FYFI型仿真电压负荷箱的原理和结构解析

FYFl型仿真电压负荷箱的原理线路如图3-18所示，T1为导纳互感器，实际上是一个电流互感器；NP为同相电流绕组，由10个等匝数的线段构成1～10系数（即读数为1～10），分别接4个电阻和相应的4个10进位盘，每个电阻阻值相差10倍；NC和N′C分别为50Hz或60Hz频率时的正交电流绕组，由开关KF切换；NU为输出绕组，有8个档，相应给额定二次电压为110、120、150V（简称额定仿真电压）的电压互感器输出仿真负荷电流，由8位的选择开关KU切换。T2为自耦式电流互感器，由10段等匝数绕组构成，二次与NC或N′C连接，10段绕组同时构成正交1～10系数，分别接4个电容和相应的4个10进位盘，每个电容的电容值相差10倍。KP和KQ分别为同相和正交的正负号开关。100V及X为额定电压100V的输入端，x1、x2为仿真负荷电流输出端。

图3-18　FYF1型仿真电压负荷箱原理线路

当输入电压为U时，输出同相和正交电流IP和IQ分别为

式中 P1、P2、P3、P4——同相各盘读数；

R1、R2、R3、R4——同相各盘所接电阻，R1=10-1R2=10-2R3=10-3R4；

Q1、Q2、Q3、Q4——正交各盘读数；

C1、C2、C3、C4——正交各盘所接电容，C1=10C2=102C3=103C4；

NU——相应于额定电压为U2时的绕组匝数；

NP——同相绕组匝数；

NC——相应于电源频率为f=50Hz时的正交绕组匝数；

N′C——相应于电源频率为f=60Hz时的正交绕组匝数；

ω——电源角频率，ω=2πf。

于是，输出仿真负荷电流为

P1、P2、P3、P4和Q1、Q2、Q3、Q4均为0～10，即10进位盘的读数。(www.xing528.com)

若将仿真负荷箱的负荷电流I.=IP+jIQ输入额定仿真电压为U2的绕组，则负荷箱的仿真负荷导纳为：

二次负荷容量为：

若：

则可令 K1U2=1，由式（3-38）和式（3-34）可以得到：

同时，

也可令K2U2=1

由式（3-35）、式（3-38）和式（3-40）得到：

于是，对所有额定仿真电压U2，仿真负荷容量为：

由式（3-40）可见，NC、f为常数。当电源频率改变时，只要相应改变正交绕组匝数即可。例如50Hz匝数为NC，60Hz匝数为：