專利名稱：畸變電網信號模擬裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種畸變電網信號模擬裝置，具體地說，涉及一種能夠模擬單相、三相甚至多相的畸變電網電壓和電流的多通道弱電信號源裝置。
背景技術：
研究電網畸變時的鎖相 技術、測頻技術以及功率計量等問題時，需要能夠模擬電網電壓和電流的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)畸變的信號源。所謂穩(wěn)態(tài)畸變，是指基波和各次諧波的幅值、相位和頻率不發(fā)生變化；所謂動態(tài)畸變，是指基波和各次諧波的幅值、相位和頻率動態(tài)地變化?，F有的各種電力系統(tǒng)繼電保護測試儀僅能夠模擬穩(wěn)態(tài)的畸變信號，各種信號發(fā)生器雖然有的能夠輸出任意波形，但是，一臺信號發(fā)生器的輸出的通道一般為兩個，很難實現多路瞬態(tài)畸變信號的輸出，多臺信號發(fā)生器組合在一起，又會出現信號之間不同步的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現有電網畸變信號模擬裝置存在的上述問題，提供了一種基于PWM技術的模擬各種復雜電網信號的模擬裝置。本發(fā)明的技術方案為一種電網畸變信號的模擬裝置，該裝置包括上位機單元、信號產生單元、調制單元和濾波單元，其中，上位機單元與信號產生單元通信，實時傳遞基波和各次諧波的幅值、頻率和相位等參數，信號產生單元根據所需產生的畸變電網電壓和電
流信號的要求，按照公式siru/y =Ax sin(<a^+6()++^) ，產生一路電網畸變模
i=2
擬信號，其它路信號也可根據此公式代入相應的參數后產生。其中，Ai為基波幅值，Ai為第i次諧波幅值，O1為基波信號的角頻率，Θ i為基波信號的初相位，COi為第i次諧波的角頻率，Gi為第i次諧波的初相位。將信號產生單元產生的畸變電網信號輸出到調制單元，調制單元完成模擬信號的PWM調制，輸出PWM波至濾波單元，濾波單元濾除PWM波形中的高頻諧波成分，得到所需要的模擬畸變電網電壓和電流信號。本發(fā)明的有益效果為(I)本發(fā)明畸變電網信號模擬裝置不僅能夠模擬電網和電流信號穩(wěn)態(tài)畸變，而且能夠模擬它們的動態(tài)畸變；(2)本發(fā)明可以根據實際需要輸出多路電壓和電流的畸變模擬信號，并具有可擴展性，擴展的多路信號之間保持同步，而現有的信號發(fā)生器和電力系統(tǒng)繼電保護測試儀無法做到這一點；(3)本發(fā)明系統(tǒng)組成和原理簡單，成本低；(4)本發(fā)明輸出信號的接口是弱電信號，同信號源一樣，無須經過傳感器和比例放大電路，直接可以接到信號采集和處理系統(tǒng)進行分析和處理。


圖I為本發(fā)明的結構示意圖。圖2為Matlab/simulink仿真得到的標準模擬的畸變電網信號示意圖。圖3為利用示波器觀測得到的本發(fā)明模擬的畸變電網信號示意圖。
圖4為本發(fā)明得到的一相畸變模擬信號FFT分析結果示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。一種畸變電網信號模擬裝置，該裝置包括上位機單元I、信號產生單元2、調制單元3和濾波單元4，其中，上位機單元I與信號產生單元2通信，實時傳遞信號基波頻率、基波和各次諧波的幅值和相位偏移參數，信號產生單元2根據所需要產生的畸變電網電壓和電流信號要求，在基波基礎上疊加相應次數的諧波信號，按照公式(I)編寫頻率、相位和幅值突變程序，獲得所需的模擬畸變電網信號，輸入至調制單元3，調制單元3完成 模擬信號的PWM調制，輸出畸變電網PWM波形至濾波單元4，濾波單元4濾除PWM波形中的高頻諧波成分，得到所需要的三相模擬畸變電網信號。
權利要求
1.一種畸變電網信號模擬裝置，其特征在于該裝置包括上位機單元、信號產生單元、調制單元和濾波單元，其中，上位機單元與信號產生單元通信，實時傳遞信號基波和各次諧波的頻率、幅值和相位偏移參數，信號產生單元根據所需要產生的畸變電網電壓和電流信號要求，在基波基礎上疊加相應次數的諧波信號，獲得所需的模擬畸變電網信號，輸入至調制單元，調制單元完成模擬畸變電網信號的PWM調制，輸出畸變電網PWM波形至濾波單元，濾波單元濾除PWM波形中的高頻諧波成分，得到所需要的模擬畸變電網電壓和電流信號。
2.根據權利要求I所述的弱電信號源裝置，其特征在于信號疊加所采用的表達式為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種畸變電網信號模擬裝置，該裝置包括上位機單元、信號產生單元、調制單元和濾波單元，其中，上位機單元與信號產生單元通信，實時傳遞信號基波和各次諧波的頻率、幅值和相位偏移參數，信號產生單元根據所需要產生的畸變電網電壓和電流信號要求，在基波基礎上疊加相應次數的諧波信號，獲得所需的模擬畸變電網信號，輸入至調制單元，調制單元完成模擬畸變電網信號的PWM調制，輸出畸變電網PWM波形至濾波單元，濾波單元濾除PWM波形中的高頻諧波成分，得到所需要的模擬畸變電網電壓和電流信號。本發(fā)明組成和原理簡單，成本低；不僅能模擬電網和電流信號穩(wěn)態(tài)畸變，且可模擬它們的動態(tài)畸變。
文檔編號G01R1/28GK102901849SQ20121030947
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權日2012年8月29日
發(fā)明者趙仁德, 李海艦, 馬帥 申請人:中國石油大學(華東)