[实用新型]一种大容量的谐波发生器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及谐波发生器技术领域，特别是涉及一种大容量的谐波发生器。

背景技术：

随着电力电子技术的快速发展，各种电力电子器件已经被运用到自动化行业的每一个角落，与我们的生活息息相关，虽然丰富了我们的生活，但是同样也带来了负面影响。过多的电力电子装置使得电网中的谐波含量越来越多，严重降低了电网的质量，同时谐波又会反过来影响电力设备，使电力设备发热、振动和产生噪声，使电力电子器件击穿，使绝缘老化，降低设备的使用寿命，甚至引发更加严重的后果。所以谐波问题的解决迫在眉睫，因而就要测试各种设备所能承受的谐波的范围。另外由于电抗器等电网元件在生产过程中无法准确得出其在谐波下的电抗值及损耗值，因此研制谐波发生器装置是必要的。

传统谐波发生器利用模拟信号源产生信号，经放大器对信号进行放大，此种方法操作繁琐，结构复杂，即使经过放大器对信号进行放大，功率仍相对较小，很难满足大功率检测的需要。

发明内容：

本实用新型为克服以上不足，提供了一种大容量的谐波发生器，其可有效模拟电网实际运行中的谐波情况，实现了对电抗器或变压器等电网元件的耐谐波测试，以及电抗器、变压器等电网元件在不同谐波下的电抗值和损耗的测试。

本实用新型的大容量的谐波发生器，为实现上述目的所采用的技术方案在于：包括三相逆变单元和计算控制单元，所述三相逆变单元包括依次连接的升压变压器、整流电路、逆变电路和采样电路，所述采样电路包括电流采样电路和电压采样电路，所述计算控制单元包括CPU和分别与其连接的IGBT驱动电路、显示屏及故障处理电路，所述电流采样电路和电压采样电路分别依次经过接线端子、信号滤波放大电路及模数转换电路连接CPU，所述CPU依次通过信号多分电路和光纤传输线连接IGBT驱动电路，光纤传输线通过两个光电信号转换电路分别连接信号多分电路和IGBT驱动电路。

作为本实用新型的进一步改进，所述电流采样电路包括霍尔电流传感器，通过霍尔电流传感器采集设备输出谐波电流。

作为本实用新型的进一步改进，所述电压采样电路包括霍尔电压传感器，通过霍尔电压传感器采集设备的端电压。

作为本实用新型的进一步改进，所述电压采样电路包括RC滤波电路，通过RC滤波电路采集电容两端的电压u_a、u_b、u_c，再反推测试产品的端电压。

本实用新型的有益效果是：本实用新型将自动控制技术与IGBT的驱动技术相结合，设计出一套大容量的谐波发生器，可实现通过显示屏输入20次以内谐波和基波的任意叠加，能够使CPU通过IGBT驱动电路驱动逆变电路中的IGBT的通断以输出不同的谐波，同时本实用新型通过多个逆变H桥串联来达到耐压要求，具体数量由所需电压和IGBT的耐压值决定，从而可产生高电压大电流，由于要实现高电压大电流的谐波输出，计算控制单元采用的主要控制策略为载波移相和电流跟踪相结合，具体是CPU先根据显示屏输入的指令电流利用载波移相的方法做出两个预期的输出指令的PWM驱动程序，一个比输入的指令电流的幅值大，一个比输入的指令电流的幅值小，再通过电流跟踪的方式采集输出的实际电流和指令电流做比较，如果输出的实际电流比输入的指令电流小就选择通过载波移相做出的高指令电流，如果输出的实际电流比输入的指令电流大，就选择根据载波移相做出的低指令电流，从而达到高电压大电流的谐波输出，有效地模拟了电网实际运行中的谐波情况。之后CPU通过霍尔电流传感器采集设备输出谐波电流i_A、i_B、i_C，通过霍尔电压传感器采集设备的端电压，之后经滤波电路采集电容两端的电压u_a、u_b、u_c，再反推测试产品的端电压，从而算出被测产品在不同谐波下的损耗和电抗值，进而了解待测电网元件所能承受的谐波的范围。

附图说明：

图1为计算控制单元电路图；

图2为三相逆变单元电路图；

图3为谐波发生器与待测产品的结构示意图；

图4是单项逆变输出电路等效图，其中AC为霍尔电压传感器感应过来的等效电源，R，C为滤波电路，其值已知，u为霍尔电压传感器感应过来的端电压。

具体实施方式：