基于虚拟负载法的发电机转子交流阻抗测试仪校验装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了基于虚拟负载法的发电机转子交流阻抗测试仪校验装置，包括依次连接的第一高准确度表、高稳定性精密程控源、第二高准确度表和数显及人机界面�？椋直鹩胨龅谝桓咦既范缺砗透呶榷ㄐ跃艹炭卦戳拥牡缌魇涑龆俗樱约胺直鹩胨龈呶榷ㄐ跃艹炭卦春偷诙咦既范缺砹拥牡缪故涑龆俗印１痉⒚魉龌谛槟飧涸胤ǖ姆⒌缁咏涣髯杩共馐砸切Ｑ樽爸茫梢钥朔钟屑际踔腥斯だ投看蟆⑽蟛僮髀矢吆托Ｑ槟讯却蟮热毕荩允迪秩斯だ投啃�、误操作率低和校验难度小的优点。
【专利说明】基于虚拟负载法的发电机转子交流阻抗测试仪校验装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力电子设备的检测【技术领域】，具体地，涉及基于虚拟负载法的发电 机转子交流阻抗测试仪校验装置。
【背景技术】
[0002] 发电机转子交流阻抗测试仪，是用于测量和分析发电机及调相机转子绕组交流阻 抗的综合测量仪器，通过专门设计的测量电路可实现对有转子绕组的交流阻抗、功率、频率 等参数的自动测量。在交流阻抗测试仪器的校准、检定与检测工作中，对过渡过程(包括过 渡电阻和过渡时间)测量功能的检测是最重要的检测项目。近年来随着科学技术的发展，市 场上出现的一体化的发电机转子交流阻抗测试仪，给广大电气试验人员提供了一种轻便、 快捷、简单的测试仪器，并已得到广泛应用。但是对于这些一体化发电机转子交流阻抗测试 仪，市场上还没有专门针对它们的校验检测装置，在它们的使用过程中它们自身的准确度 得不到有效保证。因此在大规�？菇涣髯杩共饬康耐保涣髯杩共馐砸瞧鞯男Ｑ榧肮� 范使用也显得日益重要。
[0003] 国内有少数单位开展了针对发电机转子交流阻抗测试仪的校准工作。由于缺乏针 对性的校准规范，故采取的测量方案有诸多不足，主要在于无法有效地对测试仪器整个量 程范围内的工作状况进行完善的检测与校准工作。另外，由于测试使用测试仪校准系统与 真实电机转子绕组工作状况有差异，无法真实的模拟电机转子绕组实际工作状况。再者重 新接线等操作增加了人为误操作的几率，不利于准确高效的完成校验、检测工作。
[0004] 目前，发电机转子交流阻抗测试仪的校准工作还需要广泛推广，亦缺乏完备的校 准规范来约束发电机转子交流阻抗测试仪的校准工作，这种现状严重影响了测量的准确度 及仪器的规范使用。考虑到市场上大量的发电机转子交流阻抗测试仪标称的最大允许误差 以及已有的检测方法受测测量范围、准确度和便捷性所限，很难对发电机转子交流阻抗测 试仪开展便捷、高效的校准、检定与检测工作。同时，发电机转子交流阻抗测试仪的校准装 置在国内也尚未出现，甚至在国外也未见针对性的产品。发电机转子交流阻抗测量仪的规 范及校验作为预防性试验的重要一环，无疑已成为工作需要突破的瓶颈。在此种背景下，在 无法借鉴国内外成功经验的前提下，开展发电机转子交流阻抗测试仪校验方法及校验装置 的研究已迫在眉睫。
[0005] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在人工劳动量大、误操作 率高和校验难度大等缺陷。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于，针对上述问题，提出基于虚拟负载法的发电机转子交流阻抗 测试仪校验装置，以实现人工劳动量小、误操作率低和校验难度小的优点。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：基于虚拟负载法的发电机转子交流 阻抗测试仪校验装置，包括依次连接的第一高准确度表、高稳定性精密程控源、第二高准确 度表和数显及人机界面�？椋直鹩胨龅谝桓咦既范缺砗透呶榷ㄐ跃艹炭卦戳拥牡� 流输出端子，以及分别与所述高稳定性精密程控源和第二高准确度表连接的电压输出端 子。
[0008] 进一步地，所述第一高准确度表，包括依次连接在所述电流输出端子与高稳定性 精密程控源之间的电流传感器、第一信号调理�？椤⒌谝荒Ｊ荒？楹偷谝徊饬考扑隳� 块。
[0009] 进一步地，所述高稳定性精密程控源，包括依次与所述数显及人机界面�？榱� 的主控制器、信号生成�？楹颓爸玫骼砟？椋来瘟釉谒銮爸玫骼砟？楹偷缌魇涑龆� 子之间的电流信号生成�？�、第一相位/幅值调节模块和第一放大器，以及依次连接在所 述前置调理模块和电压输出端子之间的电压信号生成模块、第二相位/幅值调节模块和第 二放大器。
[0010] 进一步地，所述第而高准确度表，包括依次连接在所述电压输出端子与主控制器 之间的电压传感器、第二信号调理�？�、第二模数转换�？楹偷诙饬考扑隳？�。
[0011] 本发明各实施例的基于虚拟负载法的发电机转子交流阻抗测试仪校验装置，由于 包括依次连接的第一高准确度表、高稳定性精密程控源、第二高准确度表和数显及人机界 面�？椋直鹩氲谝桓咦既范缺砗透呶榷ㄐ跃艹炭卦戳拥牡缌魇涑龆俗樱约胺直鹩� 高稳定性精密程控源和第二高准确度表连接的电压输出端子；从而可以克服现有技术中人 工劳动量大、误操作率高和校验难度大的缺陷，以实现人工劳动量小、误操作率低和校验难 度小的优点。
[0012] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
[0013] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中： 图1为本发明基于虚拟负载法的发电机转子交流阻抗测试仪校验装置的结构示意图； 图2为本发明基于虚拟负载法的发电机转子交流阻抗测试仪校验装置与发电机转子 交流阻抗测试仪的连接示意图； 图3为本发明中高精度电压采样�？榈墓ぷ髟硎疽馔迹� 图4为本发明中高精度电流采样�？榈墓ぷ髟硎疽馔迹� 图5为本发明中信号生成�？榈墓ぷ髟硎疽馔迹� 图6为本发明中前置调理�？榈墓ぷ髟硎疽馔肌�
【具体实施方式】
[0015] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0016] 针对现有技术中存在的上述技术问题，根据本发明实施例，如图1和图2所示，提 供了基于虚拟负载法的发电机转子交流阻抗测试仪校验装置，特别是关于电力电子设备中 的发电机转子交流阻抗测试仪的校验技术，具体的讲是一种发电机转子交流阻抗测试仪校 验装置。该基于虚拟负载法的发电机转子交流阻抗测试仪校验装置，能够快速准确的对交 流阻抗测试仪进行校准检测，满足校准检测的需要，根据虚拟负载法产生稳定的电流源和 电压源，并且通过幅值相位频率调节值预设阻抗值，从而实现对发电机转子交流阻抗测试 仪多项测量功能的同步测量，为发电机转子交流阻抗测试仪的高准确度检测工作提供了技 术方法和实践措施。
[0017] 本发明的技术方案，能够与被检的发电机转子交流阻抗测试仪相连接，包括高稳 定性精密程控源、高准确度表、数显及人机界面�？椋约吧鲜瞿？橹涞牧峒翱刂坡� 辑。高稳定性精密程控源，通过高准确度表的精密测量获得数据反�。佣迪殖炭卦吹淖� 动修正；高准确度表，可以实时采集电压电流等信号，并分别将采集到的数据反馈给高稳定 性精密程控源和数显及人机界面�？椋皇约叭嘶缑婺？椋咦既范缺聿杉降氖� 实时显示，并完成操作人员对高稳定性精密程控源的参数设定，实现了对发电机转子交流 阻抗测试仪校验装置测量及控制。
[0018] 在本发明的技术方案中，虚拟负载法具体形式为：将功率源变成虚拟形式，包含了 电流源模块与电压源模块；电流源�？椋糜诓缌餍藕牛⒍允涑龆说牡缌髦到胁裳� 及反�。玫奖曜嫉牡缌餍藕牛坏缪乖茨？椋糜诓缪剐藕牛⒍允涑龆说牡缪怪到� 采样及反馈，得到标准的电压信号。高准确度表具体包括：用于电流测量的高准确度表，包 含了电流传感器、信号调理、模数转换、测量计算等�？椋挥糜诘缪共饬康母咦既范缺恚� 了电流传感器、信号调理、模数转换、测量计算等�？�。高稳定性精密程控源具体包括：主控 制器、信号生成、前置调理、电流信号处理、电压信号处理、相位幅值调节、放大器等�？�。
[0019] 发电机转子交流阻抗测试仪校验装置采用四端法测量原理校验发电机转子交流 阻抗测试仪。发电机转子交流阻抗测试仪校验装置的电流电压端子分别接被试品的电流和 电压端子，尽管被试品整体上看进去为二端口网络，但是发电机转子交流阻抗测试仪的电 流输出回路和电压测量回路分别设计了相互电气隔离的测量端子。发电机转子交流阻抗测 试仪的四端法测量原理是基于"虚拟负载法"研制发电机转子交流阻抗测试仪校验装置的 必要前提条件。
[0020] 在本发明的技术方案中，高准确度表具体包括：电压米样模块，对电压信号米样， 得到电压采样信号；电流采样�？椋缘缌餍藕挪裳玫降缌鞑裳藕牛恍藕诺骼砟？椋� 将采集到的信号滤波放大，与模数转换�？橄嗔荒Ｊ荒？椋氲牡缪共裳？�、电流 采样�？橄嗔樱糜诙缘牡缪共裳藕�、电流采样信号进行模数转换；测量计算�？椋� 的模数转换器相连接，用于对模数转换后的电压采样信号、电流采样信号进行快速傅立叶 变换，得到测量结果，并反馈给主控模块。
[0021] 在本发明的技术方案中，高稳定性精密程控源具体包括：主控�？椋糜诮邮詹僮� 人员对校验装置设定的各项参数，接收高准确度表反馈的各项量值，并作出相应的控制；信 号生成�？椋糜谏沙跏嫉牡缪剐藕�、电流信号；相位幅值调节�？椋氲牟ㄐ紊赡？� 相连接，用于对的电压信号、电流信号进行幅度和相位的调节；功率放大�？椋氲南辔坏� 节�？橄嗔樱糜诮辔坏鹘诤蟮牡缪剐藕�、电流信号进行功率放大；电流输出端子和电 压输出端子，与的功率放大�？橄嗔樱糜诮β史糯蠛蟮牡缪剐藕�、电流信号发送至的 高准确度表以及被测的发电机转子交流阻抗测试仪。
[0022] 总的来说，本发明的技术方案，是将这种包含高稳定度精密程控源和高准确度表 构成的紧密源表创造性的运用于发电机转子交流阻抗测试仪校验装置中，从而推进了此领 域的技术进步。例如，在本发明的技术方案中：。
[0023] ?测量计算模块 测量计算�？橹饕ǜ呔鹊缪共饬磕？楹透呔鹊缪共饬磕？�。
[0024] 1.高精度电压采样�？� 高精度电压采样�？槿缤�3所示，采用反相比例运算放大电路进行处理。电压源输出 电压?/ai通过R4,R25,R7/R10/R18, 0P97进行比例衰减，换挡功能是通过控制SWll对R7/ R10/R18三个电阻进行选择，R7/R10/R18这三个电阻决定了这个反馈网络的反馈系数。从 而改变反相比例运算放大电路的输入输出关系。0P97是低功耗的工业级精密放大器，它非 常适合用在精密积分器和采样保持电路中，把0P97的输出电压记为i/ao'，则有
【权利要求】
1. 基于虚拟负载法的发电机转子交流阻抗测试仪校验装置，其特征在于，包括依次连 接的第一高准确度表、高稳定性精密程控源、第二高准确度表和数显及人机界面�？椋直� 与所述第一高准确度表和高稳定性精密程控源连接的电流输出端子，以及分别与所述高稳 定性精密程控源和第二高准确度表连接的电压输出端子。
2. 根据权利要求1所述的基于虚拟负载法的发电机转子交流阻抗测试仪校验装置，其 特征在于，所述第一高准确度表，包括依次连接在所述电流输出端子与高稳定性精密程控 源之间的电流传感器、第一信号调理�？�、第一模数转换�？楹偷谝徊饬考扑隳？�。
3. 根据权利要求2所述的基于虚拟负载法的发电机转子交流阻抗测试仪校验装置， 其特征在于，所述高稳定性精密程控源，包括依次与所述数显及人机界面模块连接的主控 制器、信号生成�？楹颓爸玫骼砟？椋来瘟釉谒銮爸玫骼砟？楹偷缌魇涑龆俗又� 的电流信号生成模块、第一相位/幅值调节模块和第一放大器，以及依次连接在所述前置 调理�？楹偷缪故涑龆俗又涞牡缪剐藕派赡？椤⒌诙辔�/幅值调节�？楹偷诙糯� 器。
4. 根据权利要求3所述的基于虚拟负载法的发电机转子交流阻抗测试仪校验装置，其 特征在于，所述第而高准确度表，包括依次连接在所述电压输出端子与主控制器之间的电 压传感器、第二信号调理�？�、第二模数转换模块和第二测量计算�？�。
【文档编号】G01R35/00GK104316889SQ201410509749
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】宋伟, 周玮, 李梅, 塔依尔·斯拉甫力, 雷民, 张军, 刘志强, 罗雪芳 申请人:新疆维吾尔自治区计量测试研究院
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