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基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置，包括依次連接的第一高準(zhǔn)確度表、高穩(wěn)定性精密程控源、第二高準(zhǔn)確度表和數(shù)顯及人機(jī)界面模塊，分別與所述第一高準(zhǔn)確度表和高穩(wěn)定性精密程控源連接的電流輸出端子，以及分別與所述高穩(wěn)定性精密程控源和第二高準(zhǔn)確度表連接的電壓輸出端子。本發(fā)明所述基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中人工勞動量大、誤操作率高和校驗難度大等缺陷，以實現(xiàn)人工勞動量小、誤操作率低和校驗難度小的優(yōu)點。
【專利說明】基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力電子設(shè)備的檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電 機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀，是用于測量和分析發(fā)電機(jī)及調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子繞組交流阻 抗的綜合測量儀器，通過專門設(shè)計的測量電路可實現(xiàn)對有轉(zhuǎn)子繞組的交流阻抗、功率、頻率 等參數(shù)的自動測量。在交流阻抗測試儀器的校準(zhǔn)、檢定與檢測工作中，對過渡過程(包括過 渡電阻和過渡時間)測量功能的檢測是最重要的檢測項目。近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，市 場上出現(xiàn)的一體化的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀，給廣大電氣試驗人員提供了一種輕便、 快捷、簡單的測試儀器，并已得到廣泛應(yīng)用。但是對于這些一體化發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試 儀，市場上還沒有專門針對它們的校驗檢測裝置，在它們的使用過程中它們自身的準(zhǔn)確度 得不到有效保證。因此在大規(guī)模開展交流阻抗測量的同時，交流阻抗測試儀器的校驗及規(guī) 范使用也顯得日益重要。
[0003] 國內(nèi)有少數(shù)單位開展了針對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀的校準(zhǔn)工作。由于缺乏針 對性的校準(zhǔn)規(guī)范，故采取的測量方案有諸多不足，主要在于無法有效地對測試儀器整個量 程范圍內(nèi)的工作狀況進(jìn)行完善的檢測與校準(zhǔn)工作。另外，由于測試使用測試儀校準(zhǔn)系統(tǒng)與 真實電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組工作狀況有差異，無法真實的模擬電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組實際工作狀況。再者重 新接線等操作增加了人為誤操作的幾率，不利于準(zhǔn)確高效的完成校驗、檢測工作。
[0004] 目前，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀的校準(zhǔn)工作還需要廣泛推廣，亦缺乏完備的校 準(zhǔn)規(guī)范來約束發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀的校準(zhǔn)工作，這種現(xiàn)狀嚴(yán)重影響了測量的準(zhǔn)確度 及儀器的規(guī)范使用?？紤]到市場上大量的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀標(biāo)稱的最大允許誤差 以及已有的檢測方法受測測量范圍、準(zhǔn)確度和便捷性所限，很難對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測 試儀開展便捷、高效的校準(zhǔn)、檢定與檢測工作。同時，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀的校準(zhǔn)裝 置在國內(nèi)也尚未出現(xiàn)，甚至在國外也未見針對性的產(chǎn)品。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測量儀的規(guī) 范及校驗作為預(yù)防性試驗的重要一環(huán)，無疑已成為工作需要突破的瓶頸。在此種背景下，在 無法借鑒國內(nèi)外成功經(jīng)驗的前提下，開展發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗方法及校驗裝置 的研究已迫在眉睫。
[0005] 在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在人工勞動量大、誤操作 率高和校驗難度大等缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗 測試儀校驗裝置，以實現(xiàn)人工勞動量小、誤操作率低和校驗難度小的優(yōu)點。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流 阻抗測試儀校驗裝置，包括依次連接的第一高準(zhǔn)確度表、高穩(wěn)定性精密程控源、第二高準(zhǔn)確 度表和數(shù)顯及人機(jī)界面模塊，分別與所述第一高準(zhǔn)確度表和高穩(wěn)定性精密程控源連接的電 流輸出端子，以及分別與所述高穩(wěn)定性精密程控源和第二高準(zhǔn)確度表連接的電壓輸出端 子。
[0008] 進(jìn)一步地，所述第一高準(zhǔn)確度表，包括依次連接在所述電流輸出端子與高穩(wěn)定性 精密程控源之間的電流傳感器、第一信號調(diào)理模塊、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和第一測量計算模 塊。
[0009] 進(jìn)一步地，所述高穩(wěn)定性精密程控源，包括依次與所述數(shù)顯及人機(jī)界面模塊連接 的主控制器、信號生成模塊和前置調(diào)理模塊，依次連接在所述前置調(diào)理模塊和電流輸出端 子之間的電流信號生成模塊、第一相位/幅值調(diào)節(jié)模塊和第一放大器，以及依次連接在所 述前置調(diào)理模塊和電壓輸出端子之間的電壓信號生成模塊、第二相位/幅值調(diào)節(jié)模塊和第 二放大器。
[0010] 進(jìn)一步地，所述第而高準(zhǔn)確度表，包括依次連接在所述電壓輸出端子與主控制器 之間的電壓傳感器、第二信號調(diào)理模塊、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和第二測量計算模塊。
[0011] 本發(fā)明各實施例的基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置，由于 包括依次連接的第一高準(zhǔn)確度表、高穩(wěn)定性精密程控源、第二高準(zhǔn)確度表和數(shù)顯及人機(jī)界 面模塊，分別與第一高準(zhǔn)確度表和高穩(wěn)定性精密程控源連接的電流輸出端子，以及分別與 高穩(wěn)定性精密程控源和第二高準(zhǔn)確度表連接的電壓輸出端子；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中人 工勞動量大、誤操作率高和校驗難度大的缺陷，以實現(xiàn)人工勞動量小、誤操作率低和校驗難 度小的優(yōu)點。
[0012] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。
[0013] 下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實 施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中： 圖1為本發(fā)明基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 交流阻抗測試儀的連接示意圖； 圖3為本發(fā)明中高精度電壓采樣模塊的工作原理示意圖； 圖4為本發(fā)明中高精度電流采樣模塊的工作原理示意圖； 圖5為本發(fā)明中信號生成模塊的工作原理示意圖； 圖6為本發(fā)明中前置調(diào)理模塊的工作原理示意圖。

【具體實施方式】
[0015] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實 施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明實施例，如圖1和圖2所示，提 供了基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置，特別是關(guān)于電力電子設(shè)備中 的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀的校驗技術(shù)，具體的講是一種發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校 驗裝置。該基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置，能夠快速準(zhǔn)確的對交 流阻抗測試儀進(jìn)行校準(zhǔn)檢測，滿足校準(zhǔn)檢測的需要，根據(jù)虛擬負(fù)載法產(chǎn)生穩(wěn)定的電流源和 電壓源，并且通過幅值相位頻率調(diào)節(jié)值預(yù)設(shè)阻抗值，從而實現(xiàn)對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試 儀多項測量功能的同步測量，為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀的高準(zhǔn)確度檢測工作提供了技 術(shù)方法和實踐措施。
[0017] 本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠與被檢的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀相連接，包括高穩(wěn) 定性精密程控源、高準(zhǔn)確度表、數(shù)顯及人機(jī)界面模塊，以及上述模塊之間的聯(lián)結(jié)及控制邏 輯。高穩(wěn)定性精密程控源，通過高準(zhǔn)確度表的精密測量獲得數(shù)據(jù)反饋，從而實現(xiàn)程控源的自 動修正；高準(zhǔn)確度表，可以實時采集電壓電流等信號，并分別將采集到的數(shù)據(jù)反饋給高穩(wěn)定 性精密程控源和數(shù)顯及人機(jī)界面模塊；數(shù)顯及人機(jī)界面模塊，將高準(zhǔn)確度表采集到的數(shù)據(jù) 實時顯示，并完成操作人員對高穩(wěn)定性精密程控源的參數(shù)設(shè)定，實現(xiàn)了對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流 阻抗測試儀校驗裝置測量及控制。
[0018] 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，虛擬負(fù)載法具體形式為：將功率源變成虛擬形式，包含了 電流源模塊與電壓源模塊；電流源模塊，用于產(chǎn)生電流信號，并對輸出端的電流值進(jìn)行采樣 及反饋，得到標(biāo)準(zhǔn)的電流信號；電壓源模塊，用于產(chǎn)生電壓信號，并對輸出端的電壓值進(jìn)行 采樣及反饋，得到標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號。高準(zhǔn)確度表具體包括：用于電流測量的高準(zhǔn)確度表，包 含了電流傳感器、信號調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、測量計算等模塊；用于電壓測量的高準(zhǔn)確度表，包含 了電流傳感器、信號調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、測量計算等模塊。高穩(wěn)定性精密程控源具體包括：主控 制器、信號生成、前置調(diào)理、電流信號處理、電壓信號處理、相位幅值調(diào)節(jié)、放大器等模塊。
[0019] 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置采用四端法測量原理校驗發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流 阻抗測試儀。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置的電流電壓端子分別接被試品的電流和 電壓端子，盡管被試品整體上看進(jìn)去為二端口網(wǎng)絡(luò)，但是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀的電 流輸出回路和電壓測量回路分別設(shè)計了相互電氣隔離的測量端子。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測 試儀的四端法測量原理是基于"虛擬負(fù)載法"研制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置的 必要前提條件。
[0020] 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，高準(zhǔn)確度表具體包括：電壓米樣模塊，對電壓信號米樣， 得到電壓采樣信號；電流采樣模塊，對電流信號采樣，得到電流采樣信號；信號調(diào)理模塊， 將采集到的信號濾波放大，與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，與的電壓采樣模塊、電流 采樣模塊相連接，用于對的電壓采樣信號、電流采樣信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；測量計算模塊，與 的模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，用于對模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電壓采樣信號、電流采樣信號進(jìn)行快速傅立葉 變換，得到測量結(jié)果，并反饋給主控模塊。
[0021] 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，高穩(wěn)定性精密程控源具體包括：主控模塊，用于接收操作 人員對校驗裝置設(shè)定的各項參數(shù)，接收高準(zhǔn)確度表反饋的各項量值，并作出相應(yīng)的控制；信 號生成模塊，用于生成初始的電壓信號、電流信號；相位幅值調(diào)節(jié)模塊，與的波形生成模塊 相連接，用于對的電壓信號、電流信號進(jìn)行幅度和相位的調(diào)節(jié)；功率放大模塊，與的相位調(diào) 節(jié)模塊相連接，用于將相位調(diào)節(jié)后的電壓信號、電流信號進(jìn)行功率放大；電流輸出端子和電 壓輸出端子，與的功率放大模塊相連接，用于將功率放大后的電壓信號、電流信號發(fā)送至的 高準(zhǔn)確度表以及被測的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀。
[0022] 總的來說，本發(fā)明的技術(shù)方案，是將這種包含高穩(wěn)定度精密程控源和高準(zhǔn)確度表 構(gòu)成的緊密源表創(chuàng)造性的運用于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置中，從而推進(jìn)了此領(lǐng) 域的技術(shù)進(jìn)步。例如，在本發(fā)明的技術(shù)方案中：。
[0023] ?測量計算模塊 測量計算模塊主要包括高精度電壓測量模塊和高精度電壓測量模塊。
[0024] 1.高精度電壓采樣模塊 高精度電壓采樣模塊如圖3所示，采用反相比例運算放大電路進(jìn)行處理。電壓源輸出 電壓?/ai通過R4,R25,R7/R10/R18, 0P97進(jìn)行比例衰減，換擋功能是通過控制SWll對R7/ R10/R18三個電阻進(jìn)行選擇，R7/R10/R18這三個電阻決定了這個反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)。從 而改變反相比例運算放大電路的輸入輸出關(guān)系。0P97是低功耗的工業(yè)級精密放大器，它非 常適合用在精密積分器和采樣保持電路中，把0P97的輸出電壓記為i/ao'，則有

【權(quán)利要求】
1. 基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置，其特征在于，包括依次連 接的第一高準(zhǔn)確度表、高穩(wěn)定性精密程控源、第二高準(zhǔn)確度表和數(shù)顯及人機(jī)界面模塊，分別 與所述第一高準(zhǔn)確度表和高穩(wěn)定性精密程控源連接的電流輸出端子，以及分別與所述高穩(wěn) 定性精密程控源和第二高準(zhǔn)確度表連接的電壓輸出端子。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置，其 特征在于，所述第一高準(zhǔn)確度表，包括依次連接在所述電流輸出端子與高穩(wěn)定性精密程控 源之間的電流傳感器、第一信號調(diào)理模塊、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和第一測量計算模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置， 其特征在于，所述高穩(wěn)定性精密程控源，包括依次與所述數(shù)顯及人機(jī)界面模塊連接的主控 制器、信號生成模塊和前置調(diào)理模塊，依次連接在所述前置調(diào)理模塊和電流輸出端子之間 的電流信號生成模塊、第一相位/幅值調(diào)節(jié)模塊和第一放大器，以及依次連接在所述前置 調(diào)理模塊和電壓輸出端子之間的電壓信號生成模塊、第二相位/幅值調(diào)節(jié)模塊和第二放大 器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于虛擬負(fù)載法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀校驗裝置，其 特征在于，所述第而高準(zhǔn)確度表，包括依次連接在所述電壓輸出端子與主控制器之間的電 壓傳感器、第二信號調(diào)理模塊、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和第二測量計算模塊。
【文檔編號】G01R35/00GK104316889SQ201410509749
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】宋偉, 周瑋, 李梅, 塔依爾·斯拉甫力, 雷民, 張軍, 劉志強(qiáng), 羅雪芳 申請人:新疆維吾爾自治區(qū)計量測試研究院