[发明专利]单相可编程电流源装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及单相可编程电流源装置及其控制方法，为低压开关、断路器、交流接触器、熔断器等装置热耐受试验中提供电流源。

背景技术

为了对断路器等装置进行各种的抗扰度试验，试验的电流源设备需要在额定频率、额定电流下进行，其电源一般有基于使用饱和铁心的电源、晶闸管整流电源、可编程供电的电源。

采用饱和铁芯原理的设备不但体积大、精度低，而且操作不灵活，响应速度慢，误差大，很难满足实验室要求的精确地测试开关设备热脱扣或电磁脱扣检测的条件。

采用反相并联连接的晶闸管产生试验电流，通过控制晶闸管导通角的时间来控制其输出电流。目前采用相控整流技术实现单相可编程电流源的性能是目前主要的方式。经过电源变流器转换成为可控的谐波源负载，通过参数设定使输出满足试验要求的单相可编程电流源；保证电源整体效率处于最大值。通过控制可控硅的导通相移角度实现输出的大小调节及高频谐波源输出。但仍然存在设备故障率高、无法自由设定所需谐波电流、增加功能困难、谐波污染严重等缺点。

目前市场上的可编程供电电源虽然具有体积小、操作方便、可自由设定所需检测电流、损耗低、谐波污染低、同时具有多种谐波输出功能，但输出电流一般在安培级别，应用于小电流测试，不能满足大功率工业设备检验容量要求。同时无法实现周期性电流暂降和中断试验。

综上所述，按照公知技术用于低压开关器件耐受试验的设备仪器，不能满足试验的要求，市场上没有相应的设备。对于大功率开关器件热耐受试验无法正常检测。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种单相可编程电流源装置及其控制方法，用于低压开关、断路器、交流接触器、熔断器等装置进行热耐受试验中。在进行主电路的温升试验及在对带电子过电流保护的低压断路器进行性能试验时，能够高精度、智能化的产生谐波电流和电流暂降与中断功能，输出电流达到数万安培。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

单相可编程电流源装置，包括双DSP控制单元及电流源发生单元；

所述双DSP控制单元与触摸显示屏相连，触摸显示屏连接远程监控平台，接收触摸显示屏或远程监控平台下发的能生成实验需要的电流波形的必要参数。触摸显示屏和远程监控平台能相互切换工作；触摸显示屏能直接下发命令；远程监控平台也能下发命令给触摸显示屏，触摸显示屏再下发命令给双DSP控制单元。

双DSP控制单元的输出端连接电流源发生单元，双DSP控制单元中指令电流运算单元形成的驱动指令电流控制电流源发生单元输出预定峰值大小的谐波电流或实现电流暂降、中断，同时电流源发生单元输出端的采样信号反馈到双DSP控制单元的输入端、触摸显示屏或远程监控平台，根据设定参数与实际输出参数的差值进行微调，保证输出精度要求；所述电流源发生单元三相输入，单相输出。电流源发生单元生成电流的谐波次数为2-51次，谐波含量为0％至100％中的任意比例。

所述电流源发生装置的输入侧通过断路器与电网电压相连，然后依次串接三相输入电抗器、三相交流接触器，每相交流接触器两端并联缓冲回路，避免接触器带载通断对装置及设备的冲击；三相交流接触器输出端接入整流单元，整流单元将交流电压转换成可控的直流电压，三相交流接触器控制整流单元前端的电路通断；整流单元的输出侧接入三组逆变器组件，逆变器组件母线电压由直流母线支撑的储能电容器维持，直流母线支撑电容两个串联，其串联中点为三组逆变器的中线N，直流母线正负与三组逆变器组件直流输入连接；三组逆变器组件的直流侧并联在一起，独立输出；每组逆变器组件的输出端通过输出电抗器与输出交流接触器串联，并且都有单独的RC高频滤波吸收电路；3个输出接触器在其输出侧进行并联；然后经过隔离变压器接入不同检测设备的输入端，为检测设备提供电源。

所述逆变器组件输出电流霍尔检测信号和输出电流互感器检测信号反馈到双DSP控制单元中的指令电流运算单元的输入端，精确修正电流源发生单元的输入参数，主动调整直流母线工作电压，保护参数设定及监控，各个典型负载的电流峰值的大小；双DSP控制单元的的驱动指令电流利用光纤传输连接到逆变器组件中的逆变桥驱动信号单元。

每组逆变器组件采用IGBT全桥逆变，三组逆变器组件分别接受控制，并联使用，输出电流的相位一致，根据试验时需要检测设备容量的大小，触摸显示屏或远程监控平台发出指令，通过双DSP控制单元给出实际动作信号，控制每组逆变器组件输出交流接触器的通断，满足不同容量需求。

单相可编程电流源装置的控制方法，包括以下步骤：