数字式电能质量干扰发生装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种数字式电能质量干扰发生装置，包括人机界面、单片机、频率合成芯片、低通滤波电路、增益控制电路、放大模块，人机界面功能指令送入单片机，单片机输出控制信号到频率合成芯片和增益控制电路，频率合成芯片输出正弦波经过低通滤波后到增益控制电路，增益控制电路输出各种IEC61000系列标准需要产生模拟电能质量问题的各种波形，再经过放大模块输出。采用直接频率合成技术产生正弦波形，克服了现有设备频率给定不连续，智能化程度低的问题；通过单片机控制响应速度快，控制简单，具有较强的实用型。在生产过程中可用于检测电子电气设备的抗干扰能力，评价设备对电力干扰的反应程度。
【专利说明】数字式电能质量干扰发生装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电能质量技术，特别涉及一种数字式电能质量干扰发生装置。
【背景技术】
[0002]随着电气和电子设备的广泛使用，电网中各种冲击性、非线性负荷的不断增加，使得供电系统的电能质量受到严重的污染。在电力系统中电压瞬时跌落、暂时过电压、电压短时中断等电能质量问题都会造成巨大的积极损失。由于电网中常常有电压瞬时跌落、暂时过电压等电能质量问题的存在，使电气设备或电子仪器不能正常发挥其作用，为了测试这些电子设备应对电能质量问题的能力，就需要一种设备来模拟出电力系统中出现的电压瞬时跌落、暂时过电压等电能质量问题。因此，电能质量模拟装置的研制和电能质量对电力设备的影响评估已受到广泛关注，现已成为供用电双方的共同需求，也是目前重要的研究课题。
[0003]目前，对于电能质量干扰装置的研制，国内广泛使用的是基于变压器原理的方法，该方法成本低，容量大，但是由于变压器体积较大，不方便携带，使用很不放方便，而且该方法产生信号单一，不能较好的满足用户的需要。美国福禄克公司研制了一套完整的电能功率标准源6100A，功能齐全，信号稳定性高，但该系统价格十分昂贵，不适合国内大多数普通用户的需求。
实用新型内容
[0004]本实用新型是针对电能质量干扰装置国内功能单一，国外价格昂贵的问题，提出一种数字式电能质量干扰发生装置，采用直接频率合成技术产生正弦波形，克服了现有设备频率给定不连续，智能化程度低的问题；通过单片机控制数模转换芯片实现系统的增益控制，响应速度快，控制简单，具有较强的实用型；通过设计放大电路，提升装置的带载能力。
[0005]本实用新型的技术方案为:一种数字式电能质量干扰发生装置，包括人机界面、单片机、频率合成芯片、低通滤波电路、增益控制电路、放大模块，人机界面功能指令送入单片机，单片机输出控制信号到频率合成芯片和增益控制电路，频率合成芯片输出正弦波经过低通滤波后到增益控制电路，增益控制电路输出电能质量干扰波形，再经过放大模块输出。
[0006]所述增益控制电路输入与单片机间连接同步电路。
[0007]所述放大模块包括电压放大与线性功率放大，电压放大采用高压高速集成运放PA89A对小信号进行幅度放大，线性功率放大模块采用高压高频三极管并联扩流技术。
[0008]所述增益控制电路中包括幅值调节电路、电压缺口波形产生电路和输出电压短时中断控制电路。
[0009]本实用新型的有益效果在于:本实用新型数字式电能质量干扰发生装置，按照IEC61000系列标准产生模拟电能质量问题的各种波形，包括电压瞬时跌落、电压短时中断、暂时过电压以及电压缺口等，控制简单，功能多样，价格便宜，能较好的弥补现有产品的不足之处。在生产过程中可用于检测电子电气设备的抗干扰能力，评价设备对电力干扰的反应程度，验证产品是否符合电能质量标准，保证设备的合格出厂，具有非常重要的意义与实用价值。
【专利附图】

【附图说明】
[0010]图1为本实用新型数字式电能质量干扰发生装置原理框图；
[0011]图2为本实用新型数字式电能质量干扰发生装置增益控制中幅值调节电路图；
[0012]图3为本实用新型数字式电能质量干扰发生装置电压瞬时跌落波形图；
[0013]图4为本实用新型数字式电能质量干扰发生装置暂时过电压波形图；
[0014]图5为本实用新型数字式电能质量干扰发生装置增益控制中电压缺口波形产生电路图；
[0015]图6为本实用新型数字式电能质量干扰发生装置电压缺口波形图；
[0016]图7为本实用新型数字式电能质量干扰发生装置电压中断波形图。 【具体实施方式】
[0017]如图1所示数字式电能质量干扰发生装置原理框图，用户通过人机接口界面选择所需功能，功能指令送单片机，单片机控制直接频率合成芯片AD9850，利用直接频率合成技术产生正弦波，芯片AD9850输出正弦波经过LPF低通滤波，滤除高次谐波，滤波后所得正弦波形通过系统增益控制，得到满足用户要求的电能质量干扰波形，最后利用放大模块提升系统的输出功率，提升系统的带载能力。放大后的信号在显示模块中显示，显示波形满足用户要求后，最终输出用户所需的电能质量干扰信号波形。
[0018]增益控制电路中包括幅值调节电路、电压缺口波形产生电路和输出电压短时中断控制电路，单片机输出控制指令到增益控制电路，增益控制电路根据单片机的控制信号输出电能质量干扰信号。为保证同步，增益控制电路与单片机中增加同步电路。
[0019]增益控制包括:利用放大器与数模转换芯片构成幅值调节电路，电路如图2所示。利用数模转换芯片内部电阻网络，通过单片机控制在某一时段内增大数模转换芯片控制字的值，完成在该时段的幅值调节，从而改变这一时段系统的输出波形，实现电压瞬时跌落功能，输出电压瞬时跌落波形如图3所示。放大器输出电压为:
[0020]
【权利要求】
1.一种数字式电能质量干扰发生装置，其特征在于，包括人机界面、单片机、频率合成芯片、低通滤波电路、增益控制电路、放大模块，人机界面功能指令送入单片机，单片机输出控制信号到频率合成芯片和增益控制电路，频率合成芯片输出正弦波经过低通滤波后到增益控制电路，增益控制电路输出电能质量干扰波形，再经过放大模块输出。
2.根据权利要求1所述数字式电能质量干扰发生装置，其特征在于，所述增益控制电路输入与单片机间连接同步电路。
3.根据权利要求1所述数字式电能质量干扰发生装置，其特征在于，所述放大模块包括电压放大与线性功率放大，电压放大采用高压高速集成运放PA89A对小信号进行幅度放大，线性功率放大模块采用高压高频三极管并联扩流技术。
4.根据权利要求1所述数字式电能质量干扰发生装置，其特征在于，所述增益控制电路中包括幅值调节电路、电压缺口波形产生电路和输出电压短时中断控制电路。
【文档编号】G01R31/00GK203705566SQ201320784011
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】洪轩, 张佳民, 翟成强, 张媛, 吴仕兵, 余娟娟, 徐东辉 申请人:上海电力学院