市電異常測(cè)試與試驗(yàn)原理

市電異常時(shí)會(huì)對(duì)正在運(yùn)行的精密設(shè)備造成影響，甚至?xí)?dǎo)致設(shè)備的損壞，因此廠商一般會(huì)對(duì)交流供電設(shè)備的輸入端口進(jìn)行模擬各種市電異常的測(cè)試，以保證整個(gè)供電單元的可靠性。本文介紹如何模擬市電異常及其測(cè)試方法。

交流市電是應(yīng)用最廣泛一種供電方式，但是交流市電供電時(shí)會(huì)存在一些不確定因素，例如臨時(shí)停電，供電頻率不穩(wěn)定，供電電壓驟升驟降，電網(wǎng)持續(xù)欠壓或者過壓等，這會(huì)對(duì)正在運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、校準(zhǔn)源等精密設(shè)備造成影響甚至損壞。

通?？梢圆捎肬PS(Uninterrupted Power Supply)不間斷供電系統(tǒng)給這些精密設(shè)備進(jìn)行供電。但是在市電異常時(shí)，UPS設(shè)備內(nèi)部需要切換到備用電源，在這個(gè)過程中由其所供電的設(shè)備電源輸入端等待幾毫秒時(shí)間才能夠切換到正常供電。因此仍然需要能夠?qū)@些設(shè)備內(nèi)部的AC/DC電源進(jìn)行模擬市電異常測(cè)試，判斷AC/DC電源抗干擾能力，確保設(shè)備整體電源系統(tǒng)的穩(wěn)定及安全。

下圖為市電異常測(cè)試的一個(gè)示意圖，采用PWR2000W交流變頻電源來模擬市電異常，PWR2000W可以輸出穩(wěn)定交流信號(hào)，也可以設(shè)置輸出不同類型的異常波形。

圖1 輸入電源端口市電異常測(cè)試

PWR系列變頻電源為模擬市電異常測(cè)試提供了一種簡(jiǎn)單易用的操作模式：線路仿真模式。線路仿真模式應(yīng)用在模擬供電電壓的停電、上升等異常狀態(tài)。線路仿真模式下輸出波形被分為初始階段、常規(guī)1、過渡1、異常、過渡2、常規(guī)2幾個(gè)設(shè)置步驟，其中執(zhí)行從初始階段開始，一次從常規(guī)1到常規(guī)2循環(huán)執(zhí)行；只有循環(huán)次數(shù)完畢后又進(jìn)入初始階段進(jìn)行輸出。其特點(diǎn)不同階段的輸出波形為均為正弦波，可以設(shè)置初始、常規(guī)和異常階段電壓、頻率等參數(shù)，異常階段可以根據(jù)測(cè)試要求設(shè)置為上升、下降或者停電狀態(tài)，如下圖所示。

圖2 線路仿真波形設(shè)置示意圖，右圖為一種實(shí)際輸出波形

在EMC標(biāo)準(zhǔn)中也對(duì)市電異常測(cè)試做了嚴(yán)格的規(guī)定：針對(duì)設(shè)備交流電源端口，IEC 61000-4-11標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了低壓電網(wǎng)連接的電氣和電子設(shè)備對(duì)電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化的抗擾度試驗(yàn)方法和和優(yōu)選的試驗(yàn)等級(jí)范圍。電壓暫降、短時(shí)中斷是由電網(wǎng)、電力設(shè)施的故障或負(fù)荷突然出現(xiàn)大的變化引起的。電壓變化是由連接到電網(wǎng)的負(fù)荷連續(xù)變化引起的。如果設(shè)備能夠通過IEC 61000-4-11等EMC標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試在市場(chǎng)上會(huì)具備更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，下圖為IEC 61000-4-11標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)原理。

圖3電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化的試驗(yàn)原理

IEC 61000-4-11標(biāo)準(zhǔn)中定義了電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化相應(yīng)的不同試驗(yàn)等級(jí)，需要根據(jù)試驗(yàn)等級(jí)設(shè)置輸出電壓和持續(xù)時(shí)間，例如下圖為電壓暫降（70%電壓暫降）正弦波波形圖，電壓減少到 70%，持續(xù) 25 個(gè)周期，在過零處突變。

圖4IEC61000-4-11標(biāo)準(zhǔn)電壓暫降示例

為了簡(jiǎn)化測(cè)試過程，PWR系列變頻電源可以通過 PWRController軟件來進(jìn)行符合IEC 61000-4-11標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)，只需要選擇標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)等級(jí)，并根據(jù)實(shí)際測(cè)試需求調(diào)整設(shè)置參數(shù)即可輸出相應(yīng)的波形。

圖5IEC61000-4-11電壓暫降等級(jí)2測(cè)試波形設(shè)置

目前我們PWR系列交流變頻電源提供了兩種型號(hào)：

1、PWR1000L線性交流變頻電源

高性能線性功放技術(shù)，保證輸出電壓的高穩(wěn)定、低噪聲和低失真度；任意波形輸出功能；

輸出電壓范圍：0~150V/0~300V；

輸出模式：DC，AC，DC+AC；

可調(diào)頻率輸出：0.1Hz~10KHz；

輸出功率：1000VA；

全方面的保護(hù)特性（OV，OC，OP，OT）。

2、PWR2000W開關(guān)交流變頻電源

SPWM逆變技術(shù)，高穩(wěn)定和低失真的電壓輸出；

輸出電壓范圍：0~150V/0~300V；

輸出模式：DC，AC，DC+AC；

可調(diào)頻率輸出：1Hz~1KHz；

最大輸出功率：2000VA；

全方面的保護(hù)特性（OV，OC，OP，OT）。