專利名稱:一種數(shù)碼控制交流穩(wěn)壓裝置的調(diào)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型屬于交流穩(wěn)壓電源裝置領(lǐng)域,具體涉及一種用二進(jìn)制數(shù)碼電路控制交流穩(wěn)壓電源裝置的調(diào)壓器。
與本實(shí)用新型最接近的背景技術(shù)是目前國內(nèi)市場(chǎng)出現(xiàn)的一種步進(jìn)式交流穩(wěn)壓器(較典型的產(chǎn)品為航空牌JDB1型全自動(dòng)家用交流穩(wěn)壓器)的調(diào)壓器,其結(jié)構(gòu)由帶一組抽頭的自耦變壓器和一組與各抽頭連接的開關(guān)執(zhí)行元件組成,見附
圖1。其工作原理是當(dāng)輸入交流穩(wěn)壓器的電壓變化超過一個(gè)設(shè)定電壓值的額定范圍時(shí),通過開關(guān)執(zhí)行元件工作狀態(tài)的變化來改變自耦變壓器的抽頭位置,從而使自耦變壓器的輸出電壓階梯形地維持在這個(gè)設(shè)定電壓值的額定范圍內(nèi)。其特點(diǎn)是將原調(diào)壓器式交流穩(wěn)壓器中的調(diào)壓自耦變壓器的電刷用一系列抽頭和與抽頭連接的開關(guān)執(zhí)行元件來代替,每一個(gè)抽頭接一只開關(guān)執(zhí)行元件,并通過調(diào)壓器外的控制電路對(duì)各開關(guān)執(zhí)行元件的控制來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。這種步進(jìn)式交流穩(wěn)壓器雖然克服了調(diào)壓器式交流穩(wěn)壓器中的電刷所帶來的一些不足,但由于這種步進(jìn)式穩(wěn)壓器的調(diào)壓器中的開關(guān)執(zhí)行元件是相互串接的,為模仿電刷的工作情況,在整個(gè)穩(wěn)定電壓范圍內(nèi),每只開關(guān)執(zhí)行元件只動(dòng)作一次,也就是自耦變壓器的抽頭繞組只變化一次,因此這種步進(jìn)式交流穩(wěn)壓器的開關(guān)執(zhí)行元件和自耦變壓器各抽頭繞組的利用率較低,而且在設(shè)定的穩(wěn)壓范圍內(nèi),一定數(shù)量的開關(guān)執(zhí)行元件和一定數(shù)量抽頭的自耦變壓器情況下,穩(wěn)壓器的切換擋數(shù)有限,從而造成在每次切換電壓擋時(shí),輸出電壓波動(dòng)大,使用戶照明燈忽明忽暗、風(fēng)扇突快突慢,一方面用戶很難適應(yīng),另一方面給用戶造成一種不安全感。為克服這些缺陷,如果采用進(jìn)一步增加抽頭數(shù)量和開關(guān)執(zhí)行元件數(shù)量的方式來增加切換擋數(shù),提高穩(wěn)壓精度,則必然導(dǎo)致穩(wěn)壓器生產(chǎn)成本上升、體積增大、工藝復(fù)雜、可靠性下降,在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中很難實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種利用二進(jìn)制編碼規(guī)律設(shè)計(jì)控制電路來實(shí)現(xiàn)調(diào)壓控制的交流穩(wěn)壓電源裝置的調(diào)壓器。
為達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種數(shù)碼控制交流穩(wěn)壓裝置的調(diào)壓器,包括基礎(chǔ)變壓器以及與基礎(chǔ)變壓器中的單相線圈繞組連接的一組線圈繞組與開關(guān)執(zhí)行元件組合的調(diào)壓裝置,所述調(diào)壓裝置由至少二只獨(dú)立的分繞組線圈和與各分繞組線圈一一對(duì)應(yīng)的一組開關(guān)執(zhí)行元件組成,各分繞組線圈按匝數(shù)比的大小依次排列并由該組開關(guān)執(zhí)行元件連接成一個(gè)相同極性的分繞組線圈串,所述各獨(dú)立的分繞組線圈的單位匝數(shù)比為1∶2∶4∶……∶2n-1,n≥2,其連接方式為每一只分繞組線圈的兩端與所對(duì)應(yīng)的每一只開關(guān)執(zhí)行元件的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)連接,下一只開關(guān)執(zhí)行元件的公共觸點(diǎn)與上一只開關(guān)執(zhí)行元件的常閉觸點(diǎn)或常開觸點(diǎn)連接,第一只開關(guān)執(zhí)行元件的公共觸點(diǎn)為所述分繞組線圈串的一個(gè)輸出端,最后一只開關(guān)執(zhí)行元件上的與上述上下開關(guān)執(zhí)行元件連接的對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)為所述分繞組線圈串的另一個(gè)輸出端(見附圖2),所述分繞組線圈串與基礎(chǔ)變壓器的原繞組或副繞組的線圈串聯(lián)連接。
上述技術(shù)方案中,所述分繞組線圈串與基礎(chǔ)變壓器原繞組或副繞組的線圈串接可以為分繞組線圈串中的最后一只分繞組線圈為基礎(chǔ)變壓器原繞組或副繞組線圈所共有;也可以是分繞組線圈串與基礎(chǔ)變壓器原繞組或副繞組線圈的一端連接。所述基礎(chǔ)變壓器可以是雙繞組變壓器;也可以是自耦變壓器。所述基礎(chǔ)變壓器可以是單相變壓器;也可以是三相變壓器。所述調(diào)壓器可以由一只單相變壓器與一個(gè)分繞組線圈串連接成一種單相交流穩(wěn)壓裝置的調(diào)壓器;也可以由三只單相變壓器分別與三個(gè)分繞組線圈串連接成一種三相交流穩(wěn)壓裝置的調(diào)壓器;還可以由一只三相變壓器中的三相繞組分別與三個(gè)分繞組線圈串連接成一種三相交流穩(wěn)壓裝置的調(diào)壓器。所述開關(guān)執(zhí)行元件可以為繼電器、接觸器、固態(tài)繼電器、IGBT大功率管、雙向可控硅及與其配套的零交叉雙向可控硅光電耦合器等,為說明方便,以下各實(shí)施例用繼電器為例。所述″每一只分繞組線圈的兩端與所對(duì)應(yīng)的每一只開關(guān)執(zhí)行元件的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)連接″,各常閉觸點(diǎn)與常開觸點(diǎn)的位置可以相互對(duì)調(diào),僅需將對(duì)應(yīng)位的二進(jìn)制信號(hào)變?yōu)槠浞创a,并相應(yīng)地改變數(shù)碼控制的編碼,整個(gè)控制的原理不變。
上述技術(shù)方案中,所述″獨(dú)立的″分繞組線圈含意是相對(duì)于基礎(chǔ)變壓器中的原繞組或副繞組線圈而言,而分繞組線圈串與基礎(chǔ)變壓器的原繞組和副繞組線圈位于同一閉合鐵心回路中。所述″一一對(duì)應(yīng)″含意是分繞組線圈串中每一只分繞組線圈均連接一只開關(guān)執(zhí)行元件,該分繞組線圈在工作中是否串接在基礎(chǔ)變壓器原繞組或副繞組的線圈中由與其對(duì)應(yīng)連接的開關(guān)執(zhí)行元件所控制。所述″依次″含意是按順序從大到小或從小到大的關(guān)系。所述″單位匝數(shù)比″含意是以各分繞組線圈中線圈匝數(shù)最少的一只分繞組線圈的匝數(shù)為單位匝數(shù),來衡量各分繞組線圈之間的比例關(guān)系。所述″相同極性的″含意是由開關(guān)執(zhí)行元件連接后的分繞組線圈串中的各分繞組線圈之間的相位關(guān)系相同。所述分繞組線圈串的各擋分繞組線圈串串接情況與各開關(guān)執(zhí)行元件工作狀態(tài)即二進(jìn)制數(shù)碼的關(guān)系如下表序號(hào)各開關(guān)執(zhí)行元件工作狀態(tài)各擋分繞組線圈串串接情況(對(duì)應(yīng)的各位二進(jìn)制數(shù)碼)Kn……K3K2K11 0…… 0 0 0 02 0…… 0 0 1 L13 0…… 0 1 0 L24 0…… 0 1 1 L1+L25 0…… 1 0 0 L36 0…… 1 0 1 L1+L37 0…… 1 1 0 L2+L38 0…… 1 1 1 L1+L2+L3· ·· · · · ·· ·· · · · ·· ·· · · · ·2n-71…… 0 0 0 L4+……+Ln2n-61…… 0 0 1 L1+L4+……+Ln2n-51…… 0 1 0 L2+L4+……+Ln2n-41…… 0 1 1 L1+L2+L4+……+Ln2n-31…… 1 0 0 L3+L4+……+Ln2n-21…… 1 0 1 L1+L3+L4+……+Ln2n-11…… 1 1 0 L2+L3+L4+……+Ln2n1…… 1 1 1 L1+L2+L3+L4+……+Ln本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的由于在基礎(chǔ)變壓器的原繞組或副繞組線圈中串接了一個(gè)按二進(jìn)制單位匝數(shù)比規(guī)律分布并經(jīng)各對(duì)應(yīng)開關(guān)執(zhí)行元件連接的分繞組線圈串,這樣可按二進(jìn)制編碼規(guī)律對(duì)分繞組線圈串中的各開關(guān)執(zhí)行元件控制來實(shí)現(xiàn)分繞組線圈串中各分繞組線圈在基礎(chǔ)變壓器原繞組或副繞組線圈上串入或退出狀態(tài)的組合,對(duì)于n個(gè)分繞組線圈可獲得2n種組合,從而達(dá)到調(diào)壓目的。
由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用,使本實(shí)用新型的調(diào)壓器與同功率的步進(jìn)式交流穩(wěn)壓器中的調(diào)壓器相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1.由于本實(shí)用新型調(diào)壓器中分繞組線圈串上各分繞組線圈可由開關(guān)執(zhí)行元件控制產(chǎn)生一組串入或退出狀態(tài)的組合,在相同寬度的穩(wěn)壓或調(diào)壓范圍內(nèi),使用相同數(shù)量的開關(guān)執(zhí)行元件以及相同功率的基礎(chǔ)變壓器條件下,具有更多的切換擋數(shù)、更高的穩(wěn)壓或調(diào)壓精度。
2.由于在基礎(chǔ)變壓器的原繞組或副繞組線圈中串接了一個(gè)按二進(jìn)制單位匝數(shù)比規(guī)律分布并經(jīng)各對(duì)應(yīng)開關(guān)執(zhí)行元件連接的分繞組線圈串,因此可方便的利用二進(jìn)制編碼規(guī)律設(shè)計(jì)控制電路來實(shí)現(xiàn)交流穩(wěn)壓電源裝置調(diào)壓器的調(diào)壓控制,而且編碼為極為簡單的二進(jìn)制碼。
3.由于本實(shí)用新型調(diào)壓器中分繞組線圈串上各分繞組線圈與對(duì)應(yīng)的各開關(guān)執(zhí)行元件的連接方式,使各分繞組線圈可由對(duì)應(yīng)的開關(guān)執(zhí)行元件控制而產(chǎn)生一系列串入或退出分繞組線圈串的工作狀態(tài)組合,因此所述調(diào)壓器具有開關(guān)執(zhí)行元件和各分繞組線圈利用率高,調(diào)壓性能好,工作可靠且結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)。
4.由于上述優(yōu)點(diǎn),采用本實(shí)用新型技術(shù)方案制作的交流穩(wěn)壓器價(jià)格性能比好,而且在同性能的交流穩(wěn)壓器之間比較制造成本低,因而具有廣泛地市場(chǎng)潛力和開發(fā)價(jià)值。
附圖1為航空牌JTB1型全自動(dòng)家用穩(wěn)壓器的調(diào)壓器電原理圖;附圖2為本實(shí)用新型數(shù)碼控制的分繞組線圈串的電原理圖;附圖3為實(shí)施例一的數(shù)碼控制單相交流穩(wěn)壓裝置的調(diào)壓器主回路電原理圖;附圖4為一種與圖3調(diào)壓器相連接的數(shù)碼控制調(diào)壓器的控制電路電原理圖;附圖5為實(shí)施例二的一種5KVA數(shù)碼控制單相交流穩(wěn)壓器電原理圖;附圖6為現(xiàn)有技術(shù)中普通單相補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器電原理圖;附圖7為實(shí)施例三的一種20KVA單相補(bǔ)償式數(shù)碼控制交流穩(wěn)壓器電原理圖;附圖8為實(shí)施例四的一種20KVA單相高精度補(bǔ)償式數(shù)碼控制交流穩(wěn)壓器電原理圖。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例一由圖3所示,一種數(shù)碼控制單相交流穩(wěn)壓裝置的調(diào)壓器主回路,包括一自耦變壓器以及與自耦變壓器原繞組線圈L5連接的調(diào)壓裝置和供電回路,所述調(diào)壓裝置由四只獨(dú)立的分繞組線圈L1、L2、L3、L4和一一對(duì)應(yīng)的四只繼電器KM1、KM2、KM3、KM4組成,各分繞組線圈按匝數(shù)比的大小依次排列并由該組繼電器對(duì)應(yīng)連接成一個(gè)相同極性的分繞組線圈串,所述各獨(dú)立的分繞組線圈的單位匝數(shù)比為1∶2∶4∶8,其連接方式為每一只分繞組線圈的兩端與所對(duì)應(yīng)的每一只繼電器的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)連接,下一只繼電器的公共觸點(diǎn)與上一只繼電器的常閉觸點(diǎn)連接,第一只繼電器的公共觸點(diǎn)為所述分繞組線圈串的一個(gè)輸出端,最后一只繼電器的常閉觸點(diǎn)為所述分繞組線圈串的另一個(gè)輸出端,所述分繞組線圈串串接在自耦變壓器的原繞組回路中,分繞組線圈串上與自耦變壓器原繞組線圈L5相同極性的一個(gè)輸出端為調(diào)壓器的一個(gè)輸入端,此端接電源相線,分繞組線圈串上的另一個(gè)輸出端與原繞組線圈L5串接,分繞組線圈L4為分繞組線圈串與自耦變壓器副繞組所共有,L4上的常開觸點(diǎn)為調(diào)壓器的一個(gè)輸出端,自耦變壓器原、副繞組的公共端為調(diào)壓器的輸入、輸出公共端,此端接電源零線。供電電路由整流、濾波和穩(wěn)壓三部份組成,D1~D4四只整流二極管組成橋式整流電路,C1為濾波電容,經(jīng)濾波后的+24V直流電壓供繼電器工作,穩(wěn)壓集成電路7812將+24V電壓穩(wěn)壓到+12V供控制電路使用,C2為第二濾波電容。
設(shè)計(jì)指標(biāo)輸入電壓調(diào)節(jié)范圍為220V±25%,調(diào)節(jié)電壓精度為220V±2%,調(diào)壓器的輸出功率為5KVA。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,取變壓器每伏匝數(shù)為1圈。由于電壓調(diào)節(jié)精度為220V±2%,即輸出電壓的波動(dòng)要控制在8.8V之間,留10%儲(chǔ)備量,輸入電壓的變化控制在8V之內(nèi),所以二進(jìn)制單位匝數(shù)的感應(yīng)電壓為8V。由于上述輸入電壓調(diào)節(jié)范圍,即調(diào)節(jié)輸入電壓范圍上下限各為55V,所以采用四只分繞組線圈L1、L2、L3、L4實(shí)現(xiàn)16擋轉(zhuǎn)換可以滿足要求。根據(jù)本技術(shù)方案,容易計(jì)算得到L1=8圈、L2=16圈、L3=32圈、L4=64圈、L5=156圈。設(shè)調(diào)壓變壓器輸出電壓為220V,KM1、KM2、KM3、KM4四只繼電器觸點(diǎn)的工作位置與16擋輸入電壓關(guān)系如下表序繼電器觸點(diǎn)位置輸入V輸出V V入/V出 調(diào)壓器原、副繞組線圈號(hào) KM4 KM3 KM2 KM1 中值(%)原繞組副繞組10 0 0 0 156 220±4 -29.1 L5 L4+L520 0 0 1 164 220±4 -25.5 L1+L5 L4+L530 0 1 0 172 220±4 -21.8 L2+L5 L4+L540 0 1 1 180 220±4 -18.2 L1+L2+L5 L4+L550 1 0 0 188 220±4 -14.5 L3+L5 L4+L560 1 0 1 196 220±4 -10.9 L1+L3+L5 L4+L57 0 1 1 0 204 220±4 -7.2 L2+L3+L5 L4+L58 0 1 1 1 212 220±4 -3.6 L1+L2+L3+L5 L4+L59 1 0 0 0 220 220±4 0 L4+L5 L4+L510 1 0 0 1 228 220±4 +3.6 L1+L4+L5 L4+L511 1 0 1 0 236 220±4 +7.3 L2+L4+L5 L4+L512 1 0 1 1 244 220±4 +10.9 L1+L2+L4+L5 L4+L513 1 1 0 0 252 220±4 +14.5 L3+L4+L5 L4+L514 1 1 0 1 260 220±4 +18.2 L1+L3+L4+L5 L4+L515 1 1 1 0 268 220±4 +21.8 L2+L3+L4+L5 L4+L516 1 1 1 1 276 220±4 +25.5 L1+L2+L3+L4+L5 L4+L5由圖4所示,一種與圖3調(diào)壓器相連接的數(shù)碼控制調(diào)壓器的控制電路電原理圖。這是使用兩片CD4532八位優(yōu)先編碼器和一片CD4071四2輸入或門組成的16狀態(tài)優(yōu)先編碼器電路,其工作原理詳見光明日?qǐng)?bào)出版社1986年出版的由沈雷主編的《CMOS集成電路原理及應(yīng)用》320頁。K1為上海無線電九廠生產(chǎn)的KHT型16W1D波段開關(guān)。R1~R16十六只100K電阻將K1未選中的CD4532輸入端接低電平。R17-1~R17-4為三極管的基極限流電阻。T1與T2組成一個(gè)達(dá)林頓功率放大電路,R18、R19為達(dá)林頓偏置電阻,D1為保護(hù)二極管,繼電器KM為開關(guān)執(zhí)行元件,可選用上海無線電八廠生產(chǎn)的40A雙接點(diǎn)式繼電器JQX-24。
如果用一塊控制電路同時(shí)控制三個(gè)主回路的開關(guān)執(zhí)行元件,即實(shí)現(xiàn)數(shù)碼控制三相調(diào)壓器。
實(shí)施例二一種5KVA數(shù)碼控制單相交流穩(wěn)壓器,由調(diào)壓器、供電電路、輸出端取樣電路和調(diào)壓控制電路構(gòu)成,所述調(diào)壓器包括一自耦變壓器以及與自耦變壓器原繞組線圈L5連接的調(diào)壓裝置,所述調(diào)壓裝置由四只獨(dú)立的分繞組線圈L1、L2、L3、L4和一一對(duì)應(yīng)的四只繼電器KM1、KM2、KM3、KM4組成,各分繞組線圈按匝數(shù)比的大小依次排列并由該組繼電器對(duì)應(yīng)連接成一個(gè)相同極性的分繞組線圈串,所述各獨(dú)立的分繞組線圈的單位匝數(shù)比為1∶2∶4∶8,其接方式與實(shí)施例一的分繞組線圈串相同(這里不重復(fù)描述),所述分繞組線圈串串接在自耦變壓器的原繞組回路中,分繞組線圈串上與自耦變壓器原繞組線圈L5相同極性的一個(gè)輸出端為穩(wěn)壓器的一個(gè)輸入端,分繞組線圈串上的另一個(gè)輸出端與原繞組線圈L5串接,分繞組線圈L4為分繞組線圈串與自耦變壓器副繞組所共有,自耦變壓器的副繞組線圈為L6+L4+L5,副繞組線圈上L6的一端為穩(wěn)壓器的一個(gè)輸出端,自耦變壓器原、副繞組的公共端為穩(wěn)壓器的輸入、輸出公共端。所述輸出端取樣電路由R3、D6~D9、C3和RW1構(gòu)成,R3、RW1和R4為電阻分壓網(wǎng)絡(luò),D6~D9四只4007極管接成橋式整流器,對(duì)分壓后的交流電進(jìn)行整流,C3為濾波電容對(duì)整流后的脈動(dòng)電進(jìn)行平滑濾波。所述調(diào)壓控制電路由DPU-1數(shù)據(jù)控制模塊和功率放大電路構(gòu)成。所述功率驅(qū)動(dòng)電路由T1和T2組成的達(dá)林頓電路構(gòu)成,對(duì)模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行放大,R1和R2為達(dá)林頓偏置電阻,KM1~KM4分別控制四只分繞組線圈L1~L4,為KM5延時(shí)繼電器,在開機(jī)時(shí)DPU-1數(shù)碼控制模塊初始化時(shí)無輸出電壓,KM5經(jīng)一定延時(shí)時(shí)間自動(dòng)合上后,輸出電壓即在穩(wěn)壓精度范圍內(nèi)。所述供電電路同實(shí)施例一。
設(shè)計(jì)指標(biāo)穩(wěn)壓范圍為136V~260V,穩(wěn)壓精度為220V±3%,輸出功率為5KVA。與實(shí)施例一相同,可得到二進(jìn)制單位電壓為8V,DPU-1模塊變擋滯后電壓定為4V,L1=8圈、L2=16圈、L3=32圈、L4=64圈、L5=136圈、L6=20圈。繼電器KM1~KM4工作位置與16擋輸入電壓范圍等關(guān)系如下表序 各擋輸入 電壓 繼電器觸點(diǎn)位置 自耦變壓器原、副繞組號(hào) 電壓范圍 中值 KM4 KM3 KM2 KM1 原繞組 副繞組1 130~142 136 0000L5L4+L5+L62 138~150 144 0001L1+L5L4+L5+L63 146~158 152 0010L2+L5L4+L5+L64 154~166 160 0011L1+L2+L5L4+L5+L65 162~174 168 0100L3+L5L4+L5+L66 170~182 176 0101L1+L3+L5L4+L5+L67 178~190 184 0110L2+L3+L5L4+L5+L68 186~198 192 0111L1+L2+L3+L5L4+L5+L69 194~206 200 1000L4+L5L4+L5+L610 202~214 208 1001L1+L4+L5L4+L5+L611 210~222 216 1010L2+L4+L5L4+L5+L612 218~230 224 1011L1+L2+L4+L5L4+L5+L613 226~239 232 1100L3+L4+L5L4+L5+L614 234~246 2401101L1+L3+L4+L5L4+L5+L515 242~254 2481110L2+L3+L4+L5L4+L5+L616 250~262 2561111L1+L2+L3+L4+L5L4+L5+L6實(shí)施例三一種20KVA單相補(bǔ)償式數(shù)碼控制交流穩(wěn)壓器,與普通補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器相比,兩者的補(bǔ)償原理完全一樣(見附圖6),僅將本實(shí)用新型的調(diào)壓器代替了原雙電刷式自耦變壓器。由圖7所示,本實(shí)施例的穩(wěn)壓器由調(diào)壓器、補(bǔ)償變壓器、輸出端取樣電路、調(diào)壓控制電路、功率放大電路和供電電路構(gòu)成,所述調(diào)壓器包括一自耦變壓器以及與自耦變壓器副繞組線圈L0串接的分繞組線圈串,所述分繞組線圈串由三只獨(dú)立的分繞組線圈L1、L2、L3和一一對(duì)應(yīng)的三只繼電器KM1、KM2、KM3組成,各獨(dú)立的分繞組線圈的單位匝數(shù)比為1∶2∶4,其分繞組線圈串串接在自耦變壓器的副繞組回路中,分繞組線圈L3同極性地插入自耦變壓器的原繞組線圈中,這樣調(diào)壓器的原繞組線圈由L4、L3、L0組成,L4與分繞組線圈串同極性的一端為輸入端;副繞組線圈由L0和由二進(jìn)制數(shù)碼控制繼電器選中的分繞組線圈同極性串聯(lián)組成,KM1的公共觸點(diǎn)為調(diào)壓器的輸出端,自耦變壓器的公共端為數(shù)碼控制調(diào)壓器的公共端。根據(jù)補(bǔ)償式穩(wěn)壓器的要求,在穩(wěn)壓器的輸入電壓低于穩(wěn)定電壓值時(shí),補(bǔ)償變壓器需要一個(gè)同極性的大小合適的正補(bǔ)償電壓,反之需要一個(gè)反極性的大小合適的負(fù)補(bǔ)償電壓,來抵消輸入電壓的增加,為此在數(shù)碼控制調(diào)壓器主回路中還要增加一只雙刀雙擲開關(guān)執(zhí)行元件KM4。與此同時(shí),在原來三位二進(jìn)制數(shù)碼信號(hào)上增加一位信號(hào),用于控制KM4開關(guān)的″通″或″斷″二個(gè)工作狀態(tài)。增加的一位二進(jìn)制信號(hào)放在原三位二進(jìn)制信號(hào)的左邊或右邊都可以,這里為了編碼方便放在最左邊。另外與前兩個(gè)實(shí)施例不同之處是數(shù)碼控制調(diào)壓器用于補(bǔ)償式穩(wěn)壓器時(shí),輸出端改為從雙刀雙擲開關(guān)執(zhí)行元件的兩個(gè)公共觸點(diǎn)端引出,接到補(bǔ)償變壓器原繞組線圈的兩端;所述取樣電路、功率放大電路和供電電路與實(shí)施例二相同。
由于普通補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓器穩(wěn)壓范圍對(duì)設(shè)定的穩(wěn)壓值來說是上下對(duì)稱的,為了在整個(gè)穩(wěn)壓范圍內(nèi)數(shù)碼變化不產(chǎn)生重復(fù)電壓擋,將基礎(chǔ)自耦變壓器的副繞組線圈的感應(yīng)電壓設(shè)定為二進(jìn)制單位電壓的1/2。這樣輸出的補(bǔ)償電壓按照二進(jìn)制單位電壓階梯變化,并且穩(wěn)壓范圍上下對(duì)稱。
設(shè)計(jì)指標(biāo)穩(wěn)壓范圍為220V±25%,穩(wěn)壓精度為220V±3%,額定輸出功率為20KVA。同普通補(bǔ)償式穩(wěn)壓器的補(bǔ)償變壓器相同,TM1的原、副繞組匝比為5∶1。為此數(shù)碼控制自耦變壓器的功率為5KVA,取二進(jìn)控制單位電壓為8V,變擋滯后電壓為4V,根據(jù)補(bǔ)償變壓器的要求得到L0=20圈、L1=40圈、L2=80圈、L3=160圈、L4=40圈,這樣實(shí)際穩(wěn)壓器的精度為220V±2.73%,穩(wěn)壓范圍為220V±27.3%。本實(shí)施例穩(wěn)壓器各擋輸入電壓、各開關(guān)執(zhí)行元件工作狀態(tài)和數(shù)碼的關(guān)系如下表序 各擋輸入 電壓 各擋補(bǔ) 開關(guān)工作狀態(tài) 調(diào)壓器原、副繞組號(hào) 電壓范圍 中值 償量 KM4 KM3 KM2 KM1 原繞組副繞組1154-166 160 +7.50 1 1 1L0+L3+L4L0+L1+L2+L32162-174168+6.50110L0+L3+L4 L0+L2+L33170-182176+5.50101L0+L3+L4 L0+L1+L34178-190184+4.50100L0+L3+L4 L0+L35186-198192+3.50011L0+L3+L4 L0+L1+L26194-206200+2.50010L0+L3+L4 L0+L27202-214208+1.50001L0+L3+L4 L0+L18210-222216+0.50000L0+L3+L4 L09218-230224-0.51000L0+L3+L4 L010 226-238232-1.51001L0+L3+L4 L0+L111 234-246240-2.51010L0+L3+L4 L0+L212 242-254248-3.51011L0+L3+L4 L0+L1+L213 250-262256-4.51100L0+L3+L4 L0+L314 258-270264-5.51101L0+L3+L4 L0+L1+L315 266-278272-6.51110L0+L3+L4 L0+L2+L316 274-286280-7.51111L0+L3+L4 L0+L1+L2+L3實(shí)施例四圖8所示為一種20KVA單相高精度補(bǔ)償式數(shù)碼控制交流穩(wěn)壓器。為了進(jìn)一步說明本實(shí)用新型基本技術(shù)方案中分繞組線圈串與基礎(chǔ)自耦變壓器之間組合的靈活運(yùn)用,列舉實(shí)施例四。在實(shí)施例三補(bǔ)償式穩(wěn)壓器中由于增加了換相開關(guān),使數(shù)碼控制自耦變壓器的切換擋數(shù)為2n+1次。為了滿足穩(wěn)壓精度、穩(wěn)壓范圍的要求,并設(shè)計(jì)一個(gè)最經(jīng)濟(jì)的數(shù)碼控制的自耦變壓器,利用分繞組線圈串的基本工作原理,對(duì)基礎(chǔ)自耦變壓器的繞組進(jìn)行改動(dòng)可實(shí)現(xiàn)2n+1+2n次切換擋數(shù)。
在圖8中,取樣電路、供電電路、功率放大電路同前實(shí)施例三,補(bǔ)償變壓器TM1同實(shí)施例三。數(shù)碼控制調(diào)壓器由分繞組線圈L1、L2、L3組成一個(gè)分繞組線圈串,KM1、KM2、KM3分別為其對(duì)應(yīng)的開關(guān)執(zhí)行元件,KM5為倒相開關(guān);自耦變壓器TC1的原繞組線圈為L0+L3+L3′+L4,副繞組線圈為L0,最后一只分繞組線圈L3插入變壓器的繞組中。為了提高穩(wěn)壓精度在自耦變壓器上還增加一個(gè)抽頭⑤,使⑤~⑥間的L3′的匝數(shù)等于最后一只分繞組線圈L3的匝數(shù),并增加對(duì)應(yīng)的一只開關(guān)執(zhí)行元件KM4,控制KM4的二進(jìn)制碼放在整個(gè)數(shù)碼左起第二位上。
設(shè)計(jì)指標(biāo)穩(wěn)壓范圍為220±25%,穩(wěn)壓精度為220±2%。取分繞組線圈感應(yīng)的二進(jìn)制單位電壓為4.8V,變擋滯后電壓為3.2V,根據(jù)原、副繞組比為5∶1的補(bǔ)償變壓器的要求,則L0=12圈,L1=24圈,L2=48圈,L3=96圈,L3′=96圈,L4=16圈。各擋輸入電壓、各開關(guān)工作狀態(tài)與數(shù)碼的關(guān)系如下表序 各擋 輸入 電壓 各擋 補(bǔ)開關(guān)工作狀態(tài)調(diào)壓器原、副繞組號(hào) 電壓 范圍 中值 償量 KM5KM4KM3KM2KM1 原繞組 副繞組1 160.6-169.0 164.8 +11.5 0 1 1 1 1 L* L0+L1+L2+L3+L3′2 165.4-173.8 169.6 +10.5 0 1 1 1 0 L* L0+L2+L3+L3′3 170.2-178.6 174.4 +9.5 0 1 1 0 1 L* L0+L1+L3+L3′4 175.0-183.4 179.2 +8.5 0 1 1 0 0 L* L0+L3+L3′5 179.8-188.2 184.0 +7.5 0 0 1 1 1 L* L0+L1+L2+L36 184.6-193.0 188.8 +6.5 0 0 1 1 0 L* L0+L2+L37 189.4-197.8 193.6 +5.5 0 0 1 0 1 L* L0+L1+L38 194.2-202.6 198.4 +4.5 0 0 1 0 0 L* L0+L39 199.0-207.4 203.2 +3.5 0 0 0 1 1 L* L0+L1+L210 203.8-212.2 208.0 +2.5 0 0 0 1 0 L* L0+L211 208.6-217.0 212.8 +1.5 0 0 0 0 1 L* L0+L112 213.4-221.8 217.6 +0.5 0 0 0 0 0 L* L013 218.2-226.6 222.4 -0.5 1 0 0 0 0 L* L014 223.0-231.4 227.2 -1.5 1 0 0 0 1 L* L0+L115 227.8-236.2 232.0 -2.5 1 0 0 1 0 L* L0+L216 232.6-241.0 236.8 -3.5 1 0 0 1 1 L* L0+L1+L217 237.4-245.8 241.6 -4.5 1 0 1 0 0 L* L0+L318 242.2-250.6 246.4 -5.5 1 0 1 0 1 L* L0+L1+L319 247.0-255.4 251.2 -6.5 1 0 1 1 0 L* L0+L2+L320 251.8-260.2 256.0 -7.5 1 0 1 1 1 L* L0+L1+L2+L321 256.6-265.0 260.8 -8.5 1 1 1 0 0 L* L0+L3+L3′22 261.4-269.8 265.6 -9.5 1 1 1 0 1 L* L0+L1+L3+L3′23 266.2-274.6 270.4 -10.5 1 1 1 1 0 L* L0+L2+L3+L3′24 271.0-279.4 275.2 -11.5 1 1 1 1 1 L* L0+L1+L2+L3+L3′表中L*為L0+L3+L3′+L4。
權(quán)利要求1.一種數(shù)碼控制交流穩(wěn)壓裝置的調(diào)壓器,包括基礎(chǔ)變壓器以及與基礎(chǔ)變壓器中的單相線圈繞組連接的一組線圈繞組與開關(guān)執(zhí)行元件組合的調(diào)壓裝置,其特征在于所述調(diào)壓裝置由至少二只獨(dú)立的分繞組線圈和與各分繞組線圈一一對(duì)應(yīng)的一組開關(guān)執(zhí)行元件組成,各分繞組線圈按匝數(shù)比的大小依次排列并由該組開關(guān)執(zhí)行元件連接成一個(gè)相同極性的分繞組線圈串,所述各獨(dú)立的分繞組線圈的單位匝數(shù)比為1∶2∶4∶……∶2n-1,n≥2,其連接方式為每一只分繞組線圈的兩端與所對(duì)應(yīng)的每一只開關(guān)執(zhí)行元件的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)連接,下一只開關(guān)執(zhí)行元件的公共觸點(diǎn)與上一只開關(guān)執(zhí)行元件的常閉觸點(diǎn)或常開觸點(diǎn)連接,第一只開關(guān)執(zhí)行元件的公共觸點(diǎn)為所述分繞組線圈串的一個(gè)輸出端,最后一只開關(guān)執(zhí)行元件上的與上述上下開關(guān)執(zhí)行元件連接的對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)為所述分繞組線圈串的另一個(gè)輸出端,所述分繞組線圈串與基礎(chǔ)變壓器的原繞組或副繞組的線圈串聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)壓器,其特征在于所述分繞組線圈串與基礎(chǔ)變壓器原繞組或副繞組的線圈串接為分繞組線圈串中的最后一只分繞組線圈為基礎(chǔ)變壓器原繞組或副繞組線圈所共有。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)壓器,其特征在于所述分繞組線圈串與基礎(chǔ)變壓器原繞組或副繞組的線圈串接為分繞組線圈串連接在基礎(chǔ)變壓器原繞組或副繞組的線圈一端。
專利摘要一種數(shù)碼控制交流穩(wěn)壓裝置的調(diào)壓器,包括基礎(chǔ)變壓器以及與基礎(chǔ)變壓器單相繞組串接的至少由二只獨(dú)立分繞組線圈并按匝數(shù)比的大小依次排列并由各分繞組線圈所對(duì)應(yīng)的開關(guān)執(zhí)行元件連接成的一個(gè)相同極性的分繞組線圈串構(gòu)成,所述各獨(dú)立的分繞組線圈的單位匝數(shù)比為1∶2∶4∶……∶文檔編號(hào)G05F1/10GK2245230SQ9524666
公開日1997年1月15日 申請(qǐng)日期1995年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月16日
發(fā)明者顧元章 申請(qǐng)人:顧元章