專利名稱：一種交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交流電傳輸及調(diào)控領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)交流電傳輸系統(tǒng)一般通過(guò)變壓器式粗調(diào)控、磁共振式變壓器調(diào)控、可控硅調(diào)控、逆變式調(diào)控，因?yàn)樵?0HZ、60HZ工頻交流電的電壓電流控制方面，應(yīng)用傳統(tǒng)的技術(shù)手段很難做到精準(zhǔn)控制，而且繁瑣復(fù)雜，除此之外設(shè)備體積大，很占空間。如圖1所示為變壓器式粗調(diào)的調(diào)控方式，交流電的輸入端連接于可調(diào)變壓器的一次線圈，經(jīng)變壓后的交流電由二次線圈送出，其原理圖如圖2所示，輸入電壓為vl，輸入電壓為v2。這種調(diào)控方式的波形轉(zhuǎn)換如圖3所示，輸入交流電的正弦波轉(zhuǎn)換為直流電，再通過(guò)逆轉(zhuǎn)電路還原為正弦波輸出，這種還原過(guò)程通過(guò)邏輯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，從輸出的波形可以明顯看出與原始輸入波形不同，難以還原到原始波形，控制精度抵，功率因數(shù)低，對(duì)電網(wǎng)造成污染。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)，可以對(duì)輸入電壓、電流波形實(shí)施精準(zhǔn)控制和管理，使輸出波形可同步再現(xiàn)原始正弦波形，提高工率因數(shù)，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成二次污染，利于環(huán)保和節(jié)能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案:
一種交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)，包括
輸入部分，該輸入部分包括依次連接的濾波保護(hù)模塊以及半導(dǎo)體切換模塊，該濾波保護(hù)模塊上具有一供交流電送入的輸入接口；
輸出部分，該輸出部分包括依次連接的濾波模塊和電壓電流米集模塊，該電壓電流米集模塊上具有一供交流電出送的輸出接口，該濾波模塊與半導(dǎo)體切換模塊之間直接連接或經(jīng)變壓器變壓后連接；以及
數(shù)控部分，該數(shù)控部分為MCU主控模塊，該MCU主控模塊分別與濾波保護(hù)模塊、半導(dǎo)體切換模塊及電壓電流采集模塊電連接；
交流電經(jīng)輸入接口送入濾波保護(hù)模塊，經(jīng)濾波保護(hù)模塊限壓保護(hù)及濾波后送至半導(dǎo)體切換模塊，同時(shí)濾波保護(hù)模塊向MCU主控模塊送出觸發(fā)信號(hào)，使MCU主控模塊處于工作狀態(tài)；該半導(dǎo)體切換模塊將交流電的原始正弦波轉(zhuǎn)換為幅值可調(diào)的正半波和負(fù)半波，該正半波和負(fù)半波直接或經(jīng)變壓器變壓后送至濾波模塊，經(jīng)濾波模塊濾波處理，使輸出交流電的正弦波還原成與原始正弦波相同，該電壓電流采集模塊分別采集輸出交流電的電壓和電流，并同時(shí)將采集到的電壓電流信號(hào)反饋到MCU主控模塊，由MCU主控模塊控制半導(dǎo)體切換模塊的切換，以形成閉環(huán)控制。優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體切換模塊連接于交流電導(dǎo)線的火線上。
優(yōu)選的，包括并聯(lián)的第一半導(dǎo)體IGBT (I)和第二半導(dǎo)體IGBT (2);第一半導(dǎo)體IGBT (I)的發(fā)射極E連接于火線的節(jié)點(diǎn)6，集電極C連接于火線的節(jié)點(diǎn)5，門極G引出導(dǎo)線用于連接MCU主控模塊；而第二半導(dǎo)體IGBT (2)的發(fā)射極E連接于火線的節(jié)點(diǎn)5，集電極C連接于火線的節(jié)點(diǎn)6，門極G引出導(dǎo)線也用于連接MCU主控模塊。優(yōu)選的，所述濾波保護(hù)模塊包括兩壓敏電阻、兩電感L1、L2和一電容C ;兩壓敏電阻分別串聯(lián)于交流電火線和零線上，實(shí)現(xiàn)限壓保護(hù)；兩電感L1、L2是共模電感，與并聯(lián)于交流電火線和零線上的電容C形成濾波電路，以濾除的共模信號(hào)。優(yōu)選的，所述濾波模塊包括兩電感L1、L2和一電容C，該兩電感L1、L2分別串聯(lián)在火線和零線上，該電容C并聯(lián)于火線和零線的節(jié)點(diǎn)7和節(jié)點(diǎn)8之間。優(yōu)選的，所述電壓電流采集模塊包括由電感L1、L2構(gòu)成的電流采集器和由電感L3、L4構(gòu)成的電壓采集器，該電流采集器接在火線上，該電壓采集器接在零線和火線之間。優(yōu)選的，所述MCU主控模塊包括8位控制總線和連接于該8位控制總線上的多個(gè)功能單元構(gòu)成，各功能單元分別為程序計(jì)數(shù)器、閃存、寄存器、指令解碼器、程序設(shè)計(jì)邏輯、堆棧指針、靜態(tài)存儲(chǔ)器、通用寄存器、運(yùn)算器、靜態(tài)寄存器、看門狗、MCU計(jì)時(shí)器、MCU狀態(tài)寄存器、計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器O、計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器1、通用串行接口、中斷單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、計(jì)數(shù)器內(nèi)部晶振、計(jì)時(shí)和控制單元、晶振、數(shù)/模比較器、數(shù)據(jù)返回端口 B、數(shù)據(jù)寄存器端口 B、程序接口 B。優(yōu)選的，所述輸入部分的半導(dǎo)體切換模塊和輸出部分的濾波模塊之間連接有半波檢測(cè)模塊，該半波檢測(cè)模塊分別包括正半波檢測(cè)模塊和負(fù)半波檢測(cè)模塊，該正半波檢測(cè)模塊連接在火線上，該負(fù)半波檢測(cè)模塊連接在零線上。優(yōu)選的，所述濾波模塊包括正半波濾波模塊和負(fù)半波濾波模塊，所述變壓器包括第一變壓器和第二變壓器，兩變壓器的一次線圈分別連接于半導(dǎo)體切換模塊，二次線圈分別連接于濾波模塊。優(yōu)選的，所述交流電為三角形接法或星形接法的三相工頻交流電，該三相工頻交流電路相鄰兩相線路上均連接輸入部分和輸出部分，各輸入部分和輸出部分均連到數(shù)控部分。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可
知:
1.本發(fā)明提出是一種數(shù)控加半導(dǎo)體的調(diào)控電路，數(shù)控技術(shù)直接對(duì)輸入電壓，電流波形實(shí)施精準(zhǔn)控制和管理，使輸出波形可同步再現(xiàn)原始正弦波形，提高PFC (功率因數(shù))，利于環(huán)保和節(jié)能，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成污染，實(shí)現(xiàn)綠色能源；再者數(shù)控加半導(dǎo)體調(diào)控可以去掉傳統(tǒng)調(diào)控方式繁復(fù)的過(guò)程，縮小了設(shè)備體積，解決了傳統(tǒng)方式的不足。2.采用本技術(shù)，可節(jié)省大量的有色金屬，(銅材鋁材)和黑色金屬材料(硅鋼片，鋼材)，適用于工業(yè)，軍用，民用各領(lǐng)域，例如民用終端電力變壓器，電焊機(jī)各類交流調(diào)壓器，醫(yī)療設(shè)備所需的交流穩(wěn)壓器，交流調(diào)壓驅(qū)動(dòng)器。3.本技術(shù)可用于出驅(qū)動(dòng)各類交流電機(jī)，同步電機(jī)和異步電機(jī)的恒速，調(diào)速，扭矩調(diào)控，實(shí)現(xiàn)最佳電能平衡，節(jié)省能源，取代目前的可控硅應(yīng)用技術(shù)。4.技術(shù)設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)，可對(duì)單向、三相交流電進(jìn)行調(diào)控和傳輸，因此在機(jī)械制造、化工、能源、電子、輕紡、水利發(fā)電及供電各領(lǐng)域中。凡涉及到電能傳輸，和驅(qū)動(dòng)的電器有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，舉例大型醫(yī)療設(shè)備須用高穩(wěn)定性的交流電源，目前采用的多是磁共振式交流穩(wěn)壓器，體積大價(jià)格高，響應(yīng)速度慢，響應(yīng)速度一般是秒級(jí)，使用本技術(shù)的產(chǎn)品成本低，體積小，響應(yīng)速度是毫秒級(jí)。5.本技術(shù)應(yīng)用于家用電器，取代目前變頻調(diào)速方式能使電機(jī)按最佳模式運(yùn)行達(dá)到節(jié)能目的。6.本技術(shù)在工頻領(lǐng)域中，可根據(jù)用途做成隔離型和非隔離型，隔離型主要用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)，非隔離型主要用于調(diào)壓器，穩(wěn)壓器和電力傳輸設(shè)備，由于采用數(shù)字控制技術(shù)，可對(duì)輸入輸出各電參數(shù)實(shí)施精準(zhǔn)化調(diào)控，有助于實(shí)施自動(dòng)化控制和自適應(yīng)控制。為更清楚地闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是現(xiàn)有交流電調(diào)控傳輸?shù)慕泳€圖。圖2是現(xiàn)有交流電調(diào)控傳輸?shù)碾娐穲D。圖3是現(xiàn)有交流電調(diào)控轉(zhuǎn)換傳輸過(guò)程中的波形變化圖。圖4是本發(fā)明之第一實(shí)施例中單相工頻交流電數(shù)控調(diào)控調(diào)壓控流系統(tǒng)框圖，圖為非隔尚型。圖5是本發(fā)明之第一實(shí)施例中單相工頻交流電數(shù)控調(diào)控調(diào)壓控流系統(tǒng)在交流電轉(zhuǎn)換傳輸過(guò)程中的波形變化圖。圖6是本發(fā)明之第一實(shí)施例中小功率單相工頻交流電數(shù)控系統(tǒng)原理圖，圖為非隔離型。圖7是本發(fā)明之第一實(shí)施例中濾波保護(hù)模塊的電路圖。圖8是本發(fā)明之第一實(shí)施例中半導(dǎo)體切換模塊的電路圖。圖9是本發(fā)明之第一實(shí)施例中濾波模塊的電路圖。圖10是本發(fā)明之第一實(shí)施例中電壓電流采集模塊。圖11是本發(fā)明之第一實(shí)施例中MCU主控模塊控制原理圖。圖12是本發(fā)明之第一實(shí)施例中的輸入正弦波形圖。圖13是本發(fā)明之第一實(shí)施例中的輸出正弦波形圖。圖14是本發(fā)明之第二實(shí)施例中的大功率單相工頻交流電數(shù)控系統(tǒng)方框圖，圖為非隔尚型。圖15是本發(fā)明之第三實(shí)施例中三相工頻交流電數(shù)控調(diào)壓控流系統(tǒng)方框圖，圖為非隔尚型。圖16是本發(fā)明之第四實(shí)施例中大功率單相工頻交流電數(shù)控傳統(tǒng)系統(tǒng)方框圖，圖為隔離型。圖17是本發(fā)明之第四實(shí)施例中大功率單相工頻交流電數(shù)控傳統(tǒng)系統(tǒng)原理圖，圖為隔離型。圖18是本發(fā)明之第五實(shí)施例中第五實(shí)施例中單相工頻交流電數(shù)控傳統(tǒng)系統(tǒng)方框圖，圖為隔離型。
圖19是本發(fā)明之第六實(shí)施例中大功率三相工頻交流電數(shù)控傳統(tǒng)系統(tǒng)方框圖，圖為隔離型。附圖標(biāo)識(shí)說(shuō)明:
10、輸入部分11、濾波保護(hù)模塊
12、半導(dǎo)體切換模塊20、輸出部分
21、濾波模塊211、正半波濾波模塊
212、負(fù)半波濾波模塊22、電壓電流采集模塊
30、數(shù)控部分31、MCU主控模塊
40、變壓器41、第一變壓
42、第二變壓器401、一次線圈
402、二次線圈51、火線
52、零線60、半波檢測(cè)模塊
61、正半波檢測(cè)模塊62、負(fù)半波檢測(cè)模塊。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參照?qǐng)D4至圖13所示，其顯示出了本發(fā)明之第一實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，該交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)為非隔離型(即直接用導(dǎo)線連接)，其包括有輸入部分10、輸出部分20和數(shù)控部分30 ;該輸入部分10包括濾波保護(hù)模塊11以及半導(dǎo)體切換模塊12 ;該輸出部分20包括濾波模塊21和電壓電流采集模塊22 ;該數(shù)控部分30為MCU主控模塊31。結(jié)合圖4的圖5來(lái)看，該濾波保護(hù)模塊11上具有一供交流電送入的輸入接口，該電壓電流采集模塊22上具有一供交流電出送的輸出接口，該濾波保護(hù)模塊11、半導(dǎo)體切換模塊12、濾波模塊21和電壓電流采集模塊22依次連接于交流電的導(dǎo)線，該MCU主控模塊31分別與濾波保護(hù)模塊11、半導(dǎo)體切換模塊12及電壓電流采集模塊22電連接，從而形成閉環(huán)控制回路。交流電經(jīng)濾波保護(hù)模塊11輸入到半導(dǎo)體切換模塊12，再通過(guò)濾波模塊21和電壓電流采集模塊22后輸出。其中，該濾波保護(hù)模塊11用于對(duì)輸入部分10進(jìn)行濾波與限壓保護(hù)，并且，通過(guò)該濾波保護(hù)模塊11對(duì)交流電進(jìn)行安全測(cè)試后，會(huì)給MCU主控模塊31送去觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)MCU主控模塊31處于工作狀態(tài)，否則MCU主控模塊31不工作。該半導(dǎo)體切換模塊12最好選用大功率切換模塊，用于將交流電壓的輸入正弦波形分割成幅值可調(diào)的正半波和負(fù)半波。該濾波模塊21用于對(duì)輸出部分20進(jìn)行濾波使正半波和負(fù)半波盡可能還原為與原始正弦波相同。該電壓電流采集模塊22用于采集電流和電壓，將采集的電流和電壓反饋給MCU主控模塊31。該MCU主控模塊31根據(jù)反饋的電壓電流值，控制半導(dǎo)體切換模塊12動(dòng)作，從而對(duì)輸入波形實(shí)施精準(zhǔn)控制和管理，使輸出部分20的輸出正弦波形可同步再現(xiàn)原始輸入正弦波形，MCU主控模塊31設(shè)計(jì)了手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種控制模式。圖6顯示了非隔離型的小功率單相工頻交流電數(shù)控系統(tǒng)原理圖，該濾波保護(hù)模塊11接在交流電的輸入端，所述半導(dǎo)體切換模塊12、濾波模塊21和電壓電流采集模塊22依次連接于濾波保護(hù)模塊11的輸出端，其中該半導(dǎo)體切換模塊12僅接在火線51上，還有，該濾波保護(hù)模塊11、半導(dǎo)體切換模塊12、濾波模塊21和電壓電流采集模塊22均連接于MCU主控模塊31。圖7為濾波保護(hù)模塊11的電路圖，包括兩壓敏電阻、兩電感L1、L2和一電容C。交流電的零線52和火線51接入輸入部分10后，火線51串接壓敏電阻和電感LI，零線52串聯(lián)壓敏電阻和電感L2，該電容C并聯(lián)于火線51的節(jié)點(diǎn)I和零線52的節(jié)點(diǎn)2上。另外，在火線51的節(jié)點(diǎn)3和零線52的節(jié)點(diǎn)4上引出兩條線用于接到MCU主控模塊31。電路中，電感L1、L2是共模電感，濾除的共模信號(hào)；壓敏電阻是一種限壓型保護(hù)器件，利用壓敏電阻的非線性特性，當(dāng)過(guò)電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個(gè)相對(duì)固定的電壓值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后級(jí)電路的保護(hù)。圖8為半導(dǎo)體切換模塊12的電路圖，包括兩個(gè)并聯(lián)的半導(dǎo)體，即第一半導(dǎo)體IGBT
(I)和第二半導(dǎo)體IGBT (2)。該第一半導(dǎo)體IGBT (I)的發(fā)射極E連接于火線51的節(jié)點(diǎn)6，集電極C連接于火線51的節(jié)點(diǎn)5，門極G引出導(dǎo)線用于連接MCU主控模塊31。而第二半導(dǎo)體IGBT (2)的發(fā)射極E連接于火線51的節(jié)點(diǎn)5，集電極C連接于火線51的節(jié)點(diǎn)6，門極G引出導(dǎo)線也用于連接MCU主控模塊31。該第一半導(dǎo)體IGBT (I)和第二半導(dǎo)體IGBT (2)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作可以對(duì)交流電的波形進(jìn)行精準(zhǔn)地控制。圖9為濾波模塊21的電路圖，包括兩電感L1、L2和一電容C，該兩電感L1、L2分別串聯(lián)在火線51和零線52上，該電容C并聯(lián)于火線51和零線52的節(jié)點(diǎn)7和節(jié)點(diǎn)8之間，另外，在火線51的節(jié)點(diǎn)9和零線52的節(jié)點(diǎn)10上還引出導(dǎo)線用于接到MCU主控模塊31上。本電路的兩感L1、L2和電容C三者一起實(shí)現(xiàn)了電路的濾波和抗干擾。圖10為電壓電流采集模塊22的電路圖，包括由電感L1、L2構(gòu)成的電流采集器和由電感L3、L4構(gòu)成的電壓采集器，該電流采集器接在火線51上，該電壓采集器接在零線52和火線51之間。采集的電流和電壓信號(hào)送到MCU主控模塊31上。圖11為MCU主控模塊31的控制原理圖，該MCU主控模塊31包括8位控制總線和連接于該8位控制總線上的多個(gè)功能單元構(gòu)成，各功能單元分別為程序計(jì)數(shù)器、閃存、寄存器、指令解碼器、程序設(shè)計(jì)邏輯、堆棧指針、靜態(tài)存儲(chǔ)器、通用寄存器、運(yùn)算器、靜態(tài)寄存器、看門狗、MCU計(jì)時(shí)器、MCU狀態(tài)寄存器、計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器O、計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器1、通用串行接口、中斷單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、計(jì)數(shù)器內(nèi)部晶振、計(jì)時(shí)和控制單元、晶振、數(shù)/模比較器、數(shù)據(jù)返回端口 B、數(shù)據(jù)寄存器端口 B、程序接口 B。該MCU主控模塊31內(nèi)部設(shè)定有程序，從而濾波保護(hù)模塊11、半導(dǎo)體切換模塊12、濾波模塊21和電壓電流采集模塊22送入的各種信號(hào)在MCU主控模塊31內(nèi)進(jìn)行收集、計(jì)算、比較、分析，然后送出控制信號(hào)給半導(dǎo)體切換模塊12的兩個(gè)半導(dǎo)體IGBT (I) ,IGBT (2)，直接對(duì)50HZ、60HZ工頻交流電進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)正弦波的分離和組合。圖12顯示了輸入部分10正弦波形圖，由圖中可以看出，輸入波形為原始正弦波，經(jīng)單相工頻交流電壓數(shù)據(jù)降壓系統(tǒng)進(jìn)行切換后，輸出幅值可調(diào)的的正弦波。圖13所示，這不同幅值的正弦波通過(guò)單相工頻交流電壓數(shù)據(jù)恒壓系統(tǒng)還原為原始的正弦波。圖14顯示了第二實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于非隔離型的大功率單相工頻交流電數(shù)控系統(tǒng)，本實(shí)施例與第一實(shí)施例基本相同，也包括輸入部分10和輸出部分20,不同之處在于，輸入部分10和輸出部分20之間連接有半波檢測(cè)模塊60，該半波檢測(cè)模塊60分別包括正半波檢測(cè)模塊61和負(fù)半波檢測(cè)模塊62，該正半波檢測(cè)模塊61連接在火線51上，該負(fù)半波檢測(cè)模塊62連接在零線52上。圖15顯示了第三實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于三相工頻交流電數(shù)控調(diào)壓控流系統(tǒng)，本實(shí)施例與第一實(shí)施例基本相同，不同之處在于，三相工頻交流電路的相鄰兩相線路上均設(shè)置了輸入部分10和輸出部分20,并且在三相工頻交流電路的輸入部分10和輸出部分20均電性連接于數(shù)控部分30，MCU主控模塊31對(duì)輸入部分10和輸出部分20各模塊的參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)控制。圖16和圖17顯示了第四實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，該交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)為隔離型，即通過(guò)變壓器41連接，應(yīng)用于大功率單相工頻交流電數(shù)控傳統(tǒng)系統(tǒng)。本實(shí)施例中，輸入部分10、輸出部分20以及數(shù)控部分30與第一實(shí)施例相同，不同之處在于,輸入部分10和輸出部分20之間通過(guò)變壓器41實(shí)現(xiàn)隔離。所述變壓器41包括第一變壓器4141和第二變壓器4243，兩變壓器41、42的一次線圈401連接于半導(dǎo)體切換模塊12，二次線圈402分別連接于濾波模塊20。圖18顯示了第五實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于單相工頻交流電數(shù)控傳統(tǒng)系統(tǒng)。本實(shí)施例與第四實(shí)施例基本相同，不同之處在于濾波模塊21的設(shè)置方式，該濾波模塊21包括正極濾波模塊21和負(fù)極濾波模塊21，該正極濾波模塊21連接于變壓器41 二次線圈40242與電壓電流采集模塊22之間。圖19顯示了第六實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于大功率三相工頻交流電數(shù)控傳統(tǒng)系統(tǒng)，該三相工頻交流電可以是星形接法，也可以是三角形接法，本實(shí)施例與第四實(shí)施例基本相同，不同之處在于，三相工頻交流電路相鄰的兩相電路上均連接輸入部分10和輸出部分20，并且在三相工頻交流電路的各輸入部分10和輸出部分20均連接數(shù)控部分30，由數(shù)控部分30的MCU主控模塊31進(jìn)行精準(zhǔn)控制。綜上所述，本發(fā)明的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于:
1.本發(fā)明提出是一種數(shù)控加半導(dǎo)體的調(diào)控電路，用MCU主控模塊31的半導(dǎo)體切換模塊實(shí)現(xiàn)控制，該數(shù)控技術(shù)直接對(duì)輸入電壓，電流波形實(shí)施精準(zhǔn)控制和管理，使輸出波形可同步再現(xiàn)原始正弦波形，提高PFC (功率因數(shù))，利于環(huán)保和節(jié)能，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成污染，實(shí)現(xiàn)綠色能源；再者數(shù)控加半導(dǎo)體調(diào)控可以去掉傳統(tǒng)調(diào)控方式繁復(fù)的過(guò)程，縮小了設(shè)備體積，解決了傳統(tǒng)方式的不足。2.采用本技術(shù)，可節(jié)省大量的有色金屬，(銅材鋁材)和黑色金屬材料(硅鋼片，鋼材)，適用于工業(yè)，軍用，民用各領(lǐng)域，例如民用終端電力變壓器，電焊機(jī)各類交流調(diào)壓器，醫(yī)療設(shè)備所需的交流穩(wěn)壓器，交流調(diào)壓驅(qū)動(dòng)器。3.本技術(shù)可用于出驅(qū)動(dòng)各類交流電機(jī)，同步電機(jī)和異步電機(jī)的恒速，調(diào)速，扭矩調(diào)控，實(shí)現(xiàn)最佳電能平衡，節(jié)省能源，取代目前的可控硅應(yīng)用技術(shù)。4.技術(shù)設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)，可對(duì)單向、三相交流電進(jìn)行調(diào)控和傳輸，因此在機(jī)械制造、化工、能源、電子、輕紡、水利發(fā)電及供電各領(lǐng)域中。凡涉及到電能傳輸，和驅(qū)動(dòng)的電器有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，舉例大型醫(yī)療設(shè)備須用高穩(wěn)定性的交流電源，目前采用的多是磁共振式交流穩(wěn)壓器，體積大價(jià)格高，響應(yīng)速度慢，響應(yīng)速度一般是秒級(jí)，使用本技術(shù)的產(chǎn)品成本低，體積小，響應(yīng)速度是毫秒級(jí)。5.本技術(shù)應(yīng)用于家用電器，取代目前變頻調(diào)速方式能使電機(jī)按最佳模式運(yùn)行達(dá)到節(jié)能目的。6.本技術(shù)在工頻領(lǐng)域中，可根據(jù)用途做成隔離型和非隔離型，隔離型主要用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)，非隔離型主要用于調(diào)壓器，穩(wěn)壓器和電力傳輸設(shè)備，由于采用數(shù)字控制技術(shù)，可對(duì)輸入輸出各電參數(shù)實(shí)施精準(zhǔn)化調(diào)控，有助于實(shí)施自動(dòng)化控制和自適應(yīng)控制。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)，其特征在于:包括 輸入部分，該輸入部分包括依次連接的濾波保護(hù)模塊以及半導(dǎo)體切換模塊，該濾波保護(hù)模塊上具有一供交流電送入的輸入接口； 輸出部分，該輸出部分包括依次連接的濾波模塊和電壓電流米集模塊，該電壓電流采集模塊上具有一供交流電出送的輸出接口，該濾波模塊與半導(dǎo)體切換模塊之間直接連接或經(jīng)變壓器變壓后連接；以及數(shù)控部分，該數(shù)控部分為MCU主控模塊，該MCU主控模塊分別與濾波保護(hù)模塊、半導(dǎo)體切換模塊及電壓電流采集模塊電連接；交流電經(jīng)輸入接口送入濾波保護(hù)模塊，經(jīng)濾波保護(hù)模塊限壓保護(hù)及濾波后送至半導(dǎo)體切換模塊，同時(shí)濾波保護(hù)模塊向MCU主控模塊送出觸發(fā)信號(hào)，使MCU主控模塊處于工作狀態(tài)；該半導(dǎo)體切換模塊將交流電的原始正弦波轉(zhuǎn)換為幅值可調(diào)的正半波和負(fù)半波，該正半波和負(fù)半波直接或經(jīng)變壓器變壓后送至濾波模塊，經(jīng)濾波模塊濾波處理，使輸出交流電的正弦波還原成與原始正弦波相同，該電壓電流采集模塊分別采集輸出交流電的電壓和電流，并同時(shí)將采集到的電壓電流信號(hào)反饋到MCU主控模塊，由MCU主控模塊控制半導(dǎo)體切換模塊的切換，以形成閉環(huán)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述半導(dǎo)體切換模塊連接于交流電導(dǎo)線的火線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)，其特征在于:包括并聯(lián)的第一半導(dǎo)體IGBT (I)和第二半導(dǎo)體IGBT (2);第一半導(dǎo)體IGBT (I)的發(fā)射極E連接于火線的節(jié)點(diǎn)6，集電極C連接于火線的節(jié)點(diǎn)5，門極G引出導(dǎo)線用于連接MCU主控模塊；而第二半導(dǎo)體IGBT (2)的發(fā)射極E連接于火線的節(jié)點(diǎn)5，集電極C連接于火線的節(jié)點(diǎn)6，門極G引出導(dǎo)線也用于連接MCU主控模塊。
4.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的一種交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述濾波保護(hù)模塊包括兩壓敏電阻、兩電感L1、L2和一電容C ;兩壓敏電阻分別串聯(lián)于交流電火線和零線上，實(shí)現(xiàn)限壓保護(hù)；兩電感L1、L2是共模電感，與并聯(lián)于交流電火線和零線上的電容C形成濾波電路，以濾除的共模信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述濾波模塊包括兩電感L1、L2和一電容C，該兩電感L1、L2分別串聯(lián)在火線和零線上，該電容C并聯(lián)于火線和零線的節(jié)點(diǎn)7和節(jié)點(diǎn)8之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述電壓電流采集模塊包括由電感L1、L2構(gòu)成的電流采集器和由電感L3、L4構(gòu)成的電壓采集器，該電流采集器接在火線上，該電壓采集器接在零線和火線之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述MCU主控模塊包括8位控制總線和連接于該8位控制總線上的多個(gè)功能單元構(gòu)成，各功能單元分別為程序計(jì)數(shù)器、閃存、寄存器、指令解碼器、程序設(shè)計(jì)邏輯、堆棧指針、靜態(tài)存儲(chǔ)器、通用寄存器、運(yùn)算器、靜態(tài)寄存器、看門狗、MCU計(jì)時(shí)器、MCU狀態(tài)寄存器、計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器O、計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器1、通用串行接口、中斷單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、計(jì)數(shù)器內(nèi)部晶振、計(jì)時(shí)和控制單元、晶振、數(shù)/模比較器、數(shù)據(jù)返回端口 B、數(shù)據(jù)寄存器端口 B、程序接口 B。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述輸入部分的半導(dǎo)體切換模塊和輸出部分的濾波模塊之間連接有半波檢測(cè)模塊，該半波檢測(cè)模塊分別包括正半波檢測(cè)模塊和負(fù)半波檢測(cè)模塊，該正半波檢測(cè)模塊連接在火線上，該負(fù)半波檢測(cè)模塊連接在零線上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述濾波模塊包括正半波濾波模塊和負(fù)半波濾波模塊，所述變壓器包括第一變壓器和第二變壓器，兩變壓器的一次線圈分別連接于半導(dǎo)體切換模塊，二次線圈分別連接于濾波模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述交流電為三角形接法或星形接法的三相工頻交流電，該三相工頻交流電路相鄰兩相線路上均連接輸入部分和輸出 部分，各輸入部分和輸出部分均連到數(shù)控部分。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種交流電數(shù)控調(diào)壓控流傳輸系統(tǒng)，包括由依次連接的濾波保護(hù)模塊以及半導(dǎo)體切換模塊構(gòu)成的輸入部分，該濾波保護(hù)模塊上具有一供交流電送入的輸入接口；由依次連接的濾波模塊和電壓電流采集模塊構(gòu)成的輸出部分，該電壓電流采集模塊上具有一供交流電出送的輸出接口，該濾波模塊與半導(dǎo)體切換模塊之間直接連接或經(jīng)變壓器變壓后連接；以及數(shù)控部分，該數(shù)控部分為MCU主控模塊，該MCU主控模塊分別與濾波保護(hù)模塊、半導(dǎo)體切換模塊及電壓電流采集模塊電連接；該系統(tǒng)通過(guò)數(shù)控和半導(dǎo)體結(jié)合，可以對(duì)輸入電壓、電流波形實(shí)施精準(zhǔn)控制和管理，使輸出波形可同步再現(xiàn)原始正弦波形，提高工率因數(shù)，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成二次污染，利于環(huán)保和節(jié)能。
文檔編號(hào)H02M5/293GK103166476SQ20121057333
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者黃冠雄, 王熙寧, 黃鎮(zhèn)球 申請(qǐng)人:黃冠雄, 王熙寧, 黃鎮(zhèn)球