[发明专利]一种用于绝缘检测的双极性脉冲电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于绝缘检测的双极性脉冲电源，具体属于脉冲电源领域。

背景技术

变频器输出的波形具有快速上升/下降沿、高重复频率及幅值，给变频条件下的绝缘带来新的问题，绝缘过早失效时有发生，降低了变频电机运行的可靠性。研究表明，当逆变器输出的具有陡上升、下降沿的脉冲电压在连接电缆与电机处因阻抗不匹配而成的过电压超过变频电机绝缘系统的局部放电起始电压时，PWM脉冲上升、下降沿处产生局部放电，会造成电机绝缘快速裂化，这是变频电机绝缘失效的主要原因。由于双极性对称方波脉冲的脉冲幅值、上升和下降时间、频率控制方便，所以采用双极性脉冲电源进行绝缘材料检测，便于高频高压脉冲电源和绝缘检测标准设计的规范化。

脉冲电源技术基于脉冲功率技术和现代电源技术，其电源系统一般由初级电源、中间储能环节及脉冲形成系统等部分组成。其中，高压脉冲电源的中间储能环节按储能方式不同主要有电容储能式和电感储能式两种方式。电感比电容储能密度大，但由于放电波形振荡大，且不易产生长周期、陡上升沿的方波脉冲；电容储能放电波形稳定，控制性好且可适用于容性或高阻抗负载的负载。因此脉冲形成部分常常选用电容储能的方式。

发明内容

本发明提出一种用于绝缘检测的双极性脉冲电源，电路包括一个可调直流电源U_DC、一个限流电阻R_DC、四个充电开关管、四路放电开关桥臂、N个高频变压器和N个电容储能模块；所述的每个电容储能模块，包括一个单相整流桥模块、一个电容和两个开关管；所述电路的放电开关桥臂由若干个IGBT串联组成，并且每个IGBT都反向并联二极管。本发明具有模块集成化程度高、实现串联充电串联放电、采用高频变压器升压、用于绝缘检测容性试品可实现良好的方波输出特性等优点。

本发明提出的一种用于绝缘检测的双极性脉冲电源，可调直流电源U_DC的一端与限流电阻R_DC的一端连接，限流电阻R_DC的另一端与充电开关管T_c1和T_c4的集电极连接；充电开关管T_c1的发射极分别与充电开关管T_c2的集电极和高频变压器M₁原边的一端连接；高频变压器M₁原边的另一端与高频变压器M₂原边的一端连接，高频变压器M₂原边的另一端与高频变压器M₃原边的一端连接，以此类推，直到高频变压器M_N-1原边的另一端与高频变压器M_N原边的一端连接，将所有的高频变压器原边顺向串联起来；充电开关管T_c4的发射极分别与充电开关管T_c3的集电极和高频变压器M_N原边的另一端连接；可调直流电源U_DC的另一端与充电开关管T_c2和T_c4的发射极连接；

高频变压器M₁副边的一端与第一电容储能模块的第二连接端连接，高频变压器M₁副边的另一端与第一电容储能模块的第三连接端连接；高频变压器M₂副边的一端与第二电容储能模块的第二连接端连接，高频变压器M₂副边的另一端与第二电容储能模块的第三连接端连接；以此类推，将所有的高频变压器副边分别并联到每一个电容储能模块的第二和第三连接端，直到高频变压器M_N副边的一端与第N电容储能模块的第二连接端连接，高频变压器M_N副边的另一端与第N电容储能模块的第三连接端连接；

第一电容储能模块的第一连接端分别与放电开关桥臂T_d1和T_d4的一端连接；放电开关桥臂T_d1的另一端分别与放电开关桥臂T_d2的一端和负载的一端连接；放电开关桥臂T_d4的另一端分别与放电开关桥臂T_d3的一端和负载的另一端连接；第一电容储能模块的第四连接端与第二电容储能模块的第一连接端连接，第二电容储能模块的第四连接端与第三电容储能模块的第一连接端连接，以此类推，直到第(N-1) 电容储能模块的第四连接端与第N电容储能模块的第一连接端连接，第N电容储能模块的第四连接端和放电开关桥臂T_d2、T_d3的另一端与大地连接。