[发明专利]三相电抗器电抗值测量系统及方法

权利要求书

1.一种三相电抗器的电抗值测量系统，其特征是：包括三相逆变电源单元、三相电信号检测单元和计算控制单元；

所述的三相逆变电源单元的直流侧为系统经整流或用蓄电池为逆变器提供的直流电源、交流侧的输出经RC组成的低通滤波器后分别接被测三相电抗器一端；被测三相电抗器另一端接系统中性点；

所述的三相电信号检测单元分别串联在三相逆变电源单元输出至接被测三相电抗器的三相线上、其采集的电流信号分别输出至计算控制单元的第一接线端子；

所述的计算控制单元的组成和连接关系为：依次连接的第一接线端子、调理电路、A/D、CPLD(Complex Programable Logic Device)、双口RAM和DSP(Digital Signal Processing)，所述的CPLD还分别外接PWM传输电路和开入开出电路，所述的PWM传输电路和开入开出电路通过第二接线端子外联。

2.根据权利要求1所述的三相电抗器的电抗值测量系统，其特征是：所述的RC组成的低通滤波器为串联的电阻和电容，在电容两端并联霍尔电压传感器，其输出u_A、u_B、u_C。

3.根据权利要求2所述的三相电抗器的电抗值测量系统，其特征是：所述三相逆变电源单元采用3个单相逆变器组成，三相逆变电源单元采用PWM(脉宽调制)技术，PWM的频率在2～12kHz，指令周期40us，装置输出正弦波频率范围为0.5～50Hz；

所述三相电信号检测单元采用霍尔电流传感器测量三相电流i_A、i_B、i_C，采用RC滤波电路(见图3调理电路)与霍尔电压传感器测量三相电压u_A、u_B、u_C；

所述计算控制单元CPU采用TI公司高速浮点DSP芯片TMS320C6713，内核频率可达到225MHz；逻辑芯片采用CPLD，控制外部8通道14位AD，并发出PWM指令；控制器内部具备一定数量的开关量输入输出模块，用于控制外部交流接触器。

4.一种采用如权利要求1-3任意一项所述的系统进行三相电抗器电抗值测量的方法，其特征是包括以下步骤：

第一步，根据被测三相电抗器的额定电感值、额定电流与本系统的容量计算出本系统所能承受的最大频率；

第二步，根据本系统输出频率计算RC滤波器引起的采样电压相移与幅值系数，反推电压过零点；

第三步，根据检测电压值找到电压过零点，并建立sinωt与cosωt；

式中，ω为电源角频率；t为时间；

第四步，根据sinωt与cosωt计算输出电流的有功与无功电流：

IM1=2NΣk=1Niksin(k);]]>

IM2=2NΣk=1Nikcos(k);]]>

式中，I_M1、I_M2分别为有功电流、无功电流峰值；N为一个周波离散点数目；i_k是检测的电流离散信号；sin(k)、cos(k)分别是sinωt与cosωt的离散量；

第五步，根据电压与无功电流计算电抗器的电感值：

L=UMωIM2]]>

由于三相电抗器的容量公式为P_N＝3ωL_NI²即电抗器的容量与施加电流的频率成正比，因此在同样的试验电流下，减小ω可以有效减小试验容量，也就可以降低所需试验设备容量。