本實(shí)用新型涉及一用于穩(wěn)定電網(wǎng)供電電壓的裝置。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的提高和家用電器的普及，別是住宅用戶的用電量逐年大幅增長(zhǎng)，然而廠礦單位、住宅小區(qū)、商店等配電線路更新改造速度相對(duì)滯后，導(dǎo)致線路末端電壓遠(yuǎn)低于允許范圍，同時(shí)電壓波動(dòng)很大，電網(wǎng)普遍頻繁出現(xiàn)過負(fù)荷現(xiàn)象，洗衣機(jī)、空調(diào)器、電視機(jī)等非照明負(fù)荷難以正常工作，并對(duì)電器設(shè)備造成巨大危害。同時(shí)，由于新增電氣負(fù)荷大量采用電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備和電力電子裝置，對(duì)無(wú)功功率需求很大，并產(chǎn)生大量高次諧波電流，因而導(dǎo)致低壓線路損耗顯著增大，整個(gè)電網(wǎng)的功率因數(shù)低，供電電壓波動(dòng)很大。

解決上述低電壓及電壓波動(dòng)大的問題的最佳方案是，在配電網(wǎng)上，直接加裝供電電壓穩(wěn)定裝置。為低壓電網(wǎng)加裝電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，可實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)供電電壓，使其穩(wěn)定于標(biāo)準(zhǔn)值，可向用電設(shè)備直接提供無(wú)功，提高配電網(wǎng)實(shí)際輸電容量；提高供電變壓器運(yùn)行安全性；大幅度改善由于高壓線路雷擊、瞬間短路、過負(fù)荷等原因造成的電壓閃變等異常情況，保護(hù)用電設(shè)備的安全。

中國(guó)專利CN204360256U公開了一種無(wú)觸點(diǎn)交流穩(wěn)壓器，其采用多繞組變壓器及多路晶閘管切換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能。該技術(shù)為有級(jí)調(diào)壓，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)級(jí)差不至于過大，需要很多路晶閘管切換開關(guān)，電路復(fù)雜，成本高，同時(shí)由于晶閘管開關(guān)切換速度慢，最快僅為10mS，對(duì)于電網(wǎng)的快速電壓波動(dòng)無(wú)能為力。尤其是，當(dāng)其調(diào)節(jié)輸出電壓在高位時(shí)，如果電網(wǎng)電壓發(fā)生快速躍升，其輸出電壓則會(huì)因?yàn)轫憫?yīng)速度慢而產(chǎn)生過電壓，危害用電設(shè)備安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種交流穩(wěn)壓裝置，可有效穩(wěn)定電網(wǎng)供電電壓，其具有響應(yīng)速度快，成本低，可靠性高，維護(hù)方便。

本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的一種交流穩(wěn)壓裝置，包括：

一個(gè)交流電源輸入，包含一號(hào)端口1和二號(hào)端口2；

一個(gè)變壓器5，其原邊的一端與所述交流電源輸入的一號(hào)端口1連接，變壓器原邊的另一端作為本裝置的輸出端10；

一個(gè)單相逆變電路3，其交流側(cè)與所述變壓器5副邊繞組的一端連接，用于實(shí)現(xiàn)將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，并通過所述變壓器5耦合至原邊，進(jìn)行輸出電壓的調(diào)節(jié)；

一個(gè)直流濾波電路6，其正、負(fù)端分別與所述單相逆變電路3直流側(cè)連接，其中點(diǎn)與所述變壓器5副邊繞組的另一端連接，用于實(shí)現(xiàn)直流電壓濾波功能；

一個(gè)旁路開關(guān)4，與所述變壓器5的原邊連接，用于本實(shí)用新型裝置待機(jī)或故障時(shí)的保護(hù)；

一個(gè)交流電壓傳感器8，其輸入端分別與所述交流電源的兩個(gè)端口連接，用于檢測(cè)交流電源的電壓；

一個(gè)直流電壓傳感器電路7，其輸入端與所述直流濾波電路6連接，用于檢測(cè)直流電壓；

一個(gè)控制單元9，與所述交流電壓傳感器8、直流電壓傳感器電路7連接，并采集交流電源電壓、直流電壓信號(hào)；所述控制單元9還與所述單相逆變電路3相聯(lián)接，以控制其工作狀態(tài)；所述控制單元9還與所述旁路開關(guān)4聯(lián)接，以檢測(cè)或控制其的通斷.

本實(shí)用新型所述的交流電源輸入，是單相工頻交流電源輸入。

本實(shí)用新型所述的單相逆變電路3，是包含有兩只或兩組IGBT等半導(dǎo)體功率開關(guān)器件構(gòu)成的一個(gè)橋臂。

本實(shí)用新型所述的直流濾波電路6，是包含有兩只或兩組、由電解電容器或薄膜電容器或超級(jí)電容器聯(lián)接成的電路。

本實(shí)用新型所述的旁路開關(guān)4，是由手動(dòng)開關(guān)或者電動(dòng)開關(guān)組成。

本實(shí)用新型所述的控制單元9包含有微控制器(CPU)芯片，所述微控制器存儲(chǔ)有可執(zhí)行代碼及數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)所述單相逆變電路3、旁路開關(guān)4的監(jiān)測(cè)及控制.

本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的一種交流穩(wěn)壓裝置，還包括一組并聯(lián)于所述變壓器原邊繞組的低通濾波電路15，所述低通濾波電路包含有交流濾波電容器，用于濾除變壓器5原邊繞組的電流諧波.

本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的一種交流穩(wěn)壓裝置，還包括一組連接于所述單相逆變電路3交流側(cè)及變壓器5副邊繞組的低通濾波電路13，所述低通濾波電路包含有交流濾波電容器及濾波電感，用于濾除變壓器5副邊繞組的電流諧波。

本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的一種交流穩(wěn)壓裝置，還包括一組并聯(lián)于所述變壓器副邊繞組的電子旁路開關(guān)12，所述電子旁路開關(guān)是由兩只反并聯(lián)的晶閘管、或由一個(gè)二極管單相全橋及一只晶閘管組成，所述電子旁路開關(guān)12由所述控制單元9控制，用于本裝置故障時(shí)的快速旁路。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種交流穩(wěn)壓裝置的電氣結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本實(shí)用新型一種交流穩(wěn)壓裝置的一個(gè)實(shí)施例圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹本實(shí)用新型一種交流穩(wěn)壓裝置實(shí)施及工作過程。

如圖1所示，是本實(shí)用新型交流穩(wěn)壓裝置的電氣結(jié)構(gòu)圖.其中交流電源由一號(hào)端口1及二號(hào)端口2接入，一號(hào)端口與變壓器5的原邊一端串聯(lián)連接后，由變壓器5的原邊另一端作為本實(shí)用新型裝置的輸出.變壓器5原邊兩個(gè)端口間并聯(lián)旁路開關(guān)4，用于本實(shí)用新型裝置待機(jī)或故障時(shí)的旁路。

變壓器5的副邊繞組一端與單相逆變電路3連接，另一端與直流濾波電路6的中點(diǎn)連接，由控制單元9控制單相逆變電路3的工作，使其輸出PWM調(diào)制電壓，施加于變壓器5的副邊繞組，該電壓經(jīng)變壓器5變壓后，與一號(hào)端口電壓串聯(lián)，在輸出端口10產(chǎn)生一個(gè)總電壓，從而起到調(diào)整穩(wěn)定輸出電壓的作用。

控制單元9與單相逆變電路3連接，控制其中半導(dǎo)體開關(guān)器件的通、斷狀態(tài)，同時(shí)檢測(cè)其工作正常與否?？刂茊卧?同時(shí)與交流電壓傳感器8、直流電壓傳感器電路7連接，用于檢測(cè)本實(shí)用新型裝置的輸入交流電源電壓、直流濾波電路6的電壓。

圖2是本實(shí)用新型交流穩(wěn)壓裝置的另一個(gè)實(shí)施例圖，低通濾波電路15并聯(lián)于變壓器5的原邊繞組，用于濾除變壓器原邊的高頻脈動(dòng)電流。圖2中電子旁路開關(guān)12與變壓器5的副邊繞組并聯(lián)，用于本實(shí)用新型裝置逆變電路發(fā)生故障時(shí)的快速旁路。圖2中低通濾波電路13是一個(gè)LC濾波電路，連接于單相逆變電路3的輸出及變壓器5的副邊繞組之間，用于濾除本實(shí)用新型裝置逆變電路產(chǎn)生的脈動(dòng)電流。圖2中單相逆變電路3采用IGBT14作為半導(dǎo)體開關(guān)器件。