，從而改變這一時(shí)段系統(tǒng)的輸出波形，實(shí)現(xiàn)電壓瞬時(shí)跌落功能，輸出電壓瞬時(shí)跌落波形如圖3所示。放大器輸出電壓為:
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置，其特征在于，包括人機(jī)界面、單片機(jī)、頻率合成芯片、低通濾波電路、增益控制電路、放大模塊，人機(jī)界面功能指令送入單片機(jī)，單片機(jī)輸出控制信號(hào)到頻率合成芯片和增益控制電路，頻率合成芯片輸出正弦波經(jīng)過(guò)低通濾波后到增益控制電路，增益控制電路輸出電能質(zhì)量干擾波形，再經(jīng)過(guò)放大模塊輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置，其特征在于，所述增益控制電路輸入與單片機(jī)間連接同步電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置，其特征在于，所述放大模塊包括電壓放大與線性功率放大，電壓放大采用高壓高速集成運(yùn)放PA89A對(duì)小信號(hào)進(jìn)行幅度放大，線性功率放大模塊采用高壓高頻三極管并聯(lián)擴(kuò)流技術(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)字式電能質(zhì)量干擾發(fā)生裝置，其特征在于，所述增益控制電路中包括幅值調(diào)節(jié)電路、電壓缺口波形產(chǎn)生電路和輸出電壓短時(shí)中斷控制電路。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK203705566SQ201320784011
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】洪軒, 張佳民, 翟成強(qiáng), 張媛, 吳仕兵, 余娟娟, 徐東輝 申請(qǐng)人:上海電力學(xué)院