專利名稱：一種單相和三相補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器的制作方法
技術領域：
一種單相和三相補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器一、技術領域本發(fā)明屬于電源技術領域，涉及補償式單相和三相交流穩(wěn)壓器。二、背景技術目前應用極廣的單、三相補償式全自動交流穩(wěn)壓器(SVC系列)和單、三相全自動補償式電力穩(wěn)壓器(BW/DBW-SG系列)都存在著炭刷易損壞，調整時間長等缺點。面目前生產(chǎn)的智能型無觸點交流電力穩(wěn)壓器(ZBW/ZDBW等)，雖然無觸點、反應速度快，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轉換調節(jié)輸出電壓，并且嚴格的說，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)明提出一種新的補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器。三.發(fā)明內容本實用新型設計不用背景技術中的單、三相補償式全自動交流穩(wěn)壓器的移動炭刷的調壓方法，也不用背景技術中單、三相全自動補償式電壓穩(wěn)壓器中多個半控雙向電子開關自動換接自耦變壓器多個抽頭的調節(jié)方法，而是用調節(jié)雙向全控電子開關中的2個全控器件的通斷時間比的方法連續(xù)調節(jié)達到穩(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)壓器雙向電子開關和自耦變壓器抽頭多，不連續(xù)調帶電壓的問題。本實用新型設計實質上是用I個雙向全控電子開關替代多個雙向半控電子開關，從而減少自耦變壓器抽頭的數(shù)量和雙向電子開關的數(shù)量，實現(xiàn)連續(xù)無級調壓達到自動交流穩(wěn)壓的目的。本設計的補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器有單相和三相兩類。單相補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器，由I個帶有2個中間抽頭和2個端頭的自耦變壓器、I個高頻LC濾波器、I個半控雙向電子開關和I個 全控雙向電子開關及其觸發(fā)控制電路組成，自動調節(jié)全控雙向電子開關中的全控器件斬控通斷比，達到調節(jié)補償電壓大小來達到輸出交流電壓穩(wěn)定的目的。三相補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器，由I個星形連接的三相自耦變壓器、高頻感容濾波器，3個雙向全控電子開關、3個雙向半控電子開關，及其觸發(fā)控制電路組成，三相補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器中每相繞組和元器件的連接方式都與單相補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器相同，同時調節(jié)3個雙向全控開關電子開關中的全控器件斬控通斷比來達到三相輸出電壓穩(wěn)定的目的。一種補償式斬控調壓單相交流穩(wěn)壓器，它由單相自耦變壓器(B)、雙向全控電子開關(SI)、雙向半控電子開關(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個端頭(2、3)和2個中間抽頭(1、4)，雙向全控電子開關(SI)由2個全控器件(V1、V2)和2個整流管(Dl、D2)組成，雙向半控電子開關(S2)由二個反向并聯(lián)的晶閘管(V3、V4)組成，其特征在于:用調節(jié)雙向全控電子開關中的全控器件V1、V2的斬控通斷比，補償交流電壓大小達到輸出電壓穩(wěn)定的目的，單相交流穩(wěn)壓器有一個公共輸入、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(SI)的一端與雙向半控電子開關(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(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(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補償式三相斬控調壓交流穩(wěn)壓器，它由I個三相自耦變壓器(B)、3個雙向全控電子開關(S1A、S1B、S1C)、3個雙向半控電子開關(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個端頭和2個中間抽頭，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個輸入、輸出公共零線(O)，3個三相非穩(wěn)壓輸入端(Al、B1、Cl)和3個三相穩(wěn)壓輸出端(A2、B2、C2)，能同時輸出三相380V交流電壓和三個有公共零線的220V交流電壓。

附圖1是本設計的單相補償式斬控調壓交流穩(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是本設計的三相補償式斬控調壓交流穩(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個有公其零線的220V單相交流穩(wěn)定電壓。五、具體實施方法附圖1單相補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器，在輸入電壓U12為最高輸入電壓時，自I禹變壓器中間抽頭4端輸出電壓應略低于穩(wěn)壓器輸出電壓U62 (用全控開關V1、V2最小 導通時的輸出電壓，來補償半控器件V3、V4輸出電壓的不足)；在輸入電壓U12為最低輸出電壓時，自I禹變壓器最高輸出端頭3端輸出電壓應略高于穩(wěn)壓器輸出電壓U62 (用全控雙向開關V1、V2最大導通時的輸出斬控電壓，來補償半控器件V3、V4輸出電壓的不足)。雙向半控電子開關S2中的2個晶閘管，V3在電源整個正半周內有直流觸發(fā)信號，在電源負半周內無觸發(fā)信號；V4和V3相反，V4在電源整個正半周內無觸發(fā)信號，而在整個電源負半周內有直流觸發(fā)信號。雙向全控電子開關SI中的2個全控器件，Vl在電源正半周內有斬控信號，V2在電源負半周內有斬控信號。交流輸入電壓U12在最高值與中間值之間變化時，就由調節(jié)全控電子開關中2個全控器件V1、V2的斬控通斷比，再通過高頻LC濾波就能使輸出電壓U62達到穩(wěn)定輸出的目的。在電源電壓正半周時，在全控器件Vl無斬控信號期間就不導通，而半控器件晶閘管V3承受正向電壓加有直流觸發(fā)信號必然導通，5、2兩點之間的電壓U52就是自耦變壓器抽頭(4、2)兩端電壓；在全控器Vl有斬控信號期間就導通，5、2兩點之間的電壓U52就是自耦變壓器端頭(3、2)兩端電壓，此時由于自耦變壓器3端電壓比4端電壓高，晶閘管V3雖加有觸發(fā)信號也被迫承受反向電壓而關斷。在電源電壓負半周時，在全控器件V2無斬控信號期間就不導通，而半控器件晶閘管V4承受正向電壓加有直流觸發(fā)信號必然導通，5、2兩點之間的電壓U52就是自耦變壓器抽頭(4、2)兩端電壓；在全控器V2有斬控信號期間就導通，5、2兩點之間的電壓U52就是自耦變壓器端頭(3、2)兩端電壓，此時由于自耦變壓器3端電壓比4端電壓低，晶閘管V4雖加有觸發(fā)信號也被迫承受反向電壓而關斷。由上可知:雙向全控電子開關SI和雙向半控電子開關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受雙向全控電子開關SI控制的自耦變壓器抽頭⑷與端頭⑶之間的斬控時間調制電壓，它們經(jīng)過高頻感容(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，自動控制調節(jié)雙向全控器件SI中的兩個全控器件V1、V2的通斷比就能達到輸出電壓U62穩(wěn)定。附圖2的三相補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器，是由3個圖1單相補償式斬控調壓交流高輸入電壓時，自耦變壓器中間抽頭4端輸出電壓應略低于穩(wěn)壓器輸出電壓U62(用全控開關V1、V2最小導通時的輸出電壓，來補償半控器件V3、V4輸出電壓的不足)；在輸入電壓U12為最低輸出電壓時，自I禹變壓器最高輸出端頭3端輸出電壓應略高于穩(wěn)壓器輸出電壓U62(用全控雙向開關V1、V2最大導通時的輸出斬控電壓，來補償半控器件V3、V4輸出電壓的不足)。雙向半控電子開關S2中的2個晶閘管，V3在電源整個正半周內有直流觸發(fā)信號，在電源負半周內無觸發(fā)信號；V4和V3相反，V4在電源整個正半周內無觸發(fā)信號，而在整個電源負半周內有直流觸發(fā)信號。雙向全控電子開關SI中的2個全控器件，Vl在電源正半周內有斬控信號，V2在電源負半周內有斬控信號。交流輸入電壓U12在最高值與中間值之間變化時，就由調節(jié)全控電子開關中2個全控器件V1、V2的斬控通斷比，再通過高頻LC濾波就能使輸出電壓U62達到穩(wěn)定輸出的目的。在電源電壓正半周時，在全控器件Vl無斬控信號期間就不導通，而半控器件晶閘管V3承受正向電壓加有直流觸發(fā)信號必然導通，5、2兩點之間的電壓U52就是自耦變壓器抽頭(4、2)兩端電壓；在全控器Vl有斬控信號期間就導通，5、2兩點之間的電壓U52就是自耦變壓器端頭(3、2)兩端電壓，此時由于自耦變壓器3端電壓比4端電壓高，晶閘管V3雖加有觸發(fā)信號也被迫承受反向電壓而關斷。在電源電壓負半周時，在全控器件V2無斬控信號期間就不導通，而半控器件晶閘管V4承受正向電壓加有直流觸發(fā)信號必然導通，5、2兩點之間的電壓U52就是自耦變壓器抽頭(4、2)兩端電壓；在全控器V2有斬控信號期間就導通，5、2兩點之間的電壓U52就是自耦變壓器端頭(3、2)兩端電壓， 此時由于自耦變壓器3端電壓比4端電壓低，晶閘管V4雖加有觸發(fā)信號也被迫承受反向電壓而關斷。由上可知:雙向全控電子開關SI和雙向半控電子開關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受雙向全控電子開關SI控制的自耦變壓器抽頭⑷與端頭⑶之間的斬控時間調制電壓，它們經(jīng)過高頻感容(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，自動控制調節(jié)雙向全控器件SI中的兩個全控器件V1、V2的通斷比就能達到輸出電壓U62穩(wěn)定。附圖2的三相補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器，是由3個圖1單相補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器按星形連接方式組成的三相補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器，它由I個帶抽頭、星形連接的三相自耦變壓器(B)、3個雙向全控電子開關(S1A、S1B、S1C)、3個雙向半控電子開關(S2A、S2B、S2C)、1個三相高頻濾波電感，或3個單相高頻濾波電感、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償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器相同，它能同時輸出三相380V穩(wěn)定交流電壓和有公共零相的3個單相220V穩(wěn)定電壓。本發(fā)明與用炭刷調節(jié)的補償式交流穩(wěn)壓器相比，由于無炭刷和調節(jié)電機，因此，可靠性好，反應迅速，與智能型無觸點交流電力穩(wěn)壓器相比，顯然可以節(jié)省很多雙向交流電子開關和自耦變壓器抽頭，並且交流電壓的調整是連續(xù)無級的，很多場合可替代上述兩類交流穩(wěn)器，因此，它具有 較大的經(jīng)濟效益和社會效益。
權利要求1.一種單相和三相補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器，它由單相，或三相自耦變壓器⑶、雙向全控電子開關(SI)、雙向半控電子開關(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個端頭(2、3)和2個中間抽頭(1、4)，三相自耦變壓器繞組由3個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(SI)由2個全控器件和2個整流管組成，雙向半控電子開關(S2)由二個反向并聯(lián)的晶閘管組成，其特征在于:用調節(jié)雙向全控電子開關中的全控器件V1、V2的斬控通斷比，調節(jié)補償交流電壓大小達到輸出電壓穩(wěn)定，單相交流穩(wěn)壓器有一個公共輸入、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(SI)的一端、雙向半控電子開關(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(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(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)權利要求1所述的單相和三相補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器，其特征在于:三相補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器是由3個相同的單相補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器組成。
3.根據(jù)權利要求2所述的三相補 償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器，其特征在于:3個相同的單相補償式斬控調壓交流穩(wěn)壓器是按星形連接的三相交流穩(wěn)壓器。
專利摘要本實用新型屬于單相和三相補償式斬控調壓的交流穩(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、晶閘管組成的雙向半控電子開關、及其控制觸發(fā)電路組成。用自動調節(jié)雙向全控電子開關中的2個全控器件斬控通斷比，來使輸出交流電壓達到穩(wěn)定的交流穩(wěn)壓器。它具有無觸點，反應迅速，電子元器件數(shù)量小，成本低，可靠性好等優(yōu)點。它可替代現(xiàn)有單、三相補償式全自動交流穩(wěn)壓器；單、三相全自動補償式電力穩(wěn)壓電器；智能型無觸點交流電力穩(wěn)壓電器，有廣泛市場開發(fā)前景。
文檔編號H02M5/10GK203104296SQ201320025860
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權日2013年1月18日
發(fā)明者龔秋聲 申請人:龔秋聲