[发明专利]一种三相交流电压暂降发生电路

说明书

技术领域

本发明是一种三相交流电压暂降发生电路，主要应用范围是电磁兼容测试电压暂降抗扰度试验设备，属于电磁兼容测试及电力电子技术领域。

背景技术

电能在现代工业生产、生活中广泛使用，电力开关器件的发展和可靠性的提高推动了电子电子技术的发展，各种电气和电子产品大量涌现，极大的方便了人们的生活，也提高了工厂的生产效率，但伴随而来的电磁兼容问题却又困扰着人们的生产和生活。国家标准GB/T4765对“电磁兼容”的定义是“设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力”。电磁兼容性问题的出现及其引发的不良后果引起了人们的重视，国际上和各国各区域纷纷制定了相应的标准，强制规定电子设备生产厂家生产的产品必须符合标准的电磁兼容性要求。由于各种标准的制定，针对标准相应的电磁兼容测试和对策成为学者们研究的新领域，研究包括电磁兼容试验设备研制、电磁兼容试验、产品的电磁兼容性设计、电磁兼容故障诊断和整改等方面。

我国的3C强制性产品认证制度其中的一个C就是电磁兼容安全认证制度(CEMC认证)，电磁兼容性状况判断的一个重要指标是电网质量，随着电力电子技术的发展，电力负荷的数字化和电子化使电能质量问题不再等同于传统的供电可靠性，更多的表现在动态电压质量问题上。

电压暂降是目前电能质量诸多问题中最严重的一种，针对不同的供电系统电压暂降问题能占到电能质量问题总数的61％～87％。电压暂降和短时中断不总是突发的，因为与供电网络相连的旋转电机和保护元件有一定的反作用时间。如果大的电源网络断开(一个工厂的局部或一个地区中的较大的范围)，电压将由于有很多旋转电机连接到电网上使之逐步降低，这就造成了电压暂降。这些旋转电机短期内作为发电机运行，并向电网输送电力。有些设备对电压的渐变比对电压的突变更为敏感，为了保护和存贮内部存贮器的数据，大多数数据处理设备装有内置式断电检测器，以便在电源电压恢复后，设备按正确的方式启动。有些断电检测器对电源电压的逐渐降低不能快速地反应，因此，加在集成电路上的直流电压在断电检测器触发之前会减小到低于最小运行电压的水平，并且数据将会丢失或改变，当电源电压恢复时，不重新编程，数据处理设备就不能正确再启动，造成严重的后果。

国标中定义，电压暂降是指电压偶然跌落到大于10％-15％，持续时间为0.5-50周期的电压变化。电压暂降是由于高压、中压和低压电网中偶尔产生的短路、接地故障，或者负荷出现大的变化造成的，严重时可以导致接触器跳闸和逆变器的转换失败。

针对电压暂降这个严重的电磁兼容性问题，国标委根据IEC 61000-4-11标准制定了《GB/T 17626.11电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度》，标准中规定了电压暂降抗扰度试验所需的试验设备，一种三相交流电压暂降发生电路就是根据标准规定而设计的三相电压暂降试验发生器的主电路。

电压暂降发生电路根据应用对象的不同分为单相暂降发生电路和三相暂降发生电路，按照电路原理可以分为变压器串联型、串联电阻器型、变压器故障运行型、逆变器型四种类型。国内外的电力电子学领域的专家对电压暂降发生技术已经进行了深入的研究，中国科学院梁亮等人发表了《适合于风力发电系统的电压跌落发生器》的文章，目前的研究国外的情况是元器件个数需求较多，价格昂贵，国内的多数涉及小功率范围的研究。随着标准内容的更新，测试的相电流将要由原来的16A提高为75A，这对电压暂降发生设备的提出了更高的要求，所以研制一台流过相电流大、输出功率高、切换速度快、稳定性及可靠性高、成本低、控制简单的电压暂降发生设备有重要意义。

电压暂降有三个参数指标，第一个是暂降的辐度，即暂降电压的有效值和正常电压的有效值之比，一般用百分数表示；第二个是暂降的时间，即暂降发生几个周期，一般是0.5～50个周期；第三个是暂降的重复率，一次正常网压加一次暂降合起来计为一个暂降工作周期，重复暂降工作周期数称为暂降的重复率。电压暂降发生设备必须能满足这三个参数指标设定和实现，同时实现三相同时电压暂降和三相分别电压暂降。