[实用新型]一种串联谐振型单相单管电压暂降发生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于单相电力负荷设备的电能质量敏感性测试设备，尤其涉及一种串联谐振型单相单管电压暂降发生装置。

背景技术

20世纪80年代以来，随着现代化敏感电力电子设备的广泛应用以及新型电力负荷的迅速发展，动态电能质量问题日益受到关注，其中最为突出、代价较大的问题之一就是电压暂降。据国外某电力部门的调查：在由电能质量引起的用户投诉中，由电压暂降引起的投诉＞70％，而由谐波、开关操作过电压等引起的投诉＜30％。美国每年由电压暂降造成的经济损失为120～260亿美元。因此，仅仅考虑谐波、工频变化、三相不平衡、电压偏差等稳态电压质量指标已不能满足现代电力用户的要求。电压暂降这一方向的研究已越来越引起电力科技工作者的极大关注。

电压凹陷是指在系统频率时电压有效值(RMS)瞬时减小到额定值的10％～90％的范围内，其持续时间一般为半个工频周期到数秒钟。由于1)现代电力系统中电压暂降事件发生的次数多，远大于停电次数；2)电压暂降影响范围大，短路电压暂降可波及几十km外负荷正常运行；3)电压暂降使敏感设备不能获得所需质量的电能，电压暂降造成的损失巨大，因而电压凹陷是目前电力系统中最严重的电能质量问题之一。电压凹陷的发生，会导致程序逻辑控制器(PLC)误动而造成工业生产过程停产，导致调速装置(ASD)失灵而造成产品报废，导致接触器与辅助继电器跳开以及不可预计的欠电压跳闸，导致计算机系统丢失重要数据等。最近十几年来，由于敏感设备的激增，电压凹陷给工业用户造成了巨大的经济损失，资料表明，在欧美等国家1次电压凹陷事故造成的经济损失至少在数百万美元以上。某织纺厂仅6个周波幅值为80％的电压暂降，对生产线造成的损失和两个小时的持续停电事故相当。

为了测试一个新设计系统的电压暂降抗干扰性以及电压暂降对一些特定电子设备的敏感影响性，我们需要一个电压暂降信号产生设备，即电压暂降发生装置。如SEMI-F47就规定了半导体制造设备对电压暂降抗干扰性要求。电压暂降主要有2个参数指标。第一个是电压暂降的幅度，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。第二个是电压暂降的持续时间，即电压暂降发生后持续多少时间，一般为0.5周波~3秒。电压暂降发生装置必须能满足上述2个参数指标设计和实现。下面对现有各种应用场合的多种不同电压暂降发生装置进行分析描述。

美国专利第5920132号描述了能够利用自耦变压器在小功率电子设备上产生电压暂降动作，仅用于低电压领域。

美国专利第5886429号描述了一种计算机控制和监测的测试台，用于测试连接到测试台的电子设备对测试台产生的电压暂降和电压突升的响应。

专利申请WO0060430号描述了应用于玻璃生产厂电压暂降部件敏感性检验系统。每相至少包括两个双极型开关，连接到工业自耦变压器。该系统提供电压暂降的幅度、持续时间两个参数的选择控制，且每相可产生不同电压暂降。

国家专利101151546描述了用于测试低电压下发电机如风力涡轮机响应电压暂降的动作的测试装置，电压暂降类似于可能出现在风力涡轮机连接到电网上的电压暂降。

专利申请200910083733.5号描述了一种用于电磁兼容国家标准电压暂降抗扰度测试的三相交流电压暂降发生电路。该电路每相由2块双向功率开关模块、滤波电感组成，采用两个IGBT共发射级串联组成双向功率开关模块代替传统整流桥式开关模块，简化了设计。

此外，专利申请200810020220.5号提出了模拟电压暂降试验的过程和方法，根据不同被测设备类型确定典型接线形式和实验点。

上述各种设备和方法均采用了双向功率开关模块或变压器，存在的控制复杂、价格昂贵、体积大的缺点，主电路保护难。

实用新型内容

本实用新型对双向功率开关模块进行分析改进，减少主电路和控制电路的元器件数目，不需要变压器。实现了电路简化并降低成本，提高装置的可靠性，工频时滤波器导致压降很小，暂降电压控制误差小。

为了达到所述目的，本实用新型的技术方案：一种串联谐振型单相单管电压暂降发生装置，包括连接启动键的可调节单脉冲发生器，可调节单脉冲发生器的输出端连接占空比可调脉冲发生电路上，占空比可调脉冲发生电路输出端上依次连接有光耦PWM驱动电路，单相单管交流斩波器和LC串联谐振型滤波器。

优选的：所述可调节单脉冲发生器由555芯片、电位器连接组成。这样的结构实现半个周波-3秒的可调脉宽单脉冲产生，进行暂降持续时间的调节。