CN100341240C - 交流励磁磁放大器的可控电感 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种交流励磁磁放大器的可控电感及其应用，其特点是在一个铁芯柱上分别单独绕上两个绕组，一组为主绕组L，另一组为控制绕组N1，在控制绕组N1的两端接入一个整流电路，整流电路的输出端并联一个由脉冲宽度调制器PWM控制的开关K。该可控电感特别适合应用于高强度气体放电灯调光节能电路中。由于本发明采用在一个铁芯柱上分别单独绕上两个绕组的形式，使得本发明在制造磁放大器时工艺简单，采用控制绕组提供交流电源的方式，克服了现有技术中要专门的可调直流电压电路的缺陷。

Description

交流励磁磁放大器的可控电感
                       技术领域
本发明属于一种用于感性负载的工作电压和电流控制电路，特别是一种交流励磁磁放大器的可控电感。
                       背景技术
目前在控制感性负载特别是利用磁放大器调节控制交流电源的电路中，常采用的方法是在负载的主回路中串联一个磁放大器的主绕组L(见图1)，磁放大器是在日字形铁芯的两个边柱上分别绕上交流绕组N1、N2(见图2)，其中控制绕组N1、N2反向串连，在磁放大器的主绕组L上产生交流电流时，使控制绕组的的输出端a、a’无交流电压输出，然后在输出端a、a’两端接入可调的直流电压E，用于控制通过控制绕组中的直流电流大小，从而达到控制磁放大器的主绕组L中的励磁电流，即可控制主绕组L的电感值，也就控制了主绕组L的阻抗值，最后达到控制负载的工作电压值和电流的目的。该方法虽然能利用磁放大器调节负载的工作电压值，但是该方法存在以下缺陷：①使控制绕组的的输出端a、a’无交流电压输出的工艺特别繁琐，如果控制绕组的的输出端a、a’有电压就会对输出端a、a’两端接入的可调直流电压E电路产生影响，而使可调直流电压E电路不能正常工作、②需要专门的可调直流电压E电路，使得整个控制电路复杂。
                       发明内容
本发明的目的是提供一种只需要一组控制绕组，并且无需可调直流电压电路的交流励磁磁放大器的可控电感，以克服上述的不足。
为了实现上述目的，本发明的特点是：在一个铁芯柱上分别单独绕上两个绕组，一组为主绕组L，另一组为控制绕组N1，在控制绕组N1的两端接入一个整流电路，整流电路的输出端并联一个由脉冲宽度调制器PWM控制的开关K，脉冲宽度调制器PWM控制端还连接有一个PWM控制电路的输出端，PWM控制电路的输入端连接采样信号；
上述开关K的两端还并联有一个续流二极管G；
上述采样信号取自负载的两端电压信号或负载主回路的电流信号；
上述整流电路为桥式整流电路。
由于本发明采用在一个铁芯柱上分别单独绕上两个绕组的形式，应用控制交流励磁电流的形式控制主绕组的阻抗值，使得本发明在制造磁放大器时工艺简单，采用控制绕组提供交流工作电源的方式，克服了现有技术中要专门的可调直流电压电路的缺陷。本发明还具有控制回路出现问题主回路还能够工作的优点。本发明电路简单、适应范围广泛。
                       附图说明
图1为磁放大器控制负载工作电压的电路原理图。
图2为现有磁放大器结构示意图。
图3为本发明的电路原理框图。
图4为本发明应用实施例1的电路原理框图。
图5为本发明应用实施例2的电路原理框图。
图6为本发明应用实施例3的电路原理框图。
图7为本发明应用实施例4的电路原理框图。
                     具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
本发明在一个铁芯柱上分别单独绕上两个绕组，一组为主绕组L，另一组为控制绕组N1，在控制绕组N1的两端接入一个桥式整流电路，整流电路的输出端并联一个由脉冲宽度调制器PWM控制的开关K，开关K的两端还并联有一个续流二极管G，脉冲宽度调制器PWM控制端还连接有一个PWM控制电路的输出端，PWM控制电路的输入端连接负载的两端。
本发明的工作原理是：当主绕组L有交流电流时，在控制绕组N1两端产生交流电动势(电压)，经整流电路变为脉动的直流电压，由脉冲宽度调制器PWM控制开关K的通断时间，即由PWM控制开关K的占空比，控制整流电路中的脉动直流电流，从而控制流过控制绕组N1中的脉冲交流电流值的大小，即控制了控制绕组N1中励磁电流的大小，使主绕组L中所感应的励磁电流发生相对应的变化，即控制主绕组L的电感值，也就控制了主绕组L的阻抗值，当主绕组L串联在主回路时，就改变了产生在主绕组L上的压降，以达到调整负载工作电压的目的。
本发明脉冲宽度调制器PWM的工作电源可直接取自控制绕组N1两端，当主回路无交流电流时，本发明自动停止工作，以提高本发明的可靠性。
本发明续流二极管G的作用是当开关K断开时，使控制绕组N1所感应的电流通过续流二极管G续流。
本发明的PWM控制电路的作用是依据所输入的采样信号，并根据主电路的工作要求，控制脉冲宽度调制器PWM输出的脉冲宽度。
本发明的应用实施例1。
如图4所示，将本发明串联在气体放电灯D的主回路中，由于气体放电灯D的固有特性，所以在主回路中还串联有一个镇流器Z，当输入交流电压V时，气体放电灯D点亮，在气体放电灯D正常发亮后，本发明的PWM控制电路接收到采样信号，控制开关K的占空比，使主绕组L的阻抗值增大，由于气体放电灯D的固有的物理特性，此时气体放电灯D在低电流的情况下保持正常发亮，从而使整个电路的使用功率下降，以达到节电的目的。同时通过调整气体放电灯D两端的电压，使得气体放电灯D的亮度发生改变，以达到无级调光的目的。
本实施例的原理同样可用于其它需要高压启动，低压保持的电器中，如交流接触器。
本发明的应用实施例2。
如图5所示，将本发明串联在电动机M的主回路中，当输入交流电压V时，电动机M启动，本发明的PWM控制电路接收到采样信号，控制开关K的占空比，使主绕组L的阻抗值发生变化，即主绕组L上的压降发生变化，使电动机M的工作电压和电流发生变化，即电动机M的转速发生变化，从而达到调速的目的。
本发明的应用实施例3。
如图6所示，将本发明串联在交流调压器W的初级回路中，用于调整交流调压器W的主绕组上的压降，从而克服现有的自耦式交流调压器W所存在的无论次级绕组输出的功率如何变化，其输入功率一定的缺陷，以达到节电的目的。
本发明的应用实施例4。
如图7所示，将本发明串联在需要调速的电扇F的主回路中，直接可以调整电扇F两端的工作电压，从而达到无级调速的目的。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1、一种交流励磁磁放大器的可控电感，其特征在于：在一个铁芯柱上分别单独绕上两个绕组，一组为主绕组(L)，另一组为控制绕组(N1)，在控制绕组(N1)的两端接入一个整流电路，整流电路的输出端并联一个由脉冲宽度调制器(PWM)控制的开关(K)，脉冲宽度调制器(PWM)控制端还连接有一个PWM控制电路的输出端，PWM控制电路的输入端连接采样信号。
2、如权利要求1所述的交流励磁磁放大器的可控电感，其特征在于：开关(K)的两端还并联有一个续流二极管(G)。
3、如权利要求1所述的交流励磁磁放大器的可控电感，其特征在于：采样信号取自负载的两端电压信号或负载主回路的电流信号。
4、如权利要求1所述的交流励磁磁放大器的可控电感，其特征在于：整流电路为桥式整流电路。
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