[实用新型]电压波动量隔离变换器

说明书

本实用新型提供了一种电压波动量隔离变换器，涉及信号处理技术领域，电压波动量隔离变换器用于将输入的机端三相电压进行预处理并对得到的信号进行滤波操作，获得直流电压信号；进而进行基于输入额定值的模拟量预偏置操作并将偏置后的偏差量放大预定倍数得到模拟初始波动量；将模拟初始波动量转换成数字信号后对其进行数字平滑滤波，并根据已设定偏置量获得目标波动量数字信号，再将目标波动量数字信号转换成模拟电压信号，最后进行放大、调零及功率放大并输出。本实用新型可以提升偏置设定值的精度、电压波动量的转换精度与分辨率，减少输出信号中的纹波含量，改善了输出信号的平滑度，同时减少了电压波动量隔离变换器的相位延迟量。

技术领域

本实用新型涉及信号处理技术领域，尤其是涉及一种电压波动量隔离变换器。

背景技术

目前，电力系统稳定器(power system stabilizer，PSS)参数及性能试验时，发电机机端电压有效值的波动量在试验现场无法直接取得，需要专门的信号转换装置。在试验时，通常采用的机端电压波动量提取装置一般为模拟式的装置，这类装置需要人工调节偏置电位器及波动量放大倍数电位器，机端电压波动量信号转换时偏置值及放大倍数设置不方便，导致用户使用极为不便；偏置电位器及放大倍数电位器一般采用时钟电位器，由于时钟电位器的精度有限，导致实际的放大倍数无法精确确定；由于模拟式机端电压波动量提取装置只有模拟式滤波电路，信号转换的延迟时间及延迟相位都比较大，且模拟式滤波电路受滤波延迟时间的限制，滤波效果不理想，导致最终输出的波动量电压信号纹波含量很大，在实际测试中对测试的精确性造成极为不好的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电压波动量隔离变换器，可以提升偏置设定值的精度、电压波动量的转换精度与分辨率，减少输出波动量信号中的纹波含量，改善了输出波动量信号的平滑度，同时减少了电压波动量隔离变换器的相位延迟量。

第一方面，本实用新型提供一种电压波动量隔离变换器，电压波动量隔离变换器包括依次连接的信号输入处理模块、模拟滤波模块、预偏置处理及放大模块、模数转换模块、智能控制模块、数模转换模块和放大及输出模块；信号输入处理模块，用于对输入的机端三相电压进行预处理操作，得到脉动形直流电压信号；预处理操作包括三相电压全波整流处理、限流分压处理和隔离差分放大处理；模拟滤波模块用于对脉动形直流电压信号进行模拟滤波操作，将指定频率及以上的交流分量滤除，获得纹波含量小于指定阈值的直流电压信号；模拟滤波操作包括低通滤波；预偏置处理及放大模块用于将纹波含量小于指定阈值的直流电压信号进行模拟量预偏置，得到机端三相电压有效值偏置额定电压后的波动量，并将预偏置后的波动量信号放大预定倍数，得到放大了预定倍数后的输入电压偏离额定电压的偏差量；模数转换模块用于将输入电压偏离额定电压的偏差量转换成初始波动量数字信号；智能控制模块用于将初始波动量数字信号进行平滑滤波操作，并根据被锁定的偏置值及波动量放大倍数对初始波动量数字信号进行数字偏置及数字放大，获得目标波动量数字信号；平滑滤波操作包括数字式1工频周波平滑滤波和数字式1秒平滑滤波；数模转换模块用于将目标波动量数字信号转换成模拟电压信号；放大及输出模块用于对模拟电压信号进行信号放大、调零及功率放大并输出。

在可选的实施方式中，信号输入处理模块包括输入电压处理子模块、隔离放大子模块；其中，输入电压处理子模块用于将输入的机端三相电压信号进行三相电压全波整流处理和限流分压处理；隔离放大子模块用于将经过整流处理和限流分压处理的机端三相电压信号进行信号隔离放大及差分放大操作，得到脉动形直流电压信号。

在可选的实施方式中，指定频率包括100Hz；模拟滤波模块包括截止频率为100Hz的模拟式巴特沃斯四阶低通滤波器；模拟式巴特沃斯四阶低通滤波器用于滤除100Hz及以上的交流分量。