可調(diào)整式非線性負(fù)載配置系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電源測試中的負(fù)載配置技術(shù)，特別是一種可調(diào)整式非線性負(fù)載配置系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]對不間斷電源、凈化電源等電網(wǎng)設(shè)備的校準(zhǔn)測試及性能驗證，需要進行負(fù)載配置，但是，市場上還沒有類似的產(chǎn)品，所以，本發(fā)明能夠填補目前市場上的空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，提供一種可調(diào)整式非線性負(fù)載配置系統(tǒng)，提供拓?fù)湫问酱_定，功率、功率因數(shù)可調(diào)，相數(shù)可調(diào)，可級聯(lián)的非線性負(fù)載，在對不間斷電源、凈化電源等電網(wǎng)設(shè)備的測試中，提供可調(diào)整的非線性負(fù)載條件，能夠用于對不間斷電源、凈化電源等電網(wǎng)設(shè)備的校準(zhǔn)測試及性能驗證。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]可調(diào)整式非線性負(fù)載配置系統(tǒng)，其特征在于，包括功率輸入部分，電壓電流測量單元，全波整流部分，可調(diào)電容負(fù)載部分，可調(diào)電阻負(fù)載部分，控制器單元；
[0006]所述功率輸入部分連接被測電源的輸出端，并通過全波整流部分連接可調(diào)電容負(fù)載部分和可調(diào)電阻負(fù)載部分，所述電壓電流測量單元包括電容電流電壓測量裝置、電阻電流電壓測量裝置、交流電流測量裝置和交流電壓測量裝置，用于分別測量電容負(fù)載上的電壓和流過電容負(fù)載的電流、電阻負(fù)載上的電壓和流過電阻負(fù)載的電流以及被測電源輸出的交流電壓和電流；所述可調(diào)電容負(fù)載部分包括多只并聯(lián)連接的電容，所述可調(diào)電阻負(fù)載部分包括多只電并聯(lián)連接的電阻，所述控制器單元包括分別與MCU控制芯片連接的控制量輸出模塊、模擬量測量模塊，所述控制量輸出模塊通過程控開關(guān)分別連接所述可調(diào)電容負(fù)載部分中的各電容以及所述可調(diào)電阻負(fù)載部分的各電阻，所述模擬量測量模塊連接所述電容電流電壓測量裝置、電阻電流電壓測量裝置、交流電流測量裝置和交流電壓測量裝置。
[0007]所述功率輸入部分包括A相/單相L輸入、B相輸入、C相輸入和N相輸入，所述N相輸入連接被測電源零線，所述被測電源為單相電源時，所述A相/單相L輸入連接單相電源的火線輸出端，所述被測電源為三相電源時，所述A相/單相L輸入、B相輸入、C相輸入連接被測電源的A相、B相、C相火線輸出端；
[0008]所述功率輸入部分還包括2組開關(guān)，其中1組開關(guān)為接通開關(guān)，包括A相接通開關(guān)、B相接通開關(guān)、C相接通開關(guān)，分別連接在所述A相/單相L輸入、B相輸入、C相輸入和N相輸入的輸入端口，用于A相/單相L輸入、B相輸入和C相輸入的獨立接通控制；另一組開關(guān)為單相/三相功能切換開關(guān)，用于控制可調(diào)整式非線性負(fù)載在單相和三相兩種工作模式間切換，當(dāng)所述單相/三相功能切換開關(guān)接通時，負(fù)載工作于單相模式，開關(guān)將B相、C相整流橋旁路，可調(diào)整式非線性負(fù)載由A相/單相L輸入和N相輸入作為火線和零線的輸入，交流功率經(jīng)過A相/單相整流橋后提供給電容、電阻負(fù)載，此時A、B、C三相的電容負(fù)載、電阻負(fù)載均能作為負(fù)載單元提供給單相電源使用，在滿足標(biāo)準(zhǔn)拓?fù)湟蟮幕A(chǔ)上更大限度地利用負(fù)載內(nèi)的資源；當(dāng)所述單相/三相功能切換開關(guān)斷開時，負(fù)載工作于三相模式，此時旁路開關(guān)斷開，可調(diào)整式非線性負(fù)載由A相/單相L輸入、B相輸入、C相輸入、N相輸入作為三相線和零線的輸入，交流功率經(jīng)過A相、B相、C相功率分別通過各自的整流橋后提供給各自的電容、電阻負(fù)載，此時A、B、C三相的整流橋和電容負(fù)載、電阻負(fù)載均只提供給各項功率使用，確保設(shè)備滿足標(biāo)準(zhǔn)對于結(jié)構(gòu)拓?fù)涞囊蟆?br>[0009]進一步的，其中，所述系統(tǒng)至少包括以下四種工作方式，小功率單相方式、大功率單相方式、小功率三相方式、大功率三相方式。
[0010]進一步的，其中，采用小功率單項方式工作時，斷開單相/三相功能切換開關(guān)，將負(fù)載設(shè)為三相工作模式，并且接通開關(guān)選擇使用A/B/C三相中的任一相輸入作為系統(tǒng)的功率輸入接口連接被測電源火線輸出，將N相輸入連接至被測電源零線輸出，此時系統(tǒng)的功率流向為電源輸出L_>所選負(fù)載相輸入_>所選負(fù)載相整流電路_>所選負(fù)載相電容、電阻負(fù)載_>所選負(fù)載相整流電路_>負(fù)載N相輸入_>電源輸出N。。
[0011]進一步的，其中，采用大功率單項方式工作時，接通單相/三相功能切換開關(guān)，將負(fù)載設(shè)為單相工作模式，使用A相/單相輸入作為系統(tǒng)的功率輸入接口連接被測電源火線輸出，將N相輸入連接至被測電源零線輸出，此時系統(tǒng)的功率流向為電源輸出L_>負(fù)載A相/單相輸入_>負(fù)載A相/單相整流電路_>負(fù)載A/B/C三相電容、電阻負(fù)載_>負(fù)載A相/單相整流電路_>負(fù)載N相輸入-> 電源輸出N。
[0012]進一步的，其中，采用小功率三相方式工作時，斷開單相/三相功能切換開關(guān)，將負(fù)載設(shè)為三相工作模式，使用A相、B相、C相、N相輸入作為系統(tǒng)的功率輸入接口連接被測電源A/B/C/N相輸出，此時系統(tǒng)的功率流向為電源輸出_>負(fù)載A/B/C三相輸入_>負(fù)載A/B/C三相整流電路_>負(fù)載A/B/C三相電容、電阻負(fù)載_>負(fù)載A/B/C三相整流電路_>負(fù)載N相輸入_>電源輸出N。
[0013]進一步的，其中，采用大功率三相方式工作時，斷開單相/三相功能切換開關(guān)，將負(fù)載設(shè)為三相工作模式，使用3臺可調(diào)整式非線性負(fù)載，分別作為A、B、C三相的負(fù)載，將每臺非線性負(fù)載的A相/單相輸入和N相輸入作為系統(tǒng)的功率輸入接口連接被測電源相輸出，此時系統(tǒng)的功率流向為電源輸出_>負(fù)載1、2、3的A相/單相輸入_>負(fù)載1、2、3的A相/單相三相整流電路_>負(fù)載1、2、3的A/B/C三相電容、電阻負(fù)載_>負(fù)載1、2、3的A相/單相三相整流電路_>負(fù)載1、2、3的N相輸入-> 電源輸出N。
[0014]所述控制器單元還包括用戶操作界面模塊和狀態(tài)顯示模塊，所述MCU控制芯片分別連接用戶操作界面模塊和狀態(tài)顯示模塊，用于完成對系統(tǒng)開關(guān)量的控制，測量量的修正處理，并根據(jù)用戶設(shè)定，自動配置負(fù)載狀態(tài)的功能。
[0015]所述可調(diào)電容負(fù)載部分和可調(diào)電阻負(fù)載部分工作在全波整流部分后的直流部分，接收并消耗來自全波整流部分中整流模塊的直流功率，電容和電阻組成了 RC定時電路，能夠控制整流模塊的通斷時間，通過不同的電容、電阻組合以調(diào)整不同的整流模塊工作狀態(tài)，由此改變非線性負(fù)載消耗的功率和功率因數(shù)；通過每只電容負(fù)載和每只電阻負(fù)載均連接的程控開關(guān)進行設(shè)置，選擇將特定的電容和電阻負(fù)載接入系統(tǒng)，從而改變非線性負(fù)載的功率和功率因數(shù)；系統(tǒng)同時具有自動計算的功能，通過輸入功率和功率因數(shù)值，能夠自動計算出需要接入的電容和電阻，并控制對應(yīng)的開關(guān)執(zhí)行打開或關(guān)閉工作，完成自動設(shè)置?？烧{(diào)整式非線性負(fù)載的功能是，在對不間斷電源、凈化電源等電網(wǎng)設(shè)備的測試中，提供可調(diào)整的非線性負(fù)載條件，以實現(xiàn):1)非線性負(fù)載滿功率條件下，對被測電源效率、輸入功率因數(shù)的測量；2)穩(wěn)態(tài)非線性負(fù)載條件下，對被測電源輸出波形、波形失真、基本含量、諧波含量的測量；3)非線性負(fù)載階躍變化條件下，對被測電源失調(diào)電壓的測量。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)效果如下:本發(fā)明可調(diào)整式非線性負(fù)載配置系統(tǒng)提供拓?fù)湫问酱_定，功率、功率因數(shù)可調(diào)，相數(shù)可調(diào)，可級聯(lián)的非線性負(fù)載?？捎糜趯Σ婚g斷電源、凈化電源等電網(wǎng)設(shè)備的校準(zhǔn)測試及性能驗證。其實施后能夠獲得的優(yōu)點是:1)拓?fù)湫问綕M足標(biāo)準(zhǔn)要求。各工作模式下，拓?fù)湫问骄蠂HIEC標(biāo)準(zhǔn)IEC 62040.3和國標(biāo)GB 7260.3《不間斷電源設(shè)備(UPS)第3部分確定性能的方法和試驗要求》中對于“基準(zhǔn)非線性負(fù)載”的拓?fù)湟蟆?)功率、功率因數(shù)范圍可調(diào)。用戶可以通過負(fù)載界面配置需要的功率和功率因數(shù)范圍，由MCU計算后，自動控制整流橋直流端的電容、電阻負(fù)載接入數(shù)量，可實現(xiàn)對電源帶非線性負(fù)載性能的全面測試。3)相數(shù)可調(diào)，適應(yīng)性強。三相模式下，任一相均可作為單相負(fù)載接入；也可將三相同時接入，作為三相負(fù)載使用；當(dāng)單相功率不能滿足要求時，可以通過“單相/三相”切換開關(guān)切換至單相模式，作為大功率單相負(fù)載使用，或3