基于高压数字电源的耐压试验装置论文和设计-徐顺

全文摘要

本实用新型涉及一种基于高压数字电源的耐压试验装置，包括，隔离变压器、工控机，与工控机连接的高压数字电源，所述高压数字电源的输出端与励磁变压器连接，并用于输出频率和幅值均可调节的电压，所述励磁变压器的输出端通过LC串联谐振电路与被试验品连接，所述LC串联谐振电路还与工控机连接；所述隔离变压器的输入与电网连接，隔离变压器的输出通过工控机与高压数字电源连接，所述工控机配置为接收LC串联谐振电路的反馈信号，并对高压数字电源的输出进行控制。本实用新型能够利用高压数字电源输出更纯净、标准的幅值、频率连续可调正弦波电压，以提高试验精度，达到更好的试验效果，且具有体积小，移动方便的特点。

主设计要求

1.一种基于高压数字电源的耐压试验装置，其特征在于：包括，隔离变压器、工控机，与工控机连接的高压数字电源，所述高压数字电源的输出端与励磁变压器连接，并用于输出频率和幅值均可调节的电压，所述励磁变压器的输出端通过LC串联谐振电路与被试验品连接，所述LC串联谐振电路还与工控机连接；所述隔离变压器的输入与电网连接，隔离变压器的输出通过工控机与高压数字电源连接，所述高压数字电源将输入的交流电压转换为频率和幅值均可调节的正弦交流电压，并输入至励磁变压器，所述励磁变压器对输入的正弦交流电压进行升压，并输送至LC串联谐振电路，所述LC串联谐振电路用于产生谐振，并在被试验品上得到谐振电压，所述工控机配置为接收LC串联谐振电路的反馈信号，并对高压数字电源的输出进行控制。

设计方案

2.根据权利要求1所述的基于高压数字电源的耐压试验装置，其特征在于：

所述高压数字电源包括主电路和控制电路；

所述主电路包括，依次连接的整流电路、直流滤波电路、逆变电路和滤波电路；

所述控制电路包括，与滤波电路的输出端连接的电压检测电路和电流检测电路、分别与电压检测电路和电流检测电路连接的DSP控制器，所述DSP控制器用于产生SPWM控制信号，并依次通过光电隔离电路和驱动保护电路与逆变电路连接；

所述DSP控制器还通过串口与工控机通讯连接。

3.根据权利要求2所述的基于高压数字电源的耐压试验装置，其特征在于：所述LC串联谐振电路包括，串联连接的可调电抗器和电容分压器，所述电容分压器与被试验品并联连接，所述工控机与电容分压器连接，以采集施加在被试验品上的电压信号；所述励磁变压器的输出端与可调电抗器串联连接。

4.根据权利要求3所述的基于高压数字电源的耐压试验装置，其特征在于：所述被试验品的两端还并联有补偿电容。

5.根据权利要求1所述的基于高压数字电源的耐压试验装置，其特征在于：还包括，显示屏、辅助电源、无线摄像头和远程操作终端，所述远程操作终端与工控机无线通信连接，所述无线摄像头与工控机连接，并用于采集被试验品在试验过程中的图像信息，所述辅助电源用于为无线摄像头、工控机供电，所述显示屏与工控机连接，用于显示工控机的参数和无线摄像头获取的图像。

6.根据权利要求5所述的基于高压数字电源的耐压试验装置，其特征在于：所述显示屏为触摸显示屏，且为至少两台，其中一台用于和调节显示工控机的运行参数，一台用于实时显示无线摄像头获取的图像。

7.根据权利要求1所述的基于高压数字电源的耐压试验装置，其特征在于：所述励磁变压器的箱体采用蜂巢结构，箱体底部设有橡胶垫。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及耐高压试验装置，尤其是一种基于高压数字电源的耐压试验装置。

背景技术

伴随着我国高铁事业的发展，人们出行选择乘坐动车组已经变得很普遍，为保证动车组的安全，在动车组出厂前需要对动车组的高压电缆进行耐高压试验，其中耐压试验装置是对动车组高压电缆绝缘性能进行检测的一种有效方式，在以往的动车组耐压检测试验中，由于技术不够成熟、设备简单、耐压方式传统，所以在耐压试验过程中导致实验数据不够精准，操作过程繁琐，零件易老化损坏，体积庞大移动不易，安全性能低，给耐压试验带来了极大的不便，因此耐压试验的安全性、便捷性、准确性、高效性是现在所面临的一项有待提升的问题。

鉴于此提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于高压数字电源的耐压试验装置，其能够利用高压数字电源输出更纯净、标准的幅值、频率连续可调正弦波电压，以提高试验精度，达到更好的试验效果，且具有体积小，移动方便的特点。

为了实现该目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于高压数字电源的耐压试验装置，包括，隔离变压器、工控机，与工控机连接的高压数字电源，所述高压数字电源的输出端与励磁变压器连接，并用于输出频率和幅值均可调节的电压，所述励磁变压器的输出端通过LC串联谐振电路与被试验品连接，所述LC串联谐振电路还与工控机连接；所述隔离变压器的输入与电网连接，隔离变压器的输出通过工控机与高压数字电源连接，所述高压数字电源将输入的交流电压转换为频率和幅值均可调节的正弦交流电压，并输入至励磁变压器，所述励磁变压器对输入的正弦交流电压进行升压，并输送至LC串联谐振电路，所述LC串联谐振电路用于产生谐振，并在被试验品上得到谐振电压，所述工控机配置为接收LC串联谐振电路的反馈信号，并对高压数字电源的输出进行控制。

进一步，所述高压数字电源包括主电路和控制电路；

所述主电路包括，依次连接的整流电路、直流滤波电路、逆变电路和滤波电路；

所述DSP控制器还通过串口与工控机通讯连接。

进一步，所述LC串联谐振电路包括，串联连接的可调电抗器和电容分压器，所述电容分压器与被试验品并联连接，所述工控机与电容分压器连接，以采集施加在被试验品上的电压信号；所述励磁变压器的输出端与可调电抗器串联连接。

进一步，所述被试验品的两端还并联有补偿电容。

进一步，还包括，显示屏、辅助电源、无线摄像头和远程操作终端，所述远程操作终端与工控机无线通信连接，所述无线摄像头与工控机连接，并用于采集被试验品在试验过程中的图像信息，所述辅助电源用于为无线摄像头、工控机供电，所述显示屏与工控机连接，用于显示工控机的参数和无线摄像头获取的图像。

进一步，所述显示屏为触摸显示屏，且为至少两台，其中一台用于和调节显示工控机的运行参数，一台用于实时显示无线摄像头获取的图像。

进一步，所述励磁变压器的箱体采用蜂巢结构，箱体底部设有橡胶垫。

采用本实用新型所述的技术方案后，带来以下有益效果：

1、本实用新型通过高压数字电源提高了输出电压精度，减少高频谐波对谐振电路的影响，可以精确检测动车组高压电缆绝缘性能，减少对电缆的损害，可以根据不同车型和车间状况选择现场或远程控制的方式进行耐压试验，具有较高的安全性。

2、本实用新型在进行耐压试验时励磁变压器底部的橡胶垫可以减少振动、消除噪音，励磁变压器箱体蜂巢结构也有助于降低噪音、加强抗干扰能力。

3、本实用新型通过工控机进行控制，提高耐压试验的数据处理能力，通过无线摄像头可以实时监控耐压试验现场和检测电缆耐压状态。

综上所述，本实用新型能够充分满足动车组高压电缆特高耐压试验，准确检测电缆绝缘性能，适用于动车组高压电缆的耐压试验。

附图说明

图1：本实用新型的系统框图；

图2：本实用新型的部分电路原理图；

图3：本实用新型高压数字电源的原理图；

其中：1、隔离变压器 2、工控机 3、高压数字电源 4、励磁变压器 5、可调电抗器6、分压电容器 7、被试验品 8、补偿电容。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1、图2所示，一种基于高压数字电源的耐压试验装置，包括，隔离变压器1、工控机2、高压数字电源3、励磁变压器4、LC串联谐振电路、显示屏、辅助电源、无线摄像头和远程操作终端。所述隔离变压器1的输入与电网连接，隔离变压器1的输出通过工控机2与高压数字电源3连接，所述高压数字电源3的输出端与励磁变压器4连接，并用于输出频率和幅值均可调节的电压，所述励磁变压器4的输出端通过LC串联谐振电路与被试验品7连接，所述LC串联谐振电路还与工控机2连接，用于将电压信号反馈至工控机2。

如图3所示，所述高压数字电源3配置为将输入的380V交流电压转换为频率和幅值均可调节的正弦交流电压，并输入至励磁变压器4，具体地，高压数字电源3包括主电路和控制电路；所述主电路包括，依次连接的整流电路、直流滤波电路、逆变电路和滤波电路。所述控制电路包括，与滤波电路的输出端连接的电压检测电路和电流检测电路、分别与电压检测电路和电流检测电路连接的DSP控制器，所述DSP控制器用于产生SPWM控制信号，并依次通过光电隔离电路和驱动保护电路与逆变电路连接；所述DSP控制器还通过串口与工控机2通讯连接。高压数字电源3的工作过程为，380V交流电经整流电路和直流滤波电路转换为稳定的直流电压后供给逆变电路，逆变电路是该电源的关键电路，其功能是在驱动信号作用下将整流滤波后的直流电变成电压、频率可调的交流电，然后经滤波后输出正弦交流电压供给励磁变压器4，输出的电流和电压经过电压检测电路和电流检测电路采样后送给DSP控制器，DSP控制器对采样信号经控制算法处理后输出修正后的SPWM控制信号，使输出电压稳定在所设定的期望值上。

所述励磁变压器4对输入的正弦交流电压进行升压，并输送至LC串联谐振电路，在进行电缆耐压试验时，高压数字电源3直接输出的电压可能达不到所需的电压值，通过励磁变压器4将高压数字电源3的输出的电压升到合适的试验电压，以满足试验的要求。

所述LC串联谐振电路用于产生谐振，并在被试验品7上得到谐振电压，具体地，所述LC串联谐振电路包括，串联连接的可调电抗器5和电容分压器6，所述电容分压器6与被试验品7并联连接，所述工控机2与电容分压器6连接，以采集施加在被试验品7上的电压信号；所述励磁变压器4的输出端与可调电抗器5串联连接。

可调电抗器5是谐振回路的重要部件，与被试验品7电容量的大小决定了系统谐振频率的大小。当高压数字电源3输出频率等于系统谐振频率时，回路发生串联谐振。

对电缆进行耐压试验时，为使被试验品7上的电压达到试验电压，就必须对被试验品7电压进行测量。电容分压器6就是被试验品7电压的测试器件，它由高压臂C1和低压臂C2组成，测量信号从低压臂C2上引出，作为被试验品7测量和保护信号用。由于电容分压器6是与被试验品7并联的，所以电容分压器6也是串联谐振回路中负载的一部分，同被试验品7承受同样大的电压值，因此要选用的电容分压器6的额定电压应较大。

优选地，所述被试验品7的两端还并联有补偿电容8。当被试验品7的等效电容量比较小时，系统谐振频率就比较高，可能超过300Hz，这时可以通过在被试验品7两端并上补偿电容8的方法把系统谐振频率降低到期望的频率范围之内。

所述工控机2通过串口对高压数字电源3进行通讯控制，在工控机2上能够实现试验参数的设置、试验现象的监控及各种试验操作控制，工控机2通过接收电容分压器6的反馈信号，能够对耐压试验数据的采集进行实时反馈。在试验过程中工控机2将实时回应、采集耐压试验数据并保存供分析查看，达到耐压时间后控制结束耐压试验。

具体地，所述远程操作终端与工控机2无线通信连接，可以对工控机2进行远程操作，所述无线摄像头与工控机2连接，并用于采集被试验品7在试验过程中的图像信息，所述辅助电源用于为无线摄像头、工控机2供电，所述显示屏与工控机2连接，用于显示工控机2的参数和无线摄像头获取的图像。

优选地，所述显示屏为触摸显示屏，且为至少两台，其中一台用于和调节显示工控机2的运行参数，一台用于实时显示无线摄像头获取的图像。

优选地，所述励磁变压器4的箱体采用蜂巢结构，箱体底部设有橡胶垫，以降低噪音、加强抗干扰能力。

本实用新型的试验过程为：

首先，AC380V电压通过隔离变压器1接入高压数字电源3，高压数字电源3输出频率和幅值均可调节的电压。先将高压数字电源3输出电压幅值调到一个较小的值，由励磁变压器4经过初步升压后，作用于可调电抗器5和电容分压器6，然后再调节高压数字电源3输出电压的频率，使可调电抗器5和电容分压器6发生谐振，在被试品电缆上得到谐振电压，此电压是励磁变压器4输出电压的Q倍，最后调节高压数字电源3的输出电压幅值，使被试验品电缆上的电压达到交流耐压试验所要求的电压完成耐压试验。在整个耐压试验过程中可通过触摸显示屏进行耐压试验的升压、降压、点升、点降、急停、启动、停止、复位等操作，通过工控机2进行耐压试验数据的采集和控制。

以上所述为本实用新型的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本实用新型的保护范围。

设计图

基于高压数字电源的耐压试验装置论文和设计

基于高压数字电源的耐压试验装置论文和设计-徐顺

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢