專利名稱：一種單相和三相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種單相和三相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器一、技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明屬于電源技術(shù)領(lǐng)域，涉及補(bǔ)償式單相和三相交流穩(wěn)壓器。二、背景技術(shù)目前應(yīng)用極廣的單、三相補(bǔ)償式全自動(dòng)交流穩(wěn)壓器(SVC系列)和單、三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器(BW/DBW-SG系列)都存在著炭刷易損壞，調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。面目前生產(chǎn)的智能型無(wú)觸點(diǎn)交流電力穩(wěn)壓器(ZBW/ZDBW等)，雖然無(wú)觸點(diǎn)、反應(yīng)速度快，但存在著變壓器需要很多引出頭，要使用很多半控雙向電子開關(guān)轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)輸出電壓，并且嚴(yán)格的說(shuō)，它的輸出電壓是不連續(xù)的。為克服上述兩類交流穩(wěn)壓器所存在的缺桌，本發(fā)明提出一種新的補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器。三.發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型設(shè)計(jì)不用背景技術(shù)中的單、三相補(bǔ)償式全自動(dòng)交流穩(wěn)壓器的移動(dòng)炭刷的調(diào)壓方法，也不用背景技術(shù)中單、三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電壓穩(wěn)壓器中多個(gè)半控雙向電子開關(guān)自動(dòng)換接自耦變壓器多個(gè)抽頭的調(diào)節(jié)方法，而是用調(diào)節(jié)雙向全控電子開關(guān)中的2個(gè)全控器件的通斷時(shí)間比的方法連續(xù)調(diào)節(jié)達(dá)到穩(wěn)定交流電壓。解決了前一類交流穩(wěn)壓器炭刷已損，后一類交流穩(wěn)壓器雙向電子開關(guān)和自耦變壓器抽頭多，不連續(xù)調(diào)帶電壓的問(wèn)題。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是用I個(gè)雙向全控電子開關(guān)替代多個(gè)雙向半控電子開關(guān)，從而減少自耦變壓器抽頭的數(shù)量和雙向電子開關(guān)的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)壓達(dá)到自動(dòng)交流穩(wěn)壓的目的。本設(shè)計(jì)的補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器有單相和三相兩類。單相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器，由I個(gè)帶有2個(gè)中間抽頭和2個(gè)端頭的自耦變壓器、I個(gè)高頻LC濾波器、I個(gè)半控雙向電子開關(guān)和I個(gè) 全控雙向電子開關(guān)及其觸發(fā)控制電路組成，自動(dòng)調(diào)節(jié)全控雙向電子開關(guān)中的全控器件斬控通斷比，達(dá)到調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓大小來(lái)達(dá)到輸出交流電壓穩(wěn)定的目的。三相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器，由I個(gè)星形連接的三相自耦變壓器、高頻感容濾波器，3個(gè)雙向全控電子開關(guān)、3個(gè)雙向半控電子開關(guān)，及其觸發(fā)控制電路組成，三相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器中每相繞組和元器件的連接方式都與單相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器相同，同時(shí)調(diào)節(jié)3個(gè)雙向全控開關(guān)電子開關(guān)中的全控器件斬控通斷比來(lái)達(dá)到三相輸出電壓穩(wěn)定的目的。一種補(bǔ)償式斬控調(diào)壓?jiǎn)蜗嘟涣鞣€(wěn)壓器，它由單相自耦變壓器(B)、雙向全控電子開關(guān)(SI)、雙向半控電子開關(guān)(S2)、高頻濾波電感(L)、高頻濾波電容(C)和控制觸發(fā)電路組成，單相自耦變壓器繞組有2個(gè)端頭(2、3)和2個(gè)中間抽頭(1、4)，雙向全控電子開關(guān)(SI)由2個(gè)全控器件(V1、V2)和2個(gè)整流管(Dl、D2)組成，雙向半控電子開關(guān)(S2)由二個(gè)反向并聯(lián)的晶閘管(V3、V4)組成，其特征在于:用調(diào)節(jié)雙向全控電子開關(guān)中的全控器件V1、V2的斬控通斷比，補(bǔ)償交流電壓大小達(dá)到輸出電壓穩(wěn)定的目的，單相交流穩(wěn)壓器有一個(gè)公共輸入、輸出端(2)，另一交流輸入端是在靠近最高輸出電壓繞組端頭(3)的抽頭(I)端，另一交流輸出端是在高頻濾波電感(L)與高頻濾波電容(c)連接的端￠)，雙向全控電子開關(guān)(SI)的一端與雙向半控電子開關(guān)(S2)的一端、以及高頻濾波電感(L)的一端三端相連
(5)，雙向全控電子開關(guān)(SI)另一端與變壓器繞組最高輸出電壓端頭(3)相連，雙向半控電子開關(guān)(S2)另一端與變壓器繞組最低輸出電壓端抽頭(4)相連，高頻濾波電感(L)另一端與交流穩(wěn)壓電源輸出端(6)相連，高頻濾波電容(C) 二端并聯(lián)于交流穩(wěn)壓器輸出兩端(6、2)?！N補(bǔ)償式三相斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器，它由I個(gè)三相自耦變壓器(B)、3個(gè)雙向全控電子開關(guān)(S1A、S1B、S1C)、3個(gè)雙向半控電子開關(guān)(S2A、S2B、S2C)、高頻感容濾波器(LC)、和控制觸發(fā)電路組成，三相自耦變壓器的每一相繞組都有2個(gè)端頭和2個(gè)中間抽頭，其特征在于:三相交流穩(wěn)壓器的每一相的連接方式都與單相交流穩(wěn)壓器相同。三相交流穩(wěn)壓器有I個(gè)輸入、輸出公共零線(O)，3個(gè)三相非穩(wěn)壓輸入端(Al、B1、Cl)和3個(gè)三相穩(wěn)壓輸出端(A2、B2、C2)，能同時(shí)輸出三相380V交流電壓和三個(gè)有公共零線的220V交流電壓。

附圖1是本設(shè)計(jì)的單相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器主電路原理圖，非穩(wěn)定交流電壓由自耦變壓器⑴和⑵端輸入，穩(wěn)定單相電壓由(6)和(2)輸出。附圖2是本設(shè)計(jì)的三相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器主電路原理圖，非穩(wěn)定三相交流電源從三相自耦變壓器繞組靠近最高輸出電壓端頭的第I個(gè)抽頭三端(A1、B1、C1)輸入，穩(wěn)定三相電壓由高頻濾波器電感和電容連接端三端(A2、B2、C2)輸出。三相交流穩(wěn)壓器可以輸出穩(wěn)定的三相380V交流穩(wěn)定電壓，也可以輸出3個(gè)有公其零線的220V單相交流穩(wěn)定電壓。五、具體實(shí)施方法附圖1單相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器，在輸入電壓U12為最高輸入電壓時(shí)，自I禹變壓器中間抽頭4端輸出電壓應(yīng)略低于穩(wěn)壓器輸出電壓U62 (用全控開關(guān)V1、V2最小 導(dǎo)通時(shí)的輸出電壓，來(lái)補(bǔ)償半控器件V3、V4輸出電壓的不足)；在輸入電壓U12為最低輸出電壓時(shí)，自I禹變壓器最高輸出端頭3端輸出電壓應(yīng)略高于穩(wěn)壓器輸出電壓U62 (用全控雙向開關(guān)V1、V2最大導(dǎo)通時(shí)的輸出斬控電壓，來(lái)補(bǔ)償半控器件V3、V4輸出電壓的不足)。雙向半控電子開關(guān)S2中的2個(gè)晶閘管，V3在電源整個(gè)正半周內(nèi)有直流觸發(fā)信號(hào)，在電源負(fù)半周內(nèi)無(wú)觸發(fā)信號(hào)；V4和V3相反，V4在電源整個(gè)正半周內(nèi)無(wú)觸發(fā)信號(hào)，而在整個(gè)電源負(fù)半周內(nèi)有直流觸發(fā)信號(hào)。雙向全控電子開關(guān)SI中的2個(gè)全控器件，Vl在電源正半周內(nèi)有斬控信號(hào)，V2在電源負(fù)半周內(nèi)有斬控信號(hào)。交流輸入電壓U12在最高值與中間值之間變化時(shí)，就由調(diào)節(jié)全控電子開關(guān)中2個(gè)全控器件V1、V2的斬控通斷比，再通過(guò)高頻LC濾波就能使輸出電壓U62達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的。在電源電壓正半周時(shí)，在全控器件Vl無(wú)斬控信號(hào)期間就不導(dǎo)通，而半控器件晶閘管V3承受正向電壓加有直流觸發(fā)信號(hào)必然導(dǎo)通，5、2兩點(diǎn)之間的電壓U52就是自耦變壓器抽頭(4、2)兩端電壓；在全控器Vl有斬控信號(hào)期間就導(dǎo)通，5、2兩點(diǎn)之間的電壓U52就是自耦變壓器端頭(3、2)兩端電壓，此時(shí)由于自耦變壓器3端電壓比4端電壓高，晶閘管V3雖加有觸發(fā)信號(hào)也被迫承受反向電壓而關(guān)斷。在電源電壓負(fù)半周時(shí)，在全控器件V2無(wú)斬控信號(hào)期間就不導(dǎo)通，而半控器件晶閘管V4承受正向電壓加有直流觸發(fā)信號(hào)必然導(dǎo)通，5、2兩點(diǎn)之間的電壓U52就是自耦變壓器抽頭(4、2)兩端電壓；在全控器V2有斬控信號(hào)期間就導(dǎo)通，5、2兩點(diǎn)之間的電壓U52就是自耦變壓器端頭(3、2)兩端電壓，此時(shí)由于自耦變壓器3端電壓比4端電壓低，晶閘管V4雖加有觸發(fā)信號(hào)也被迫承受反向電壓而關(guān)斷。由上可知:雙向全控電子開關(guān)SI和雙向半控電子開關(guān)S2公共連接桌(5)的輸出電壓U52是自耦變壓器抽頭(4、2)兩端電壓上疊加有一個(gè)受雙向全控電子開關(guān)SI控制的自耦變壓器抽頭⑷與端頭⑶之間的斬控時(shí)間調(diào)制電壓，它們經(jīng)過(guò)高頻感容(LC)濾波器濾波后在輸出兩端(6、2)就輸出與輸入電壓相同的波形，自動(dòng)控制調(diào)節(jié)雙向全控器件SI中的兩個(gè)全控器件V1、V2的通斷比就能達(dá)到輸出電壓U62穩(wěn)定。附圖2的三相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器，是由3個(gè)圖1單相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流高輸入電壓時(shí)，自耦變壓器中間抽頭4端輸出電壓應(yīng)略低于穩(wěn)壓器輸出電壓U62(用全控開關(guān)V1、V2最小導(dǎo)通時(shí)的輸出電壓，來(lái)補(bǔ)償半控器件V3、V4輸出電壓的不足)；在輸入電壓U12為最低輸出電壓時(shí)，自I禹變壓器最高輸出端頭3端輸出電壓應(yīng)略高于穩(wěn)壓器輸出電壓U62(用全控雙向開關(guān)V1、V2最大導(dǎo)通時(shí)的輸出斬控電壓，來(lái)補(bǔ)償半控器件V3、V4輸出電壓的不足)。雙向半控電子開關(guān)S2中的2個(gè)晶閘管，V3在電源整個(gè)正半周內(nèi)有直流觸發(fā)信號(hào)，在電源負(fù)半周內(nèi)無(wú)觸發(fā)信號(hào)；V4和V3相反，V4在電源整個(gè)正半周內(nèi)無(wú)觸發(fā)信號(hào)，而在整個(gè)電源負(fù)半周內(nèi)有直流觸發(fā)信號(hào)。雙向全控電子開關(guān)SI中的2個(gè)全控器件，Vl在電源正半周內(nèi)有斬控信號(hào)，V2在電源負(fù)半周內(nèi)有斬控信號(hào)。交流輸入電壓U12在最高值與中間值之間變化時(shí)，就由調(diào)節(jié)全控電子開關(guān)中2個(gè)全控器件V1、V2的斬控通斷比，再通過(guò)高頻LC濾波就能使輸出電壓U62達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的。在電源電壓正半周時(shí)，在全控器件Vl無(wú)斬控信號(hào)期間就不導(dǎo)通，而半控器件晶閘管V3承受正向電壓加有直流觸發(fā)信號(hào)必然導(dǎo)通，5、2兩點(diǎn)之間的電壓U52就是自耦變壓器抽頭(4、2)兩端電壓；在全控器Vl有斬控信號(hào)期間就導(dǎo)通，5、2兩點(diǎn)之間的電壓U52就是自耦變壓器端頭(3、2)兩端電壓，此時(shí)由于自耦變壓器3端電壓比4端電壓高，晶閘管V3雖加有觸發(fā)信號(hào)也被迫承受反向電壓而關(guān)斷。在電源電壓負(fù)半周時(shí)，在全控器件V2無(wú)斬控信號(hào)期間就不導(dǎo)通，而半控器件晶閘管V4承受正向電壓加有直流觸發(fā)信號(hào)必然導(dǎo)通，5、2兩點(diǎn)之間的電壓U52就是自耦變壓器抽頭(4、2)兩端電壓；在全控器V2有斬控信號(hào)期間就導(dǎo)通，5、2兩點(diǎn)之間的電壓U52就是自耦變壓器端頭(3、2)兩端電壓， 此時(shí)由于自耦變壓器3端電壓比4端電壓低，晶閘管V4雖加有觸發(fā)信號(hào)也被迫承受反向電壓而關(guān)斷。由上可知:雙向全控電子開關(guān)SI和雙向半控電子開關(guān)S2公共連接桌(5)的輸出電壓U52是自耦變壓器抽頭(4、2)兩端電壓上疊加有一個(gè)受雙向全控電子開關(guān)SI控制的自耦變壓器抽頭⑷與端頭⑶之間的斬控時(shí)間調(diào)制電壓，它們經(jīng)過(guò)高頻感容(LC)濾波器濾波后在輸出兩端(6、2)就輸出與輸入電壓相同的波形，自動(dòng)控制調(diào)節(jié)雙向全控器件SI中的兩個(gè)全控器件V1、V2的通斷比就能達(dá)到輸出電壓U62穩(wěn)定。附圖2的三相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器，是由3個(gè)圖1單相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器按星形連接方式組成的三相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器，它由I個(gè)帶抽頭、星形連接的三相自耦變壓器(B)、3個(gè)雙向全控電子開關(guān)(S1A、S1B、S1C)、3個(gè)雙向半控電子開關(guān)(S2A、S2B、S2C)、1個(gè)三相高頻濾波電感，或3個(gè)單相高頻濾波電感、半控和全控器件的觸發(fā)控制電路組成。它的工作原理與單相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器相同，它能同時(shí)輸出三相380V穩(wěn)定交流電壓和有公共零相的3個(gè)單相220V穩(wěn)定電壓。本發(fā)明與用炭刷調(diào)節(jié)的補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器相比，由于無(wú)炭刷和調(diào)節(jié)電機(jī)，因此，可靠性好，反應(yīng)迅速，與智能型無(wú)觸點(diǎn)交流電力穩(wěn)壓器相比，顯然可以節(jié)省很多雙向交流電子開關(guān)和自耦變壓器抽頭，並且交流電壓的調(diào)整是連續(xù)無(wú)級(jí)的，很多場(chǎng)合可替代上述兩類交流穩(wěn)器，因此，它具有 較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
權(quán)利要求1.一種單相和三相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器，它由單相，或三相自耦變壓器⑶、雙向全控電子開關(guān)(SI)、雙向半控電子開關(guān)(S2)、高頻濾波電感(L)、高頻濾波電容(C)和控制觸發(fā)電路組成，單相自耦變壓器繞組有2個(gè)端頭(2、3)和2個(gè)中間抽頭(1、4)，三相自耦變壓器繞組由3個(gè)與單相自耦變壓器相同的繞組連接成星形，雙向全控電子開關(guān)(SI)由2個(gè)全控器件和2個(gè)整流管組成，雙向半控電子開關(guān)(S2)由二個(gè)反向并聯(lián)的晶閘管組成，其特征在于:用調(diào)節(jié)雙向全控電子開關(guān)中的全控器件V1、V2的斬控通斷比，調(diào)節(jié)補(bǔ)償交流電壓大小達(dá)到輸出電壓穩(wěn)定，單相交流穩(wěn)壓器有一個(gè)公共輸入、輸出端(2),另一交流輸入端是在靠近最高輸出電壓繞組端頭的抽頭端(I)，另一交流輸出端是高頻濾波電感(L)與高頻濾波電容(c)連接的端(6)，雙向全控電子開關(guān)(SI)的一端、雙向半控電子開關(guān)(S2)的一端、以及高頻濾波電感(L)的一端三端相連(5)，雙向全控電子開關(guān)(SI)另一端與變壓器繞組最高輸出電壓端頭(3)相連，雙向半控電子開關(guān)(S2)另一端與變壓器繞組最低輸出電壓端抽頭⑷相連，高頻濾波電感(L)另一端與交流穩(wěn)壓器輸出端(6)相連，高頻濾波電容(C) 二端并聯(lián)于單相交流穩(wěn)壓器輸出兩端(6、2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相和三相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器，其特征在于:三相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器是由3個(gè)相同的單相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相補(bǔ) 償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器，其特征在于:3個(gè)相同的單相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓交流穩(wěn)壓器是按星形連接的三相交流穩(wěn)壓器。
專利摘要本實(shí)用新型屬于單相和三相補(bǔ)償式斬控調(diào)壓的交流穩(wěn)壓器，它由帶抽頭的單相或三相自耦變壓器、高頻感容濾波器、整流二極管和全控器件組成的雙向全控電子開關(guān)、晶閘管組成的雙向半控電子開關(guān)、及其控制觸發(fā)電路組成。用自動(dòng)調(diào)節(jié)雙向全控電子開關(guān)中的2個(gè)全控器件斬控通斷比，來(lái)使輸出交流電壓達(dá)到穩(wěn)定的交流穩(wěn)壓器。它具有無(wú)觸點(diǎn)，反應(yīng)迅速，電子元器件數(shù)量小，成本低，可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。它可替代現(xiàn)有單、三相補(bǔ)償式全自動(dòng)交流穩(wěn)壓器；單、三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓電器；智能型無(wú)觸點(diǎn)交流電力穩(wěn)壓電器，有廣泛市場(chǎng)開發(fā)前景。
文檔編號(hào)H02M5/10GK203104296SQ201320025860
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者龔秋聲 申請(qǐng)人:龔秋聲