[实用新型]一种多功能大功率交流电源装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，更具体地，涉及一种多功能大功率交流电源装置，特别适用于高温超导磁体负载交流损耗的测量。

背景技术

由于高温超导电力装置在电力领域的应用越来越广泛，故对高温超导磁体的交流损耗的研究则十分重要。高温超导磁体交流实验离不开良好稳定的电源，通常我们能够直接获得的电能有两种形式，直流电和交流电。通常市电是交流电，提供220V或者380V的电压，由于超导线材承载的电流和电压均很大，市售的电源难以满足实验要求。因此，研制一台多功能大功率交流实验电源装置就具有很大的现实意义，它不仅能很好地满足高温超导磁体交流损耗测量需求，而且还具有输出电压电流可调、相位可跟踪的特点。

实用新型内容

本实用新型的目正是针对上述现有技术存在的缺陷，而提供一种多功能大功率交流电源装置，旨在解决针对高温超导磁体负载交流损耗测量，现有交流电源功能单一、输出功率小、可靠性差、抗干扰性差等问题。

本实用新型的目是通过如下技术方案来实现的。

一种多功能大功率交流电源装置，本实用新型的特征是，包括三相交流电源、变压器、软启动电阻、三相二极管不控整流器、Buck变换器、电容能量泄放回路、单相逆变器、超导磁体负载、磁体能量泄放回路、模式选择开关以及控制器；其连接结构为：三相交流电源与三相变压器、软启动电阻、三相二极管不控整流器、Buck变换器、单相逆变器、超导磁体负载依次相连接；电容能量泄放回路并联于母线电容两端与Buck变换器连接，磁体能量泄放回路并联于超导磁体负载两端；控制器通过有线分别与Buck变换器、单相逆变器、电容能量泄放回路、磁体能量泄放回路连接实现对其的协调控制；模式选择开关与控制器连接，用于选择电源装置工作模式，即电压模式或电流模式。

三相交流电源经过变压器后，由三相二极管不控整流器将交流电变成直流电，再经过Buck变换器输出目的直流电压，最后经过单相逆变器变换成交流电供超导磁体负载使用。控制器根据实验需求调节Buck变换器输出电压，进而调节单相逆变器的输出电压或者输出电流，实现电压或电流频率大小可调，相位可跟踪功能。

本实用新型实现了交流电源电压或电流的有效控制，操作方便、功能丰富、可靠性高并能很好地实现超导磁体交流损耗测量，在技术上利用电力电子变换技术和自动控制技术相结合，使交流电源输出功率大、输出效率高、控制精度高。

附图说明

图1是本实用新型提供的多功能大功率交流电源装置的模块结构框图；

图2是本实用新型提供的多功能大功率交流电源装置的Buck变换器控制结构框图；

图3是本实用新型提供的多功能大功率交流电源装置的单相逆变器控制结构框图，其中（a）为相位可跟踪控制结构图，（b）为相位不可跟踪控制结构图；

图4是本实用新型提供的多功能大功率交流电源装置的主电路图；

附图标识说明：1.三相交流电源；2.变压器；3.软启动电阻；4.三相二极管不控整流器；5.Buck变换器；6.电容能量泄放回路；7.单相逆变器；8.磁体能量泄放回路；9.超导磁体负载；10.控制器；11.模式选择开关；12.主电路线路；13.控制线路。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本实用新型进行进一步详细说明。

一种多功能大功率交流电源装置，本实用新型的特征是，包括三相交流电源、变压器、软启动电阻、三相二极管不控整流器、Buck变换器、电容能量泄放回路、单相逆变器、超导磁体负载、磁体能量泄放回路、模式选择开关以及控制器；其连接结构为：三相交流电源与三相变压器、软启动电阻、三相二极管不控整流器、Buck变换器、单相逆变器、超导磁体负载依次相连接；电容能量泄放回路并联于母线电容两端与Buck变换器连接，磁体能量泄放回路并联于超导磁体负载两端；控制器通过有线分别与Buck变换器、单相逆变器、电容能量泄放回路、磁体能量泄放回路连接实现对其的协调控制；模式选择开关与控制器连接，用于选择电源装置工作模式，即电压模式或电流模式。

请参见图1所示，其为本实用新型之多功能交流电源装置的模块结构框图，包括三项交流电源1、变压器2、软启动电阻3、三相二极管不控整流器4、Buck变换器5、电容能量泄放回路6、单相逆变器7、磁体能量泄放回路8、超导磁体负载9、控制器10、模式选择开关11。它们之间通过如图1所示的主电路线路12和控制线路13进行连接。