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  0.1Hz超低頻正弦波耐壓試驗系統(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)動信號發(fā)生電路、試驗信號檢測電路、驅(qū)動電路以及保護(hù)電路組成，主要用來產(chǎn)生SPWM脈沖信號實現(xiàn)對級聯(lián)多電平逆變電路的控制，同時完成對試驗電路上參數(shù)的監(jiān)測與相關(guān)數(shù)據(jù)處理，并對試驗過程進(jìn)行控制與保護(hù)。

  從0.1Hz超低頻正弦波耐壓試驗系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計可以看出，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，并分成多個獨立的交流電源分別提供給每個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功率單元中的單相全橋逆變電路。由于主電路是多個功率單元串聯(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)行耐壓試驗時，首先DSP根據(jù)設(shè)定的數(shù)據(jù)計算出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，這些脈沖信號通過光纖傳送給IGBT驅(qū)動電路用來驅(qū)動各個功率單元的開關(guān)器，使級聯(lián)多電平逆變器輸出一個由每個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脈寬計算時正弦調(diào)制波的幅值就能實現(xiàn)電壓的升降。

  在主電路輸出試驗電壓的同時，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。采集來的信號可以用來作為系統(tǒng)電壓反饋閉環(huán)控制的反饋信號，也可以用來計算阻抗，為試品過載時的阻抗保護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。另外，電流互感器測量的電流信號也引入一個過流保護(hù)電路，如果當(dāng)試驗中DSP計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，DSP會發(fā)出一個脈沖中斷信號使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設(shè)備容量及重量顯著減少，由無功功率的計算公式Q=2nfCU2可知，相對于50Hz工頻耐壓試驗方法，0.1Hz超低頻耐壓試驗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的1/500，大大降低交流耐壓試驗設(shè)備的容量和質(zhì)量(由于其他因素，實際容量可下降50到100倍)，更加適于現(xiàn)場耐壓試驗。除此以外0.1Hz的超低頻耐壓試驗設(shè)備相對與其他耐壓試驗也具有更好的性能。