我们都知道变频电源,变压器、发电机、断路器、GIS、110 k V及220 kV交联聚乙烯电缆等高压电力设备的应用越来越广泛。根据《电气装置安装工程电气设备交接试验尺度》(GB50150-92)和《电力设备预防性试验规程》(DL/T096-1995)的要求,此类高压电力设备的安装验收和年度检验中,均需进行交流耐压试验项目,然而对这类电容性试品,采用常规工频耐压试验,所需试验设备和电源|稳压器容量都非常大,在现场进行试验难度也很大。对于统一试品而言,采用变频谐振试验方式,所需的电源容量和设备最小,重量也最轻。谐振试验系统在试品击穿时,谐振前提破坏,试品上电压和电流随之减小,这有助于保护谐振电源和试品的安全。因此变频谐振耐压试验更适合现场应用。
变频试验电源基本原理
大功率变频电源做为交流谐振耐压试验系统的核心部门,要求调压、调频独立进行,输出电压0~300V(相电压),0-520V线电压,频率40~499.9Hz,且不乱度高,还要求在现场环境下有较强的抗干扰能力。
在调频调压控制技术发展的早期多采用PAM方式,因此,变频电源逆变器输出的交流电压波形只能是方波,改变方波有效值,只能通过改变方波的幅值,即中间直流电压幅值来完成。跟着全控型快速开关器件GTR、IGBT、MOSFET等的泛起,才逐渐发展为PWM方式。因为调节PWM波的占空比即可调节电压幅值,所以逆变环节可同时完成调压和调频任务,整流器无需控制,设备结构更简朴,控制更利便。输出电压由方波改进为PWM波,降低了输出电压的低次谐波含量。SPWM是以正弦波作为基准波(调制波),用一列等幅的三角波(载波)与基准正弦波比拟较产生PWM波的控制方式。当基准正弦波高于三角波时,使相应的开关器件导通;当基准正弦波低于三角波时,使相应的开关器件截止。由此,逆变器的输出电压波形为脉冲列,其特点是:半个周期中各脉冲等距等幅不等宽,老是中间宽,两边窄,各脉冲面积与该区间正弦波下的面积成比例。这种脉冲波经由低通滤波后可得到与调制波同频率的正弦波,正弦波幅值和频率由调制波的幅值和频率决定。这就是变频电源调频调压的原理。
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