交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器的制造方法
【專利摘要】單相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器，它由濾波電容、濾波電感、補(bǔ)償變壓器、自耦變壓器、主控電子開關(guān)、續(xù)流電子開關(guān)、換相電子開并及其控制電路組成，自耦變壓器T2升高輸入交流斬波電路交流電壓，主控電子開關(guān)是全控電子開關(guān)，續(xù)流電子開關(guān)是由2個(gè)單向晶閘管反并聯(lián)組成，主控電子開關(guān)S1和續(xù)流電子開關(guān)S2組成交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓大小，4個(gè)換相電子開關(guān)控制補(bǔ)償電壓相位，3個(gè)單相穩(wěn)壓器星形連接組成三相穩(wěn)壓器。本設(shè)計(jì)的斬波電路模塊成本降低了30％。它與智能無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器相比：具有模塊數(shù)量小、精度高、性價(jià)比高、連續(xù)無級調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓優(yōu)點(diǎn)，它是智能型無觸點(diǎn)補(bǔ)償交流穩(wěn)壓器更新?lián)Q代產(chǎn)品，有經(jīng)濟(jì)社會效益。
【專利說明】交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器
[0001][一 ]【技術(shù)領(lǐng)域】本設(shè)計(jì)涉及斬控式交流調(diào)壓穩(wěn)壓器，尤其是涉及到續(xù)流電子開關(guān)用2個(gè)單向晶閘管的交流斬波電路，調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的連續(xù)無級無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器。
[0002][二]【背景技術(shù)】智能型無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器是為克服炭刷調(diào)壓穩(wěn)壓器存在有觸點(diǎn)和反應(yīng)速度慢等缺陷而推出的新產(chǎn)品，目前有很多單位在生產(chǎn)這類交流穩(wěn)壓器，這類交流穩(wěn)壓器，單相:用I個(gè)帶有7-9個(gè)引出頭的調(diào)壓變壓器和7-9塊晶閘管模塊，晶閘管零觸發(fā)轉(zhuǎn)換抽頭上的輸出電壓給I個(gè)補(bǔ)償變壓器的初級電壓供電，補(bǔ)償變壓器次級繞組串聯(lián)在電源電回路中獲得穩(wěn)壓輸出所需的補(bǔ)償電壓。三相:用3個(gè)單相星形連接輸出三相穩(wěn)壓電壓。這類交流穩(wěn)壓器其電路結(jié)構(gòu)決定它可以做到快速反應(yīng)和跳躍式的調(diào)壓，不可能做到連續(xù)無級調(diào)壓，達(dá)到高穩(wěn)壓精度穩(wěn)壓指標(biāo)。如何做到連續(xù)無級調(diào)壓穩(wěn)壓，而又不會超過智能型無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器的成本，是交流穩(wěn)壓電源界需要解決的大難題。
[0003][三]
【發(fā)明內(nèi)容】
本設(shè)計(jì)的目的是要設(shè)計(jì)一種連續(xù)無級無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)器，其性能優(yōu)于智能型無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器，其成本低于智能型無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器。
[0004]目前有多個(gè)單位試生產(chǎn)用教科書上斬控式交流調(diào)壓電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓電源。由于教科書上這種斬波調(diào)壓電路是:主控電子開關(guān)和續(xù)流電子開并都是用全控器件和二極管組成，由于大功率IGBT模塊價(jià)格是晶閘管模塊價(jià)格2-3倍，大功率斬波電路用的2塊雙向模塊成本很高。因此，使用教科書上交流斬波電路補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器的成本較高。同一發(fā)明人發(fā)明了比教科書上交流斬波調(diào)壓電路更好的用2個(gè)單向晶閘管的交流斬波調(diào)壓電路(發(fā)明專利:200710137582.8)，其所用2塊斬波模塊成本降低了 25_30%，將它應(yīng)用于連續(xù)無級無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器，不但其性能高于智能型無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器，而且其成本也低于智能型無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器，下面就是應(yīng)用這種新的交流斬波電路設(shè)計(jì)的交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器。
[0005]本設(shè)計(jì)的單相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器，它由濾波電容C、Cl、濾波電感L、補(bǔ)償變壓器Tl、自耦變壓器T2、主控電子開關(guān)S1、續(xù)流電子開關(guān)S2、4個(gè)換相電子開關(guān)S3?S6及其控制電路組成，主控電子開關(guān)是全控電子開關(guān)，續(xù)流電子開關(guān)由2個(gè)單向晶閘管V3、V4反并聯(lián)組成，其特征在于:自耦變壓器輸出的升高電壓實(shí)施交流斬波調(diào)壓，交流斬波電路的續(xù)流電子開關(guān)用2個(gè)單向晶閘管，補(bǔ)償電壓換相，用4個(gè)換相電子開關(guān)S3?S6，交流穩(wěn)壓器第I交流輸入端(2)與補(bǔ)償變壓器Tl次級繞組W2 —端、自耦變壓器T2中間繞組抽頭端連接，主控電子開關(guān)SI—端(4)與自耦變壓器T2繞組高壓端、濾波電容Cl一端連接，第I交流穩(wěn)壓輸出端(3)與補(bǔ)償變壓器Tl次級繞組W2另一端連接，第2交流輸入端(I)與第2交流穩(wěn)壓輸出端、自耦變壓器T2繞組低壓端、續(xù)流電子開關(guān)S2 —端、濾波電容C 一端、換相電子開關(guān)S4 —端、換相電子開關(guān)S6 —端、濾波電容Cl另一端連接，主控電子開關(guān)SI另一端(5)與續(xù)流電子開關(guān)S2另一端、濾波電感L 一端連接，濾波電感L另一端(6)與濾波電容C另一端、換相電子開關(guān)S3 —端、換相電子開關(guān)S5—端連接，換相電子開關(guān)S3另一端(7)與換相電子開關(guān)S4另一端、補(bǔ)償變壓器Tl初級繞組Wl —端連接，換相電子開關(guān)S5另一端(8)與換相電子開關(guān)S6另一端、補(bǔ)償變壓器Tl初級繞組Wl另一端連接。三相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器，它由所述的3個(gè)單相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器星形連接組成。
[0006]本設(shè)計(jì)的單相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器，其特征在于:自耦變壓器T2輸出交流電壓(4)與交流斬波主控電子開關(guān)SI 一端連接，它有I個(gè)交流輸入端(2)、I個(gè)交流穩(wěn)壓輸出端(3)和I個(gè)交流輸入和交流穩(wěn)壓輸出的公共端(I)、控制主控電子開關(guān)SI中的三極管的通斷比，達(dá)到輸出電壓穩(wěn)定的單相交流穩(wěn)壓器。主控電子開關(guān)SI是由2個(gè)二極管和2個(gè)三極管組成的雙向全控電子開關(guān)。或者由4個(gè)二極管和I個(gè)三極管組成的雙向全控電子開關(guān)。
[0007]本設(shè)計(jì)的三相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器，其特征在于:它由3個(gè)相同的單相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器連接成星形，有I個(gè)交流輸入和交流穩(wěn)壓輸出公共零線N，3個(gè)三相交流輸入端Al、B1、Cl和3個(gè)三相交流穩(wěn)壓輸出端A2、B2、C2，能同時(shí)輸出三相380V交流穩(wěn)定電壓和三個(gè)有公共零線N的單相220V交流穩(wěn)定電壓，用調(diào)節(jié)3個(gè)主控電子開關(guān)S1A、S1B、S1C中的三極管控制信號的斬控通斷比調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓達(dá)到輸出電壓穩(wěn)定的三相交流穩(wěn)壓器，升壓自藕變壓器的三個(gè)升壓交流電壓輸出端與3個(gè)主控雙向全控電子開關(guān)S1A、S1B、SlC 一端連接。
[0008][四]【專利附圖】

【附圖說明】附圖1是本設(shè)計(jì)的單相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器主電路。附圖2是本設(shè)計(jì)的三相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器主電路。
[0009][五]【具體實(shí)施方式】由附圖1可知:先將輸入2端(1、2)交流電壓通過自耦變壓器T2升壓再供給交流斬波電路，這樣能使交流斬波電路和倒相電子開關(guān)的電流容量減少，損耗減少。斬波電路由主控電子開關(guān)SI和續(xù)流電子開關(guān)S2組成，8個(gè)單向晶閘管V5?V12組成4個(gè)倒相雙向電子開關(guān)S3?S6，并且它們兼做補(bǔ)償變壓器初級繞組Wl短路開關(guān)，電路工作如下:
[0010]1、在輸入2端(1、2)電壓高于交流穩(wěn)壓輸出2端(1、3)電壓時(shí)，由主控電子開關(guān)SI和續(xù)流電子開關(guān)S2組成交流斬波調(diào)壓電路，其輸出斬波電壓經(jīng)電感L和電容C濾波后，在1、5兩端變成與輸入同頻率的電壓，通過2個(gè)倒相電子開關(guān)S3、S6供給補(bǔ)償變壓器Tl初級繞組Wl供電，其次級統(tǒng)組W2感應(yīng)電壓與輸入電壓相位相反，調(diào)節(jié)主控雙向全控電子開關(guān)SI中的2個(gè)三極管V1、V2通斷比達(dá)到交流輸出2端電壓穩(wěn)壓。
[0011]2、在輸入2端(1、2)電壓低于交流穩(wěn)壓輸出2端(1、3)電壓時(shí)，由主控電子開關(guān)SI和續(xù)流電子開關(guān)S2組成交流斬波調(diào)壓電路，其輸出斬波電壓經(jīng)電感L和電容C濾波后，在1、5兩端變成與輸入同頻率交流電壓，通過另2個(gè)倒相電子開關(guān)S4、S5給補(bǔ)償變壓器Tl初級繞組Wl供電，其次級統(tǒng)組W2感應(yīng)電壓與輸入電壓相位相同，調(diào)節(jié)主控電子開關(guān)SI中的2個(gè)三極管V1、V2通斷比達(dá)到交流輸出2端電壓穩(wěn)壓。
[0012]3、在輸入2端(1、2)等于交流穩(wěn)壓輸出2端(1、3)電壓，或者不穩(wěn)壓時(shí)，關(guān)閉主控電子開關(guān)SI控制信號，打開4個(gè)換相電子開關(guān)S3?S6，補(bǔ)償變壓器初級繞組Wl被4個(gè)換相電子開關(guān)S3?S6短路，次級繞組W2阻抗為零，輸入2端電壓直通輸出2端。
[0013]由附圖2可知:本設(shè)計(jì)的三相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器主電路，是由附圖1所示的3個(gè)單相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器主電路星形連接而成的主電路，它有I個(gè)交流輸入和交流穩(wěn)壓輸出公共零線N，3個(gè)三相交流輸入端A1、B1、C1和3個(gè)三相交流穩(wěn)壓輸出端A2、B2、C2，能同時(shí)輸出三相380V交流穩(wěn)定電壓和有公共零線N的三個(gè)單相220V交流穩(wěn)定電壓，用調(diào)節(jié)3個(gè)主控雙向全控電子開關(guān)S1A、S2A、S1B中三極管通斷比調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓大小，達(dá)到輸出電壓穩(wěn)定的三相交流穩(wěn)壓器。三相每一相交流斬波電路都是經(jīng)自耦變壓器升壓后的交流電壓進(jìn)行斬波。
[0014]應(yīng)該特別指出的是本設(shè)計(jì)的單相和三相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器中的4個(gè)和12個(gè)換相電子開關(guān)，除用附圖上的2個(gè)單向晶閘管反并聯(lián)組成I個(gè)換相電子開關(guān)之外，還可用I個(gè)雙向晶閘管電子開關(guān)和固體開關(guān)替代附圖中2個(gè)單向晶閘管反并聯(lián)組成換相電子開關(guān)，采用何種倒相電子開關(guān)決定于它們的價(jià)格。
[0015]本設(shè)計(jì)的特征是斬波調(diào)節(jié)電路是同一發(fā)明人發(fā)明的用2個(gè)單向晶閘管反并連接做續(xù)流電子開關(guān)的交流斬波調(diào)壓電路，這樣續(xù)流電子開關(guān)模塊成本就降低了 50-60% ;換相電路是4個(gè)換相電子開關(guān)組成，換相電子開關(guān)兼做補(bǔ)償變壓器初級繞組短路開關(guān)，交流斬波電的輸入電壓是經(jīng)自耦變壓器升壓后的交流電壓。它與智能無觸點(diǎn)補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器相比:具有模塊數(shù)量小、成本低、精度高、性價(jià)比高、連續(xù)無級調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)真正的連續(xù)無級調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓，是智能型無觸點(diǎn)補(bǔ)償交流穩(wěn)壓器特別是500千伏安以上的穩(wěn)壓器更新?lián)Q代產(chǎn)品，有很大經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【權(quán)利要求】
1.單相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器，它由濾波電容C、C1、濾波電感L、補(bǔ)償變壓器T1、自耦變壓器T2、主控電子開關(guān)S1、續(xù)流電子開關(guān)S2、4個(gè)換相電子開關(guān)S3?S6及其控制電路組成，主控電子開關(guān)是全控電子開關(guān)，續(xù)流電子開關(guān)由2個(gè)單向晶閘管V3、V4反并聯(lián)組成，其特征在于:自耦變壓器輸出的升高電壓實(shí)施交流斬波調(diào)壓，交流斬波電路的續(xù)流電子開關(guān)用2個(gè)單向晶閘管，補(bǔ)償電壓換相，用4個(gè)換相電子開關(guān)S3?S6，交流穩(wěn)壓器第I交流輸入端(2)與補(bǔ)償變壓器Tl次級繞組W2 —端、自耦變壓器T2中間繞組抽頭端連接，主控電子開關(guān)SI—端(4)與自耦變壓器T2繞組高壓端、濾波電容Cl 一端連接，第I交流穩(wěn)壓輸出端(3)與補(bǔ)償變壓器Tl次級繞組W2另一端連接，第2交流輸入端(I)與第2交流穩(wěn)壓輸出端、自耦變壓器T2繞組低壓端、續(xù)流電子開關(guān)S2 —端、濾波電容C 一端、換相電子開關(guān)S4 —端、換相電子開關(guān)S6 —端、濾波電容Cl另一端連接，主控電子開關(guān)SI另一端(5)與續(xù)流電子開關(guān)S2另一端、濾波電感L 一端連接，濾波電感L另一端(6)與濾波電容C另一端、換相電子開關(guān)S3 —端、換相電子開關(guān)S5 —端連接，換相電子開關(guān)S3另一端(7)與換相電子開關(guān)S4另一端、補(bǔ)償變壓器Tl初級繞組Wl —端連接，換相電子開關(guān)S5另一端(8)與換相電子開關(guān)S6另一端、補(bǔ)償變壓器Tl初級繞組Wl另一端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器，其特征在于:自耦變壓器T2輸出交流電壓(4)與交流斬波主控電子開關(guān)SI—端連接，交單相交流穩(wěn)壓器有I個(gè)交流輸入端(2)、I個(gè)交流穩(wěn)壓輸出端(3)和I個(gè)交流輸入和交流穩(wěn)壓輸出的公共端(1)、控制主控電子開關(guān)SI中的三極管的通斷比，達(dá)到輸出電壓穩(wěn)定的單相交流穩(wěn)壓器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器，其特征在于:所述的主控電子開關(guān)SI是由2個(gè)二極管和2個(gè)三極管組成的雙向全控電子開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器，其特征在于:所述的主控電子開關(guān)SI是由4個(gè)二極管和I個(gè)三極管組成的雙向全控電子開關(guān)。
5.三相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器，其特征在于:3個(gè)權(quán)利要求1所述的單相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器星形連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三相交流斬波電路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓的交流穩(wěn)壓器，其特征在于:有I個(gè)交流輸入和交流穩(wěn)壓輸出公共零線N，3個(gè)三相交流輸入端Al、B1、Cl和3個(gè)三相交流穩(wěn)壓輸出端A2、B2、C2，能同時(shí)輸出三相380V交流穩(wěn)定電壓和三個(gè)有公共零線的單相220V交流穩(wěn)定電壓，用調(diào)節(jié)3個(gè)主控電子開關(guān)S1A、S1B、S1C中的三極管信號通斷比調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓達(dá)到輸出電壓穩(wěn)定的三相交流穩(wěn)壓器，自耦變壓器的三個(gè)升壓交流電壓輸出端與3個(gè)主控電子開關(guān)S1A、S1B、SlC 一端連接。
【文檔編號】H02M5/257GK204190624SQ201420454628
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年8月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月10日
【發(fā)明者】龔秋聲 申請人:龔秋聲