三相程控标准功率源又称三相标准源、三相功率源、三相程控标准源等等,它可以产生高稳定度、高准确度、以及高线性度连续可调的三相工频电压、电流、相位、频率、功率、功率因数信号。目前被广泛应用在各种电能表、电压表、电流表、相位表、频率表、功率表、功率因数表等电力电测数字仪表的测试和检定,以及仪用电压互感器、电流互感器、钳形电流互感器等电量传感器的测试和检定, 电压变送器、电流变送器、功率变送器、功率因数变送器、频率变送器等电量变送器的测试和检定;无功补偿控制器、电力数据采集器、电能表现场校验仪、电力参数测试仪、电压监测仪、配电负荷监测仪、多功能电力仪表、负荷管理终端、失压失流计时器、智能分界开关控制器、配电自动化终端、FTU/DTU/TTU等仪器设备的测试和检定。
三相标准功率源的使用范围越来越广,也就有越来越多的客户不禁要问三相标准功率源的原理和开发初衷究竟是什么呢,虽然之前各种媒体和渠道上相关标准功率源的原理介绍也屡有出现,但大都过于专业或深邃,客户有时仍会顿感疑惑,下面我们就三相标准功率源的工作原理大致为广大客户作一系统基础、通俗易懂的介绍,以便于广大客户在使用过程中能更全面的了解这种产品,提高这种产品的使用效率,发挥它的全面作用。
一、 三相标准功率源,顾名思义,是要能产生三相、标准输出的功率信号源,功率信号又包含三相电压、电流、相位、功率因数、有功功率、无功功率等等。通俗点讲是要来模拟仿真我们真实的电网运行,我们日常所用交流220V电网电压也叫作信号源,只是在精度和稳定度以及线性上不能满足我们在一些对技术指标要求较高场合的应用,这时候就需要一种高精度的三相标准功率源这就是三相标准功率源。
二、 三相标准功率源在我国的发展经历了大致5个阶段,第一个阶段是直接是从电网市电三相取电然后经过调压器升流器进行人工调节,然后调到所需电压值,就是后来被大家称作所谓的电磁式功率源,优点是简单,缺点是指标太差,效率太低。第二个阶段是采用分立电子元件组成的振荡电路设计的功率源又称作电子式功率源,但是其电路结构过于繁琐及故障率较高而深受广大厂家诟病逐渐被放弃但较第一代电磁式功率源已经基本有了技术指标的概念。第三个阶段是90年代所流行的MCU技术,利用MCU控制功率源产生各种信号的频率、相位、以及幅值,再结合D/A转换进行数模转换,产生精度较高的功率信号,这个阶段较之前已经有了实质性的改变和提高,无论硬件电路设计还是软件平台都已经开始向国外类似仪器靠拢,第四个阶段就是到现在仍有不少厂家还在应用的基于DSP以及Altera公司的FPGA平台进行开发的、利用DDS高精度直接数字合成技术产生数字信号,然后通过高速高精度的D/A转换以及高保真功率放大电路实现的新一代功率源设计架构。这个阶段功率源已经基本完全实现了标准的概念和基本初衷,虽然在有些个体指标和关键技术点上和国外产品还有不少差异,但是已经有了长足的进步。上述是标准功率发展的几个技术应用阶段,但是不论技术如何进步发展,标准功率源的最终目的还是为了给广大客户提供一个高精度高稳定度的功率信号来满足各种不同情况下的应用需求。
三、 三相标准功率源的基本原理简单概括话就是是首先利用单片存储器产生三路三相高稳定的正弦波信号,并实现三路信号的幅度、频率、相位同步控制,然后利用大功率的功放器件,将三路信号进行功率放大,最后隔离输出形成三相功率源信号。如果从系统结构上来讲可以分为3个模块单元。第一是信号产生模块单元就是设备的控制单元,就是我们刚才所说的利用FPGA芯片及直接数字合成技术产生信号,这一部分统称为信号产生部分。第二部分是功率放大模块单元,在目前被广泛应用的功率放大技术主要有以下几种:一是机械调压稳压式;二是脉宽调制(PWM)逆变稳压方式;三是线性放大逆变方式。这三种工作方式各有优缺点:机械调压稳压式反应速度慢,且只能输出与市电频率一致的电压;脉宽调制(PWM)逆变稳压方式输出功率范围宽、效率高、输出电压中高频噪声和波形失真较大,不易实现三相电源的相位控制,另外就是精度及线性度较低;线性放大逆变方式容易实现输出交流的高精度、高稳定度、反应速度快、但电源效率较低,实现大范围内电源调整需要输出电压分档。可谓几种工作方式各有所长,具体要根据所应用场合来灵活选择。功率放大部分是设备的脊梁部分,负责实现功率源的各项指标和功能。第三是人机操作界面部分。目前大都采用LabWindow/CVI等专用仪器软件编制,其丰富的图形编辑和强大的功能数据分析处理库,较其它通用软件有明显的优势目前随着各种新兴技术的兴起,各种功率源的人机操作界面也更加人性化和智能化,客户的操作体验也越来越彰显完美。通过上述三大模块单元的组合应用,标准功率源即可实现它的基本运转来为客户服务了。当然,因为是标准源,我们就要在各种软硬件开发细节及基本操作、电路保护、不同客户应用等等功能上考虑的尽可能周全,这样才能被称作一台真正意义上的标准功率源。
三相标准功率源的发展经历了大致四个阶段,每一次发展都是一次技术的革新,行业的进步,标准源行业是一种对技术和专业要求颇高的行业,对企业而言就要求必须有深厚的技术积淀、行业积累,精湛的检测设备以及优异的制造工艺和完美的服务团队再加以持之以恒、坚持不懈的研究创新精神,如此才能确保标准源产品各项指标经得起推敲,耐得住考验。诚然,无论技术如何进步发展,不变的却是对标准源稳定性、可靠性的永恒要求,紧盯国际顶尖标准源技术水准,聚焦最新标准源算法技术平台搭建,着力于构建多元丰富的标准源架构体系,适应不同行业、类型客户的需求,以精湛的工匠精神,继续深入研究探讨最新标准源发展方向,紧跟行业潮流,适应行业发展,将标准源产品做精做细是对我们未来发展的目标导向。
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