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  0.1Hz超低頻正弦波耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)，超低頻高壓發(fā)生器主電路主要包括升壓變壓器，采用電容濾波的單相橋式二極管整流電路，級(jí)聯(lián)的多電平逆變電路以及外部電容(包括試品電容與分壓器電容)和串聯(lián)電感組成的LC 低通濾波電路。系統(tǒng)主電路采用載波移相 SPWM算法來進(jìn)行控制，主要用來實(shí)現(xiàn)0.1Hz 超低頻正弦波高電壓的產(chǎn)生。

  超低頻高壓發(fā)生器系統(tǒng)控制電路模塊主要由DSP控制電路模塊、CPLD驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生電路、試驗(yàn)信號(hào)檢測電路、驅(qū)動(dòng)電路以及保護(hù)電路組成，主要用來產(chǎn)生SPWM脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)對級(jí)聯(lián)多電平逆變電路的控制，同時(shí)完成對試驗(yàn)電路上參數(shù)的監(jiān)測與相關(guān)數(shù)據(jù)處理，并對試驗(yàn)過程進(jìn)行控制與保護(hù)。

  從0.1Hz超低頻正弦波耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以看出，系統(tǒng)采用工頻交流220V電壓作為輸入電源，為了滿足超低頻耐壓試驗(yàn)的要求，系統(tǒng)首先將220V的工頻電壓經(jīng)升壓器進(jìn)行升壓，并分成多個(gè)獨(dú)立的交流電源分別提供給每個(gè)功率單元的單相不可控整流電路，然后把經(jīng)過整流和電容濾波后的直流電壓提供每個(gè)功率單元中的單相全橋逆變電路。由于主電路是多個(gè)功率單元串聯(lián)的電路，所以逆變電路輸出的電壓將是每個(gè)功率單元輸出電壓的疊加，從而保證了高電壓的輸出，電壓的頻率則由SPWM 的調(diào)制波來決定。

  在進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，首先DSP根據(jù)設(shè)定的數(shù)據(jù)計(jì)算出SPWM脈寬數(shù)據(jù)，并傳給CPLD產(chǎn)生出逆變電路所需的SPWM脈沖，這些脈沖信號(hào)通過光纖傳送給IGBT驅(qū)動(dòng)電路用來驅(qū)動(dòng)各個(gè)功率單元的開關(guān)器，使級(jí)聯(lián)多電平逆變器輸出一個(gè)由每個(gè)功率單元輸出疊加的多電平電壓。輸出電壓的大小由SPWM 調(diào)制比決定，所以通過改變SPWM脈寬計(jì)算時(shí)正弦調(diào)制波的幅值就能實(shí)現(xiàn)電壓的升降。

  在主電路輸出試驗(yàn)電壓的同時(shí)，系統(tǒng)分別用電流互感器和電容分壓器對電路中電流和試品上的電壓進(jìn)行測量，并通過電流與電壓調(diào)理電路傳入DSP中的ADC模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。采集來的信號(hào)可以用來作為系統(tǒng)電壓反饋閉環(huán)控制的反饋信號(hào)，也可以用來計(jì)算阻抗，為試品過載時(shí)的阻抗保護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。另外，電流互感器測量的電流信號(hào)也引入一個(gè)過流保護(hù)電路，如果當(dāng)試驗(yàn)中DSP計(jì)算出的試品的阻抗小于整定值或者試品被擊穿電路出現(xiàn)過流時(shí)，DSP會(huì)發(fā)出一個(gè)脈沖中斷信號(hào)使CPLD停止輸出脈沖，使主電路關(guān)斷，防止系統(tǒng)受到損壞。

  超低頻高壓發(fā)生器0.1Hz的超低頻耐壓相對于工頻交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備容量及重量顯著減少，由無功功率的計(jì)算公式Q=2nfCU2可知，相對于50Hz工頻耐壓試驗(yàn)方法，0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)方法的頻率僅為工頻頻率的1/500，從而理論上超低頻測試系統(tǒng)所需要的容量也只有工頻耐壓試驗(yàn)的1/500，大大降低交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備的容量和質(zhì)量(由于其他因素，實(shí)際容量可下降50到100倍)，更加適于現(xiàn)場耐壓試驗(yàn)。除此以外0.1Hz的超低頻耐壓試驗(yàn)設(shè)備相對與其他耐壓試驗(yàn)也具有更好的性能。