[发明专利]三相宽频电流发生器

说明书

 

技术领域    

    本发明涉及一种三相宽频电流发生器，属电测技术领域。

背景技术    

现行的基于全波计量方式的电能表，在标准正弦电压和电流波形下其计量是准确的。而对于谐波源负荷，采用基波计量方式则更为合理。目前，国家已制定并发布了一系列相关的标准和规范，例如：GB/T17215.302-2013 《交流电测量设备 特殊要求 第2部分 静止式谐波有功电能表》、中国电力行业标准《标准谐波电能表》的征求意见稿、国家计量检定规程《静止式谐波有功电能表》的征求意见稿。国内外多家电能表厂家也已生产了带基波和谐波电能计量功能的电能表。

为实现谐波电能计量的可靠量值传递，需对谐波电能表进行检定。在检定谐波电能表时，按标准要求需进行谐波状态下的试验，具体包括交流电流线路中的方波的试验、尖顶波的试验、（合成）方波的试验、直流和偶次谐波试验、奇次谐波试验和次谐波试验。因此谐波电能表检定装置里的三相电流发生器应能产生并输出检定时所需的各种交流和直流三相电流波形，且在直流、工频直至2kHz的音频范围内保持其输出电流波形的稳定性和准确性。传统的三相电流发生器由于存在工作频带较窄、在输出高次谐波时衰减较为明显且波形的高频分量易诱发自震荡等缺点，显然已不满足谐波电能表检定的要求。

发明内容    

本发明的目的是，为了满足电能表检测的需要，本发明提出一种三相宽频电流发生器，用于谐波电能表检定装置中以实现检定时所需的各种三相交流和直流电流波形的输出。

实现本发明的技术方案是，本发明一种三相宽频电流发生器包括信号源、D/A转换器、第一功率放大器、电流比变换器和反馈电阻。

信号源，用于将标准的基波波形存储在ROM中，合成的谐波波形存放在RAM中，以锁相倍频对信号频率输出逐一寻址RAM，再送到D/A转换器中以产生所需的具体波形。

D/A转换器，用于将数字信号转换成模拟信号，输出额定电压值为1V的电压波形。

第一功率放大器，用于将D/A转换器输出的1V电压波形进行放大，产生电流输出I1。

电流比变换器，用于将第一功率放大器输出电流I1进行多级放大，输出反馈电流I2，并实现电流和电压的深度负反馈。

反馈电阻RS，用于形成反馈电流。

本发明三相宽频电流发生器的信号源连接D/A转换器的输入端，D/A转换器的输出端连接第一功率放大器的同相输入端，第一功率放大器的反相输入端和地之间接入一个阻值为10Ω的反馈电阻RS；第一功率放大器的输出端连接电流比变换器，通过开关K和电流互感器的一次绕组W1相应抽头连接。

所述电流比变换器由电流互感器、第二功率放大器A2、第三功率放大器A3、第四功率放大器A4、接地电阻RL、电阻R2、电阻R3及电阻R4组成。电流互感器由一次绕组W1、二次绕组W2、二次绕组WD1、二次绕组WD2、二次绕组WD3及铁芯T组成；一次绕组W1的一端通过开关K连接第一功率放大器A4的输出端；另一端通过RL接地；二次绕组W2的一端连接电阻RS，另一端连接第四功率放大器的输出端；二次绕组WD2的一端连接第二功率放大器的同相输入端，另一端与第二功率放大器的反相输入端共同接地；二次绕组WD3的一端连接第三功率放大器的同相输入端，另一端接地；第二功率放大器的输出端通过电阻R2连接第四功率放大器的同相输入端；第三功率放大器的输出端通过电阻R3连接第四功率放大器的同相输入端；第四功率放大器的同相输入端与输出端之间并联电阻R4；所有功率放大器反向输入端接地。

所述电路互感器中的铁芯T是由铍莫合金绕制。

信号源将标准的基波波形存储在ROM中，合成的谐波波形存放在RAM中，以锁相倍频对信号频率输出逐一寻址RAM，再送到D/A转换器中以产生所需的具体波形。D/A转换器将数字信号转换成模拟信号，输出额定电压值为1V的电压波形。D/A转换器输出端和第一功率放大器A1的同相输入端连接，第一功率放大器A1将D/A转换器输出的1V电压波形进行放大，产生电流输出I1。