CN102955489B - 三相补偿式稳压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电源技术领域，公开了一种三相补偿式稳压器。为了解决三相不平衡问题，提出了技术方案。稳压器包括：补偿变压器、调压器，等等；其特征是：包括两只平衡变压器；自动化控制电路包括连接元器件，连接元器件含有受控端和接线端；每一个平衡变压器均包括：铁心，平衡线圈，平衡励磁线圈；稳压器内部的三根相线线路，一根相线线路设置为补偿线圈跨接在稳压器的输入端和输出端之间，另外的两根相线线路均设置为补偿线圈和平衡线圈串联后再跨接在稳压器的输入端和输出端之间；连接元器件的受控端与控制电路连接；平衡励磁线圈通过连接元器件实现变化的连接。有益效果：依靠平衡变压器使稳压器的输出端达到三相平衡。

Description

三相补偿式稳压器

技术领域

本发明涉及电源技术领域，特别是涉及一种三相补偿式稳压器。

背景技术

现有技术中的三相补偿式稳压器，主要有圆盘式和柱式二类。每一台现有技术稳压器包括：自动化控制电路，补偿变压器，使用电机驱动和使用碳刷接触连接的调压器。补偿变压器，包括三个补偿线圈和三个补偿励磁线圈，三个补偿线圈各自位于三根相线线路中；调压器的输出端与补偿变压器的补偿励磁线圈连接。

碳刷等导电接触零件滑动在调压器的铜线或铜排上，碳刷处于不同的位置，则可获得不同的输出电压，碳刷接触获取到的电能、再通过软导线输送到补偿变压器的补偿励磁线圈。

根据输入电压的高低情况，调压器自动向补偿变压器的补偿励磁线圈施加大小不同、以及方向不同的电压，由此在补偿变压器的补偿线圈上感应产生出大小不同、以及方向不同的补偿电压，最后使不稳定的输入电压，在叠加了补偿电压后，输出较为稳定的交流电压。

本发明专利文件中所称的、现有技术的三相补偿式稳压器，其调压器在三相中同步联动；即：调压器中的碳刷等导电接触零件，在三相线路中同步动作，包括同步正向滑动以升压、同步反向滑动以降压、同步停止滑动以保持当前电压。

现有技术中的三相补偿式稳压器，其优点是：稳压范围宽(即输入电压范围宽)，波形几乎没有失真，整机效率高，负载适应性强；其不足之处是：无法克服三相不平衡的问题。所谓的三相不平衡主要是指两种情况，第一种是由于电网电压的三相不平衡，造成稳压器输出电压的三相不平衡；第二种是由于稳压器输出端连接的负载不平衡，造成稳压器输出电压的三相不平衡。一般来讲，稳压器输出电压的三相不平衡，以第一种情况为主。

发明内容

本发明的目的是：为了解决现有技术中的稳压器无法解决输出电压的三相不平衡问题，提出了以下技术方案。

1.三相补偿式稳压器，其输入端与三相四线制的供电电源连接，其输出端与负载连接；所述的四线为三根相线和一根中性线；所述的稳压器包括：自动化控制电路，补偿变压器，使用电机驱动和使用碳刷接触连接的调压器；所述的补偿变压器，包括三个补偿线圈和三个补偿励磁线圈，三个补偿线圈各自位于三根相线线路中；调压器的输出端与补偿变压器的补偿励磁线圈连接；

所述的调压器在三相中同步联动；

包括两只平衡变压器；

所述的自动化控制电路包括连接元器件，所述的连接元器件含有受控端和接线端；

所述的平衡变压器，其每一个均包括：铁心，平衡线圈，平衡励磁线圈；

稳压器内部的三根相线线路，一根相线线路设置为补偿线圈跨接在稳压器的输入端和输出端之间，另外的两根相线线路均设置为补偿线圈和平衡线圈串联后再跨接在稳压器的输入端和输出端之间；

所述的连接元器件，其受控端与控制电路连接；平衡励磁线圈通过连接元器件实现变化的连接。

2.所述的补偿线圈和平衡线圈串联后再跨接在稳压器的输入端和输出端之间是指：稳压器的输入端、补偿线圈输入端、补偿线圈输出端、平衡线圈输入端、平衡线圈输出端、稳压器的输出端依序串联连接；

所述的平衡励磁线圈通过连接元器件实现变化的连接是指，包括以下三种暂态变化性质的连接、并且在某一具体时刻只处于其中的一种连接状态：

a.平衡励磁线圈，其同名端与相线连接，其异名端与中性线连接；

b.平衡励磁线圈，其同名端与中性线连接，其异名端与相线连接；

c.平衡励磁线圈，其短接形成闭环。

3.所述的平衡励磁线圈为单一绕组，或者所述的平衡励磁线圈为具有抽头的绕组；具有抽头的绕组，其抽头数为一个以上。

4.所述的连接元器件包括一号继电器和二号继电器；所述的平衡励磁线圈为单一绕组；

每个继电器均包括：转换接线端，常闭接线端，常开接线端，控制线圈；通电吸合时，转换接线端和常开接线端连通，并且转换接线端和常闭接线端切断；断电释放时，转换接线端和常闭接线端连通，并且转换接线端和常开接线端切断；

所述的平衡励磁线圈，其与一号继电器及二号继电器连接为如下关系：

所述的一号继电器，其转换接线端与平衡励磁线圈的一端连接，其常闭接线端与稳压器输出端连接，其常开接线端与中性线连接；

所述的二号继电器，其转换接线端与平衡励磁线圈的另一端连接，其常闭接线端与中性线连接，其常开接线端与稳压器输出端连接；

一号继电器的控制线圈和二号继电器的控制线圈分别与所述的自动化控制电路连接。

5.所述的连接元器件包括：第一继电器、第二继电器和第三继电器；所述的平衡励磁线圈为具有一个抽头的绕组，换言之，平衡励磁线圈有三个引线端，分别是首端、抽头端和尾端；

每个继电器均包括：转换接线端，常闭接线端，常开接线端，控制线圈；通电吸合时，转换接线端和常开接线端连通，并且转换接线端和常闭接线端切断；断电释放时，转换接线端和常闭接线端连通，并且转换接线端和常开接线端切断；

所述的平衡励磁线圈，其与第一继电器、第二继电器和第三继电器连接为如下关系：

所述的第一继电器，其转换接线端与平衡励磁线圈的首端连接，其常开接线端与稳压器输出端连接，其常闭接线端与中性线连接；

所述的第二继电器，其转换接线端与第三继电器的转换接线端连接，其常闭接线端与中性线连接，其常开接线端与稳压器输出端连接；

所述的第三继电器，其常闭接线端与平衡励磁线圈的尾端连接，其常开接线端与平衡励磁线圈的抽头端连接；

第一继电器的控制线圈，第二继电器的控制线圈，第三继电器的控制线圈分别与所述的自动化控制电路连接。

6.所述的平衡励磁线圈为单一绕组；

所述的连接元器件包括第一、第二、第三和第四双向可控硅；每一个双向可控硅包括控制端和两个接线端；

第一双向可控硅，其一个接线端与稳压器输出端连接，其另一接线端与平衡励磁线圈的首端连接；第二双向可控硅，其一个接线端与中性线连接，其另一个接线端与平衡励磁线圈的首端连接；第三双向可控硅，其一个接线端与稳压器输出端连接，其另一个接线端与平衡励磁线圈的尾端连接；第四双向可控硅，其一个接线端与中性线连接，其另一个接线端与平衡励磁线圈的尾端连接；

第一双向可控硅的控制端，第二双向可控硅的控制端，第三双向可控硅的控制端，第四双向可控硅的控制端分别与所述的自动化控制电路连接。

7.所述的稳压器的输入端、补偿线圈、平衡线圈、稳压器的输出端依序串联连接；

所述的连接元器件包括：第1继电器和第2继电器，第一交流接触器、第二交流接触器、第三交流接触器和第四交流接触器；

所述的继电器均含有：常开接线端，常闭接线端，转换接线端；继电器吸合时，转换接线端与常开接线端连接并且转换接线端与常闭接线端断开，继电器释放时，转换接线端与常闭接线端连接并且转换接线端与常开接线端断开；第1继电器的控制线圈，第2继电器的控制线圈分别与自动化控制电路连接；

所述的交流接触器，其每个均含有：电磁线圈，常开主触头，常闭辅助触头；电磁线圈通电吸合时，常闭辅助触头切断、常开主触头导通；电磁线圈断电释放时，常闭辅助触头导通、常开主触头切断；

稳压器的输出端、第一交流接触器的常闭辅助触头、第二交流接触器的电磁线圈、第1继电器的常闭接线端、第1继电器的转换接线端、中性线串联连接；

稳压器的输出端、第二交流接触器的常闭辅助触头、第一交流接触器的电磁线圈、第1继电器的常开接线端串联连接；

稳压器的输出端、第四交流接触器的常闭辅助触头、第三交流接触器的电磁线圈、第2继电器的常闭接线端、第2继电器的转换接线端、中性线串联连接；

稳压器的输出端、第三交流接触器的常闭辅助触头、第四交流接触器的电磁线圈、第2继电器的常开接线端串联连接；

所述的平衡励磁线圈，其为单一绕组，其包括首端和尾端；平衡励磁线圈通过连接元器件形成如下的电路结构：

第一交流接触器常开主触头，其一端与稳压器的输出端连接，其另一端与平衡励磁线圈的尾端连接；

第二交流接触器常开主触头，其一端与中性线连接，其另一端与平衡励磁线圈的尾端连接；

第三交流接触器常开主触头，其一端与稳压器的输出端连接，其另一端与平衡励磁线圈的首端连接；

第四交流接触器常开主触头，其一端与中性线连接、其另一端与平衡励磁线圈的首端连接。

8.所述的自动化控制电路，包括智能部件，该智能部件中含有CPU；

智能部件的输出端与连接元器件连接，其具体连接方式为以下三者中的任意一者：

a.智能部件的输出端直接与连接元器件的控制端连接；

b.智能部件的输出端通过中间接口与连接元器件的控制端连接；

c.所述的自动化控制电路还包括放大电路，智能部件的输出端与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与连接元器件的控制端连接。

本发明的有益效果是：依靠两只平衡变压器对电路进行平衡性质的补偿，使稳压器的输出端达到三相平衡；还有，本发明使用的平衡变压器不会对稳压器输出端带来瞬间断电的问题。

附图说明

图1是一种现有技术三相补偿式稳压器的示意框图；

图2是图1稳压器控制部分的电原理图；

图3是调压器和相线、中性线的连接示意图之一，图中调压器和相线的连接点位于补偿线圈的输出端；

图4是调压器和相线、中性线的连接示意图之二，图中调压器和相线的连接点位于补偿线圈的输入端；

图5是图1中强电部分的电路结构示意图，图1中的用线电压表达的，在图5中改用相电压表达；

图6是发明电路结构示意图之一；

图7是发明电路结构示意图之二；

图8是发明电路结构示意图之三；

图9是平衡励磁线圈通过连接元器件实现变化连接的示意图之一；

图10是平衡励磁线圈通过连接元器件实现变化连接的示意图之二；

图11是平衡励磁线圈通过连接元器件实现变化连接的示意图之三；

图12是平衡励磁线圈通过连接元器件实现变化连接的示意图之四；

图13是平衡励磁线圈通过连接元器件实现变化连接的示意图之五；

图14是平衡励磁线圈通过连接元器件实现变化连接的示意图之六；

图15是平衡励磁线圈通过连接元器件实现变化连接的示意图之七；

图16是连接元器件包括两个继电器的发明电路结构示意图；

图17是连接元器件包括三个继电器的发明电路结构示意图；

图18是连接元器件包括四个双向可控硅的发明电路结构示意图；

图19是连接元器件包括两只继电器、四只接触器的发明电路结构示意图之一：

图20是连接元器件包括两只继电器、四只接触器的发明电路结构示意图之二；

图21是实施例一中的发明电路结构示意图之一；

图22是实施例一中的发明电路结构示意图之二；

图23是实施例一中的发明电路结构示意图之三；

图24是实施例一中的电路板之电原理图；

图25是实施例二中的发明电路结构示意图；

图26是图25中的平衡变压器改用常见表达形式绘制的图纸；

图27是实施例四中的平衡励磁线圈短接形成闭环之示意图之一；

图28是实施例四中的平衡励磁线圈短接形成闭环之示意图之二；

图29是实施例四中的平衡励磁线圈短接形成闭环之示意图之三；

图30是实施例四中的平衡励磁线圈短接形成闭环之示意图之四；

图31是实施例四中的平衡励磁线圈短接形成闭环之示意图之五；

图32是实施例四中的平衡励磁线圈短接形成闭环之示意图之六。

图中的部分通用标号说明：

A.输入端；a.输出端；B.输入端；b.输出端；BY-a.补偿变压器；BY-b.补偿变压器；BY-c.补偿变压器；C.输入端；c.输出端；JD-1.继电器；JD-2.继电器；JD-3.继电器；JD-4.继电器；JD-5.继电器；JD-6.继电器；JD-7.继电器；JD-8.继电器；JD-9.继电器；JD-10.继电器；JD-11.继电器；JD-12.继电器；JD-13.继电器；JD-14.继电器；JD-15.继电器；JD-16.继电器；JD-17.继电器；JD-18。继电器；J-a.一号继电器；J-b.二号继电器；JD-01.第一继电器；JD-02.第二继电器；JD-03。第三继电器；J1-A.第1继电器；J1-B.第2继电器；JL1.第一交流接触器；JL1F.第一交流接触器常闭辅助触头；JL2.第二交流接触器；JL2F.第二交流接触器常闭辅助触头；JL3.第三交流接触器；JL3F.第三交流接触器常闭辅助触头；JL4.第四交流接触器；JL4F.第四交流接触器常闭辅助触头；M.伺服电动机；N.中性线；PH-1.平衡变压器；PH-2.平衡变压器；V-1.平衡变压器之前的相电压；V-2.平衡变压器之前的相电压；VAB.输入线电压；Vab.输出线电压；VBC.输入线电压；Vbc.输出线电压；VCA.输入线电压；Vca。输出线电压；VAN.输入相电压；VaN.输出相电压；VBN.输入相电压；VbN.输出相电压；VCN.输入相电压；VcN.输出相电压；TY-a.调压器；TY-b.调压器；TY-c.调压器。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

为了能对本发明有透彻的理解、方便本发明的实施，下面，结合图1和图2，先对现有技术中的三相交流补偿式稳压器作介绍和说明。

图1是一种现有技术三相交流补偿式稳压器的示意框图。

图1中的标号为：A.输入端；B.输入端；C.输入端；N.中性线；a.输出端；b.输出端；c.输出端；VAB.输入线电压；VBC.输入线电压；VCA.输入线电压；Vab.输出线电压；Vbc.输出线电压；Vca.输出线电压；BY-a.补偿变压器；BY-b.补偿变压器；BY-c.补偿变压器；TY-a.调压器；TY-b.调压器；TY-c.调压器；M.伺服电动机。

图2是图1稳压器控制部分的电原理图。

图2中的标号为：C1.电容；C2.电容；C3.电容；C4.电容；C5.电容；C9.电容；C10.电容；C11.电容；D6.二极管；D7.二极管；DZ3.硅稳压管；IC1.由运算放大器构成的电压比较器；IC2.由运算放大器构成的电压比较器；ICD1.整流电路；ICD3.整流电路；ICD4.整流电路；ICD5.整流电路；J10.继电器；J10-1.继电器触点；J10-2.继电器触点；J10-3.继电器触点；J11.继电器；J11-1.继电器触点；J11-2.继电器触点；J11-3.继电器触点；J13.继电器；J13-1.继电器触点；J13-2.继电器触点；J13-3.继电器触点；JYZS.降压指示灯；M.伺服电动机；RP1.电位器；R3.电阻；R4.电阻；R5.电阻；R6.电阻；R7.电阻；R8.电阻；R9.电阻；R10.电阻；R11.电阻；R12.电阻；R13.电阻；R14.电阻；SB1.扳键开关；SB3.上限开关；SB4.下限开关；SB9.升压按钮开关；SB10.降压按钮开关；SYZS.升压指示灯；TR5.电源变压器；TR6.信号采样变压器；T1.三极管；T2.三极管；U1.第一电压；U2.第二电压；U3.第三电压；1a.扳键开关第一层第一位；2a.扳键开关第一层第二位；3a.扳键开关第一层第三位；1b.扳键开关第二层第一位；2b.扳键开关第二层第二位；3b.扳键开关第二层第三位；1c.扳键开关第三层第一位；2c.扳键开关第三层第二位；3c.扳键开关第三层第三位；7812.三端式稳压块。

结合图1说明，现有技术的三相交流补偿式稳压器，它们的主电路均为三相电路，并且每一相主电路结构(或者称强电电路结构)均相同，稳压器内部的每一根相线线路，其首端与稳压器输入端序号相应的接线桩连接，其末端与稳压器输出端序号相应的接线桩连接。三根相线线路为：X相线线路，Y相线线路，Z相线线路。在图1中，就三相稳压器而言，可以是：图中上部的A-a相线线路为X相线线路，图中中部的B-b相线线路为Y相线线路，图中下部的C-c相线线路为Z相线线路。一般而言，Y相比X相滞后120°角度，Z相比Y相滞后120°角度。

观察图1，既可以理解为图示的现有技术稳压器，有三个补偿变压器和三个调压器，但是该三个调压器在三相线路中，是同步动作的，包括同步正向滑动、同步反向滑动、同步停止滑动；观察图1，也可以理解为图示的现有技术稳压器，有补偿变压器和一个三相调压器，该三相调压器在三相电路中是同步动作的。另外，图1中的补偿变压器，可以理解为是三个独立的单相补偿变压器，也可以理解为是一个三相补偿变压器，即该三相补偿变压器为三相所共用。

补偿变压器有补偿线圈和励磁线圈，其中，补偿线圈串联连接在相线中。调压器输入端跨接在相线(有时也称火线)和中性线(有时也称地线)之间；同时，调压器的输出端还与补偿变压器的励磁线圈进行电路相连，也就是讲：碳刷等导电接触零件滑动在调压器的铜线或铜排上，碳刷处于不同的位置，则可获得不同的输出电压，碳刷接触获取到的电能、再通过软导线输送到补偿变压器的励磁线圈。根据输入电压的高低情况，调压器自动向补偿变压器的励磁线圈施加大小不同、以及方向不同的电压，由此在补偿变压器的补偿线圈上感应产生出大小不同、以及方向不同的补偿电压，最后使不稳定的输入电压、叠加了补偿电压后，输出为稳定的交流电压。输入电压偏低时，叠加正方向的补偿电压，使输出电压提高至目标的稳压范围内；输入电压偏高时，叠加反方向的补偿电压，其效果是降低电压，目的是使输出电压降至目标的稳压范围内。还有，调压器自动工作由电路和减速机构完成；其中，电路中含有几个部分：基准部分、采样部分、比较放大部分、驱动电路、驱动电机、整流电路和稳压电路(图1中未画出)；此外，在设计和制造该稳压器时，自动部分和手动部分属于可供选择的方案，即稳压器可以设计成有手动和自动的功能，也是可以设计成只有自动功能、无手动功能。

在图1中，执行机构由减速机构及伺服电动机M组成，调压器的碳刷触头由电动机M通过减速机构带动上下移动，并且，调压器的碳刷，是三相(或者讲是三路)同步进行的。采样电压与基准电压相比较，产生误差信号，经放大后得到驱动信号；在需要升高或降低电压时，自动化控制电路发出命令使电动机转动：a.当输入电压升高或负载电流减小、使稳压器输出电压偏高时，放大部分输出的信号使驱动电路控制电动机反转，调压器的碳刷触头反向移动，稳压器的输出电压降低，直至达到目标的稳压范围内；b.当输入电压降低或负载电流增大、使稳压器输出电压偏低时，放大部分输出的信号使驱动电路控制电动机正转，调压器的碳刷触头正向移动，稳压器的输出电压升高，直至达到目标的稳压范围内。当稳压器输出电压在规定的稳压范围内时，放大部分无驱动信号输出，驱动电路无信号输出，电动机停止转动。这种现有技术的稳压电源除能自动调压外，还可以实施手动升压、降压控制。

需要指出的是：图1所示的稳压器，仅仅是现有技术三相稳压器的某一种。

图2是上述现有技术三相交流补偿式稳压器控制部分的电原理图。

图2中，左侧的TR5变压器是电源变压器，它向电路提供电源，其输入两端可以接在图1中稳压器输出的a端和N端(此两端电压为220V)。图2中，右侧的TR6变压器是信号采样变压器，它采集稳压器输出端的电压信号，其输入端接在图1中稳压器输出的a端和N端(此两端电压为220V)。图2的电原理图，计有上面、中间、下面三个部分。

图2电原理图上面部分的功能作用是，获取和处理电压信号；在上面部分，其左部是直流稳压电路。TR5电源变压器上部的次级线圈输出降低了的交流电压，经整流、滤波、稳压、再滤波后，成为较为稳定的直流电，然后进一步经硅稳压管DZ3稳压，输向以下两处：

第一处是直接向由运算放大器构成的电压比较器IC1提供基准电压，连接点在反相输入端。

第二处是向由运算放大器构成的电压比较器IC2提供基准电压，经电阻R3和电阻R4分压后得到，其连接点在正相输入端。需要说明的是：运算放大器IC2的输出端为高、还是为低，会通过电阻的反馈对输入端的电压数值产生影响。

图2电原理图上面部分，其右部进行电压信号的采集和处理。电位器RP1等组成采样部分；采样部分的信号电压，是220V电压经TR6变压器降压、再经整流和滤波产生，这样稳压器输出的交流电压大小转变成直流电压的高低，电位器RP1再将该直流电压降低到合适的大小，然后送往IC1的正相输入端和IC2的反相输入端。

三极管T1、T2等元器件组成驱动电路。扳键开关SB1等组成手动和自动转换部分，电动机M和减速机构组成执行机构。

扳键开关SB1为一个类似波动开关的元件，它有三层，每一层均有切换连接片和三个可供选择的连接档位，并且三层同步联动；即转动开关上的把柄时，可以选择开关处于：置1位(切换连接片位于1a、1b、1c处)，或置2位(切换连接片位于2a、2b、2c处)，或置3位(切换连接片位于3a、3b、3c处)。图2中虚框包围的即是扳键开关SB1。

自动调压稳压工作原理。

扳键开关SB1位于“自动”位置(置1位)。通电后，继电器J13吸合，其触点J13-1和J13-3均闭合接通。

若电源的输出电压在额定范围以内时，电压比较器IC1、IC2的输出端均为“0”，即电压比较器输出均为很低电压，驱动电路不工作(三极管T1和T2截止)，继电器J10、J11也不动作，电动机M也不转动(继电器触点J10-1和继电器触点J11-1均断开)，调压器的三个碳刷也不滑动。

当电网电压因某种原因升高，使电源的输出大于额定值范围时，电压比较器IC1输出为“1”，IC2输出为“0”，给三极管T2的基极提供电流、使T2导通，继电器J11动作，继电器J10不动作，电流流过J11-1触点和J10-2触点，电动机M反转，使输出电压降低，一直达到额定输出电压范围为止。

当电网电压因某种原因降低，使电源的输出小于额定值范围时，电压比较器IC1输出为“0”，IC2输出为“1”，给三极管T1的基极提供电流、使T1导通，继电器J10动作，继电器J11不动作，电流流过J10-1触点和J11-2触点，电动机M正转，使输出电压升高，一直达到额定输出电压范围为止。

以上介绍了现有技术自动调压稳压工作原理。下面介绍的手动(电控)升降压工作原理，可以有利于全面理解图2的全部内容，也有助于本发明的实施，对产品检验、调试和修理也有帮助，所以一并予以介绍。

手动(电控)升降压工作原理。

扳键开关SB1放在“手动”位置(置2位)。通电后，J13动作，其触点J13-1和J13-3闭合。按升压按钮开关SB9，直流电流通过电阻R14给三极管T1提供基极电流，使其导通，继电器J10动作，触点J10-1闭合、J10-2打开，电动机正转，带动三相调压器的三个碳刷向上移动，使输出电压升高，升高到所需的电压值时，松开按钮SB9。当需要降压时，按降压按钮开关SB10，同样道理，直流电流通过电阻R14给三极管T2提供基极电流，使其导通，继电器J11动作，触点J11-1闭合、J11-2打开，电动机反转，带动三相调压器的三个碳刷向下移动，使输出电压降低，降低到所需的电压值时，松开按钮SB10。SB3和SB4为上限开关和下限开关，其作用是防止机械传动部分发生碰撞，避免损坏电动机，当交流电源的输出超过最高电压或最低电压时，电动机的传动机构切断限位开关，使电动机不再继续按原来的方向转动，从而起到保护作用。

上面介绍的现有技术，特别是电子方面的控制技术和思路，可以直接运用到本专利的技术方案中来。

下面，对本发明作介绍。

首先作总体的介绍、说明和解释。

本发明的一种三相补偿式稳压器，其输入端与三相四线制的供电电源连接，其输出端与负载连接；所述的四线为三根相线和一根中性线。三相四线制的电源，在中国，其理想状态下，频率为50Hz，波形为正弦波，线电压为380V，相电压为220V；在其他国家或地区，其频率、线电压、相电压有所不同。

由于用电负载过重等原因，实际的电网电压往往严重偏离理想状态，主要是电网电压偏低，即线电压低于380V、相电压低于220V，也有一些情况是电网电压偏高。电网电压偏低或偏高有时达到很严重的程度，以至于用电器具无法工作，因此需要使用稳压器，使电压处于一定的稳压范围内。现有技术的三相补偿式稳压器，虽然可以将不稳定的输入电压变成稳定的输出电压，但采用调压器在三相中同步联动技术方案的稳压器，无法解决三相不平衡的问题。

针对上述三相不平衡的问题，本发明提出了解决问题的方案。

为了使阅读者能更好的理解本发明，以下的说明中，首先还要继续对现有技术的稳压器再进行一些介绍，然后对本发明技术的稳压器技术进行介绍。

现有技术的稳压器包括：自动化控制电路，补偿变压器，使用电机驱动和使用碳刷接触连接的调压器；所述的补偿变压器，包括三个补偿线圈和三个补偿励磁线圈，三个补偿线圈各自位于三根相线线路中；调压器的输出端与补偿变压器的补偿励磁线圈连接；所述的调压器在三相中同步联动。稳压器的输入端与三相四线制的供电电源连接，稳压器的输出端与负载连接；所述的四线为三根相线和一根中性线。

在电工学中，一般将三根相线线路分别称之为：X相线线路，Y相线线路，Z相线线路。

在现有技术的稳压器中，调压器的输出端与补偿变压器的励磁线圈连接；每一根相线线路，其首端在稳压器输入端序号相对的接线桩、其末端在稳压器输出端序号相对的接线桩；调压器的输入端跨接在相线线路和中性线之间，如图1所示。具体而言，调压器和相线的连接点可以位于补偿线圈的输出端(见图3)，也可以位于补偿线圈的输入端(见图4)、即位于稳压器的输入端，推荐将调压器和相线的连接点设置在补偿线圈的输出端，这样施加在调压器上的电压比较稳定，如此不仅对设计带来方便，而且设计中的回旋余地也较大。

在现有技术中，为了节约铜材、减少体积和重量，调压器一般采用自耦变压器的形式，即在调压器中，三相结构相同，每一相的输入线圈均跨接在相线和中心线之间，此外，每一相的输出均从同相的输入线圈上取出，或者说，输入和输出具有共用的线圈。常见的取出方法、即常见的调压器输出方式有如下两种：

第一种：调压器输出两端，其一端与输入线圈的中点固定连接、并通过导线与补偿变压器的励磁线圈一端连接；调压器输出的另一端通过碳刷与输入线圈滑动接触连接、并通过软导线与补偿变压器的励磁线圈的另一端连接。见图3和图4。

图3、图4中的标号说明如下：A.输入端；B.输入端；C.输入端；N.中性线；a.输出端；b.输出端；c.输出端；VAB.输入线电压；VBC.输入线电压；VCA.输入线电压；Vab.输出线电压；Vbc.输出线电压；Vca.输出线电压；BY-a.补偿变压器；BY-b.补偿变压器；BY-c.补偿变压器；TY-a.调压器；TY-b.调压器；TY-c.调压器。

第二种：调压器输出两端，其两端均通过碳刷与输入线圈滑动接触连接、并通过软导线与补偿变压器的励磁线圈的两端连接。见图1。

本发明稳压器，其与现有技术的不同之处是：还包括两只平衡变压器；所述的自动化控制电路包括连接元器件，所述的连接元器件含有受控端和接线端；所述的平衡变压器，其每一个均包括：铁心，平衡线圈，平衡励磁线圈；稳压器内部的三根相线线路，一根相线线路设置为补偿线圈跨接在稳压器的输入端和输出端之间，另外的两根相线线路均设置为补偿线圈和平衡线圈串联后再跨接在稳压器的输入端和输出端之间；所述的连接元器件，其受控端与控制电路连接；平衡励磁线圈通过连接元器件实现变化的连接。

对于上述描述，有如下的相关说明：

1.假设稳压器的输入相电压和输出相电压是平衡的，则稳压器输出的任何一相的相电压符合稳压精度的要求，则其它的两相的相电压也必然符合稳压精度的要求。

2.假如稳压器的输入相电压或输出相电压是不平衡的，则稳压器输出的某一相的相电压虽然符合稳压精度的要求，则其它的两相的相电压也不一定符合稳压精度的要求。

3.本发明的思路是：对于不平衡、不稳定的相电压，依靠现有技术的稳压器使某一相的输出相电压达到稳压精度的要求，同时使其它两相的相电压各经一只平衡变压器的作用，达到输出相电压均符合稳压精度的要求。

现有技术的三相稳压器在三相电路中，通常会认定某一相，对该相的输入相电压和输出相电压进行取样检测，并使该相的输出相电压达到稳压的目标值，对于其他两相则不再取样检测(因为其他两相取样检测结果不符合要求也无可奈何)。因此，对本发明而言，对于电压不平衡的三相电路，完全可以依靠现有技术稳压器使三相中的某一相输出达到目标稳压值的范围，因此对该相就不再进行任何补偿或纠正；而另外的两相则通过两只平衡变压器的作用，使它们的输出均达到目标稳压值的范围。

4.两只平衡变压器，在电路中是独立动作的；每一只平衡变压器根据平衡变压器之前的相电压的实际情况而起作用，或起升压作用、或起降压作用、或起零电压直通作用。

5.平衡变压器之前的相电压，如果低于稳压范围的，则平衡变压器起升压作用；平衡变压器之前的相电压，如果高于稳压范围的，则平衡变压器起降压作用；平衡变压器之前的相电压，如果在稳压范围内的，则平衡变压器起零电压直通作用，如同平衡变压器不存在而被短接。

6.平衡变压器上的平衡线圈，其感应的电压是起升压作用、还是起降压作用、还是起零电压直通作用，由平衡励磁线圈的具体接线方式决定；改变平衡励磁线圈的具体接线结构，可以使平衡线圈上的感应电压改变为升压、或改变为降压、或改变为零电压直通。进一步讲，如果平衡励磁线圈有抽头的，通过改变平衡励磁线圈的不同接线端，还可以改变升压的幅度大小、以及改变降压的幅度大小。

7.自动化控制电路根据检测到的平衡变压器之前的相电压情况，自动化向连接元器件的受控端发出控制命令，连接元器件根据接收到的控制命令改变状况，从而使平衡励磁线圈的具体接线结构发生改变。

8.在本发明中，连接元器件可以是继电器、接触器、双向可控硅、电子开关、以及其他的连接元器件，等等，其共同特征是：当它们连接在电路中时，就使电路具有或切断、或连接、或转的功能。当本发明稳压器的补偿线圈输出端出现不平衡的电压偏差时，即平衡变压器之前的相电压超出了稳压精度的范围时，可以通过改变连接元器件的连接方式，使平衡线圈上产生一个正向的电压或反向的电压；在叠加了正向的电压或反向的电压后，该相输出的相电压便稳定在目标范围内，从而实现了在一定的范围内达到三相平衡。还有，当补偿线圈输出端的电压在稳定的范围内时，可以直接将补偿线圈输出端的电压送至稳压器的输出端，此时，可以将平衡励磁线圈短接，如此，则平衡线圈两端的电压为零，从而达到了补偿线圈输出端的电压直接送至稳压器的输出端之目的。

上面，对本发明作了总体的介绍、说明和解释。下面对各进一步的技术方案，作介绍、说明和解释。

1.进一步的技术方案一。

技术方案内容之一：所述的补偿线圈和平衡线圈串联后再跨接在稳压器的输入端和输出端之间是指：稳压器的输入端、补偿线圈输入端、补偿线圈输出端、平衡线圈输入端、平衡线圈输出端、稳压器的输出端依序串联连接。

以上描述可以参见图6进行理解。图中的标号为：A.输入端；a.输出端；B.输入端；b.输出端；BY-a.补偿变压器；BY-b.补偿变压器；BY-c.补偿变压器；C.输入端；c.输出端；JD-1.继电器；JD-2.继电器；JD-3.继电器；JD-4.继电器；N.中性线；PH-1.平衡变压器；PH-2.平衡变压器；V-1.平衡变压器之前的相电压；V-2.平衡变压器之前的相电压；；VAN.输入相电压；VaN.输出相电压；VBN.输入相电压；VbN.输出相电压；VCN.输入相电压；VcN.输出相电压；TY-a.调压器；TY-b.调压器；TY-c.调压器。

技术方案内容之二：所述的平衡励磁线圈通过连接元器件实现变化的连接是指，包括以下三种暂态变化性质的连接、并且在某一具体时刻只处于其中的一种连接状态：a.平衡励磁线圈，其同名端与相线连接，其异名端与中性线连接；b.平衡励磁线圈，其同名端与中性线连接，其异名端与相线连接；c.平衡励磁线圈，其短接形成闭环。

同名端、异名端说明如下。

可以对平衡励磁线圈的任意一端指定为同名端，如此，则平衡励磁线圈的另一端就为异名端。当平衡励磁线圈上施加交流电后，在平衡线圈上就会产生感应电压；平衡线圈上的两端，与平衡励磁线圈同名端的相位相同的是同名端，与平衡励磁线圈同名端的相位相反的是异名端，

在实际线路调试中，如果发现平衡补偿线圈上的电压增加和减少，目标设想与实际出现的情况恰好相反，说明平衡励磁线圈同名端和异名端的指定有错误；此时只需将平衡补偿线圈的输入端、输出端对换以下即可，或者只需将平衡励磁线圈的输入端、输出端对换以下也可。

上述图6表达的发明内容，可以和图5的现有技术内容对比观察、理解；图5是图1中强电部分的电路结构示意图，图1中的用线电压表达的，在图5中改用相电压表达。

2.进一步的技术方案二。

所述的平衡励磁线圈为单一绕组，或者所述的平衡励磁线圈为具有抽头的绕组；具有抽头的绕组，其抽头数为一个以上。

说明：平衡励磁线圈为单一绕组的，平衡线圈上感应的是单一电压；平衡励磁线圈具有一个抽头的，改变平衡励磁线圈的连接，可以在平衡线圈上感应出两种大小不同的电压供选择；平衡励磁线圈具有两个抽头的，可以在平衡线圈上感应出三种大小不同的电压供选择。

图6中的平衡励磁线圈为单一绕组；图7中的平衡励磁线圈具有一个抽头；图8中的平衡励磁线圈具有两个抽头。

3.进一步的技术方案三。

所述的连接元器件包括一号继电器和二号继电器；所述的平衡励磁线圈为单一绕组；每个继电器均包括：转换接线端，常闭接线端，常开接线端，控制线圈；通电吸合时，转换接线端和常开接线端连通，并且转换接线端和常闭接线端切断；断电释放时，转换接线端和常闭接线端连通，并且转换接线端和常开接线端切断；所述的平衡励磁线圈，其与一号继电器及二号继电器连接为如下关系：所述的一号继电器，其转换接线端与平衡励磁线圈的一端连接，其常闭接线端与稳压器输出端连接，其常开接线端与中性线连接；所述的二号继电器，其转换接线端与平衡励磁线圈的另一端连接，其常闭接线端与中性线连接，其常开接线端与稳压器输出端连接；一号继电器的控制线圈和二号继电器的控制线圈，它们与所述的自动化控制电路连接。

以上描述可结合图16进行理解。本技术方案的优点是：电路简单，不会发生因瞬时同时导通而发生大电流短路的现象，即两个继电器因其机械结构保证了：不会发生常开接线端和常闭接线端直接导通的情况，从而避免了相线和中性线发生大电流短路的现象。

图16中的标号说明：B.输入端；b.输出端；BY-b.补偿变压器；J-a.一号继电器；J-b.二号继电器；N.中性线；PH-1.平衡变压器；TY-b.调压器；VBN.输入相电压；VbN.输出相电压。图16中还画有保险丝，以防止继电器出现故障时，过大电流烧毁电路。

4.进一步的技术方案四。

所述的连接元器件包括：第一继电器、第二继电器和第三继电器；所述的平衡励磁线圈为具有一个抽头的绕组，换言之，平衡励磁线圈有三个引线端，分别是首端、抽头端和尾端；每个继电器均包括：转换接线端，常闭接线端，常开接线端，控制线圈；通电吸合时，转换接线端和常开接线端连通，并且转换接线端和常闭接线端切断；断电释放时，转换接线端和常闭接线端连通，并且转换接线端和常开接线端切断；所述的平衡励磁线圈，其与第一继电器、第二继电器和第三继电器连接为如下关系：所述的第一继电器，其转换接线端与平衡励磁线圈的首端连接，其常开接线端与稳压器输出端连接，其常闭接线端与中性线连接；所述的第二继电器，其转换接线端与第三继电器的转换接线端连接，其常闭接线端与中性线连接，其常开接线端与稳压器输出端连接；所述的第三继电器，其常闭接线端与平衡励磁线圈的尾端连接，其常开接线端与平衡励磁线圈的抽头端连接；第一继电器的控制线圈，第二继电器的控制线圈，第三继电器的控制线圈，它们与所述的自动化控制电路连接。

以上描述可结合图17进行理解。

图17中的标号说明：B.输入端；b.输出端；BY-b.补偿变压器；JD-01.第一继电器；JD-02.第二继电器；JD-03.第三继电器；N.中性线；PH-1.平衡变压器；TY-b.调压器；VBN.输入相电压；VbN.输出相电压。

5.进一步的技术方案五。

所述的平衡励磁线圈为单一绕组；所述的连接元器件包括第一、第二、第三和第四双向可控硅；每一个双向可控硅包括控制端和两个接线端；第一双向可控硅，其一个接线端与稳压器输出端连接，其另一接线端与平衡励磁线圈的首端连接；第二双向可控硅，其一个接线端与中性线连接，其另一个接线端与平衡励磁线圈的首端连接；第三双向可控硅，其一个接线端与稳压器输出端连接，其另一个接线端与平衡励磁线圈的尾端连接；第四双向可控硅，其一个接线端与中性线连接，其另一个接线端与平衡励磁线圈的尾端连接；所述的第一、第二、第三和第四双向可控硅，它们的控制端与所述的自动化控制电路连接。

每一个双向可控硅相当于一只开关，是开还是关由控制电路决定，控制电路将信号送往控制端进行控制。

图18中，每只双向可控硅前还串联连接了一只限流电阻。多个双向可控硅在通断转换过程的瞬间，往往容易出现或可能出现同时导通而发生短路，而该电阻可以进行限流保护，以避免双向可控硅烧毁。

图18中的标号说明：B.输入端；b.输出端；BY-b.补偿变压器；N.中性线；PH-1.平衡变压器；TY-b.调压器；VBN.输入相电压；VbN.输出相电压。

在图18中的平衡励磁线圈，其首端在右，其尾端在左；第一、第二、第三和第四双向可控硅，在图14中依序从上到下排列。

图中的四个双向可控硅，在控制电路的指挥下，有以下暂态变化性质的三种连接导通状态、并且在某一具体时刻只处于其中的一种连接导通状态：

第一种连接导通状态：第一双向可控硅和第四双向可控硅导通，励磁电流流经的路径为：相线(稳压器输出端)→第一双向可控硅→平衡励磁线圈首端→平衡励磁线圈尾端→第四双向可控硅→中性线；此种状态时，平衡补偿线圈感应正向电压。

第二种连接导通状态：第二双向可控硅和第三双向可控硅导通，励磁电流流经的路径为：相线(稳压器输出端)→第三双向可控硅→平衡励磁线圈尾端→平衡励磁线圈首端→第二双向可控硅→中性线；此种状态时，平衡补偿线圈感应反向电压。注：第二种连接导通状态和第一种连接导通状态，它们的励磁电流的方向相反，所以感应的叠加电压方向相反。

第三种连接导通状态：目标是平衡励磁线圈的首尾短接形成闭环。为了实现首尾短接，可以是第一双向可控硅、第三双向可控硅处于导通状态，也可以是第二双向可控硅和第四双向可控硅导通处于导通状态；但是，在设计或制造调试时，千万避免相线和中性线通过双向可控硅发生直通的情况出现！

6.进一步的技术方案六。

所述的稳压器的输入端、补偿线圈、平衡线圈、稳压器的输出端依序串联连接；所述的连接元器件包括：第1继电器和第2继电器，第一交流接触器、第二交流接触器、第三交流接触器和第四交流接触器；所述的继电器均含有：常开接线端，常闭接线端，转换接线端；继电器吸合时，转换接线端与常开接线端连接并且转换接线端与常闭接线端断开，继电器释放时，转换接线端与常闭接线端连接并且转换接线端与常开接线端断开；第1继电器的控制线圈，第2继电器的控制线圈分别与自动化控制电路连接；所述的交流接触器，其每个均含有：电磁线圈，常开主触头，常闭辅助触头；电磁线圈通电吸合时，常闭辅助触头切断、常开主触头导通；电磁线圈断电释放时，常闭辅助触头导通、常开主触头切断；稳压器的输出端、第一交流接触器的常闭辅助触头、第二交流接触器的电磁线圈、第1继电器的常闭接线端、第1继电器的转换接线端、中性线串联连接；稳压器的输出端、第二交流接触器的常闭辅助触头、第一交流接触器的电磁线圈、第1继电器的常开接线端串联连接；稳压器的输出端、第四交流接触器的常闭辅助触头、第三交流接触器的电磁线圈、第2继电器的常闭接线端、第2继电器的转换接线端、中性线串联连接；稳压器的输出端、第三交流接触器的常闭辅助触头、第四交流接触器的电磁线圈、第2继电器的常开接线端串联连接；所述的平衡励磁线圈，其为单一绕组，其包括首端和尾端；平衡励磁线圈通过连接元器件形成如下的电路结构：第一交流接触器常开主触头，其一端与稳压器的输出端连接，其另一端与平衡励磁线圈的尾端连接；第二交流接触器常开主触头，其一端与中性线连接，其另一端与平衡励磁线圈的尾端连接；第三交流接触器常开主触头，其一端与稳压器的输出端连接，其另一端与平衡励磁线圈的首端连接；第四交流接触器常开主触头，其一端与中性线连接、其另一端与平衡励磁线圈的首端连接。

对于以上的技术方案描述，有如下说明。

在实际线路调试中，发现平衡补偿线圈上的电压增加和减少相反了，说明平衡励磁线圈同名端和异名端的指定有错误，只需将平衡补偿线圈的输入端、输出端对换以下即可，或者只需将平衡励磁线圈的输入端、输出端对换以下即可。

上述进一步的技术方案可以结合图19和图20进行理解。图20左侧的输入电压从稳压器的输出端接入。

图11和图12中的标号说明：B.输入端；b.输出端；BY-b.补偿变压器；J1-A.第1继电器；J1-B.第2继电器；JL1.第一交流接触器；JL1F.第一交流接触器常闭辅助触头；JL2.第二交流接触器；JL2F.第二交流接触器常闭辅助触头；JL3.第三交流接触器；JL3F.第三交流接触器常闭辅助触头；JL4.第四交流接触器；JL4F.第四交流接触器常闭辅助触头；N.中性线；PH-1.平衡变压器；TY-b.调压器；VBN.输入相电压；VbN.输出相电压。

交流接触器是一种人们熟知的传统产品。在一个交流接触器电磁线圈的驱动电路中串接了其它的交流接触器常闭辅助触头，可以确保在任何情况下，两个交流接触器不会同时处于吸合状态。也就是讲，第一和第二交流接触器不会同时吸合，第三和第四交流接触器不会同时吸合，由此避免了因瞬时同时导通而发生大电流短路的现象(如果发生短路，图19中短路大电流的路径是：输出端的相线→接触器1的主触头→接触器2的主触头→中性线；或者输出端的相线→接触器3的主触头→接触器4的主触头→中性线)。一个交流接触器电磁线圈产生吸动的前提条件是：与其对应的另一个交流接触器必须处于释放状态(即对应交流接触器的常闭辅助触头必须导通)。

7.进一步的技术方案七。

所述的自动化控制电路，包括智能部件、该智能部件中含有CPU；智能部件的输出端与连接元器件连接，其具体连接方式为以下三者中的任意一者：

a.智能部件的输出端直接与连接元器件的控制端连接；

b.智能部件的输出端通过中间接口与连接元器件的控制端连接；

c.所述的自动化控制电路还包括放大电路，智能部件的输出端与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与连接元器件的控制端连接。

CPU是中央处理单元(CentralProcessUnit)的缩写，它可以被简称做微处理器(Microprocessor)，PC计算机、单片机、可编程序处理器等等，都设有含CPU的智能部件。所以，在本发明稳压器的自动化电路中，可以使用PC计算机，单片机，可编程序处理器，以及其它含CPU智能部件的装置，以谋求质量高、成本低的综合技术效果。

在后面的实施例三中，介绍了图8所示发明电路的情况。在图8中的两个平衡变压器，每个平衡变压器有一个平衡励磁线圈，每个平衡励磁线圈有两个抽头。对于图8所示的发明电路，其控制原理和动作较复杂，可以采用单片机或可编程序处理器进行控制。

实施例一

结合图1、图2、图21、图22、图23和图24进行说明。

图21、图22、图23中的标号说明：A.输入端；a.输出端；B.输入端；b.输出端；bb.连接点；BY-a.补偿变压器；BY-b.补偿变压器；BY-c.补偿变压器；C.输入端；c.输出端；cc.连接点；JD-1.继电器；JD-2.继电器；N.中性线；nn.连接点；PH-1.平衡变压器；PH-2.平衡变压器；V-1.平衡变压器之前的相电压；V-2.平衡变压器之前的相电压；VAN.输入相电压；VaN.输出相电压；VBN.输入相电压；VbN.输出相电压；VCN.输入相电压；VcN.输出相电压；TY-a.调压器；TY-b.调压器；TY-c.调压器。

图24中的标号说明：DZ23是硅稳压管；D26是二极管；D27是二极管；IC21是由运算放大器构成的电压比较器；IC22是由运算放大器构成的电压比较器；ICD6是整流电路；ICD7是整流电路；ICD8是整流电路；C21是电容；C22是电容；C23是电容；C24是电容；C25是电容；C29是电容；J30是继电器；J31是继电器；RP21是电位器；R23是电阻；R24是电阻；R25是电阻；R26是电阻；2R7是电阻；R28是电阻；R29是电阻；R30是电阻；R31是电阻；TR7是第二电源变压器；TR8是第二信号采样变压器；T21是三极管；T22是三极管；U4是第四电压；U5是第五电压；U6是第六电压；7812A是三端式稳压块。

本实施例是将某一现有技术的三相稳压器改造为本发明技术的稳压器。现有技术的三相稳压器不能解决三相电压不平衡的问题，为此，运用本发明技术使三相电压不平衡的问题得到解决。

图1是现有技术稳压器的示意框图，图2是图1稳压器的控制部分电原理图。对于图1和图2及其相关的技术内容，我们已经在具体实施方式的开头部分作了详细的介绍。

图1中稳压器中的调压器，可以制造为三只单相的调压器，也可以制造为一只三相的调压器；不论是三只单相的调压器、还是一只三相的调压器，在三相线路中，调压器是同步动作的，即：调压器中的碳刷等导电接触零件，在三相线路中同步动作，包括同步正向滑动、同步反向滑动、同步停止滑动。由于调压器在三相线路中同步动作，所以该现有技术稳压器无法解决三相电压不平衡的问题。

图3是图1中的强电部分的示意图；图3中各处的电压用线电压表达。图21是本实施例发明技术的三相稳压器；发明稳压器在图1现有技术稳压器的基础上改造而成。图21中，减速机构等框图省略未画，各处的电压从原来的线电压改用相电压表示；还有，在现有技术稳压器的基础上，发明稳压器增加了两只平衡变压器、及连接元器件(继电器)；此外，自动化控制电路的功能也得到增加，以使平衡励磁线圈通过连接元器件(继电器)实现变化的连接。

现假设：现有技术的稳压器和发明技术的稳压器，均具有如下相同的部分(不是全部)技术指标：

稳压器用在三相四线制的电源电路中，输入电压范围是380V±10％(线电压)，频率50Hz，交流正弦波，输出电压范围是380V±1％(线电压)。对于以上用线电压表述的技术指标，可以用相电压重新予以表述：稳压器用在三相四线制的电源电路中，输入电压范围是220V±10％(相电压)，频率50Hz，交流正弦波，输出电压范围是220V±1％(相电压)。

对于图21所示的稳压器，调压器的动作为现有技术，已经在具体实施方式的开头部分作了详细的介绍，这里不再重复赘述。对于4只继电器的动作原理说明如下。

标号为JD-1和JD-2的两只继电器，用一块电路板进行控制；标号为JD-3和JD-4的两只继电器，用另一块电路板进行控制。前述的两块电路板，它们的控制原理相同，所以只需介绍控制JD-1、JD-2继电器的电路板原理即可。控制JD-1、JD-2继电器的电路板，其电原理见图24。

在图2中，左侧的TR5变压器是电源变压器，它向电路提供电源，其输入两端接在图21中稳压器输出的a端和N端(此两端电压为220V±1％)。图2中，右侧的TR6变压器是信号采样变压器，它采集电压高低的信号，其输入的两个接线端，与图21中的a端和N端连接，自动化控制电路检测到的是输出相电压VaN，再根据输出相电压VaN的大小作出判断，并发布命令使调压器在三相电路中同步调压，最终将输出相电压VaN保持在220V±1％范围内。图2的作用、原理和控制方法，前面也已经作过详细的描述，在此不再重复介绍了。

在图24中，很多内容或原理与图2是相似的，下面重点介绍不同之处等等。图24中，左侧的TR7是第二电源变压器，它向图24中的各电路提供所需的电能，其输入两端接在图21中稳压器输出的a端和N端(此两端电压为220V±1％)。图24中，右侧的TR8是第二信号采样变压器，它采集标号平衡变压器之前的相电压之高低信号。

按照图24电原理制作的电路板为相同电路结构的两块；第一块电路板中的第二信号采样变压器TR8，其输入的两个接线端，与图21中的bb连接点和nn连接点连接，如此连接所检测到的是标号为V-1的平衡变压器之前的相电压。第二块电路板中的第二信号采样变压器，其输入的两个接线端，与图21中的cc连接点和nn连接点连接，如此连接所检测到的是标号为V-2的平衡变压器之前的相电压。

在图24中，三端式直流稳压器件7812A，该直流稳压器件一方面向电压比较器IC21、电压比较器IC22提供稳定的电源，另一方面通过电阻R29和硅稳压管DZ23，向电压比较器IC21、电压比较器IC22提供进行判断的基准电压，其中，向电压比较器IC22提供的基准电压还经过电阻R23和电阻R24的分压降压，以保证电压比较器IC22反相输入端的基准电压、低于电压比较器IC21反相输入端的基准电压。第二信号采样变压器TR8输出的交流电经整流、滤波后成直流电，再经电位器RP21调节大小，送至电压比较器IC21、电压比较器IC22的同相输入端；电容C25可以进一步抑制直流电压的波动。

当第二信号采样变压器TR8输入端为低电压时，两个电压比较器均输出低电平，因此三极管T21、三极管T22处于截止状态，继电器JD-1、继电器JD-2均为释放状态。当第二信号采样变压器TR8输入端上升到一定的电压时，电压比较器IC22翻转、电压比较器IC21不变，三极管T21导通、三极管T22截止，继电器JD-1吸合、继电器JD-2保持释放。当第二信号采样变压器TR8输入端继续上升时，电压比较器IC21也翻转，两个电压比较器均输出高电平，两个三极管均导通，两个继电器均为吸合。

整机任务的分配为：1.稳压器输出的VaN相电压保证达到220V±1％(相电压)，由图2所示的控制电路并通过调压器移动碳刷来执行，并且是三相同步调压，其实这也是现有技术稳压器所具有的功能；2.标号为V-1平衡变压器之前的相电压和标号为V-2平衡变压器之前的相电压，则需要分别对不平衡的电压进行纠偏，具体有以下a、b、c三种情况。

a.平衡变压器之前的相电压在220V±1％精度范围的，平衡励磁线圈短接，平衡线圈感应电压为零、相当于直通。

b.平衡变压器之前的相电压偏低的，平衡励磁线圈通过连接元器件的变化连接，使平衡线圈感应正向的电压，从而达到输出的相电压不再偏低。

c.平衡变压器之前的相电压偏高的，平衡励磁线圈通过连接元器件的变化连接，使平衡线圈感应反向的电压，从而达到输出的相电压不再偏高。

对于以上整机任务的分配、以及a、b、c的三种情况，为了使阅读者更好的理解，以下结合图21、图22、图23、图24进行说明。

在图21中，稳压器输出的VaN相电压达到220V±1％(相电压)，该要求是由图2所示的控制电路并通过调压器移动碳刷来实现，并且是三相同步调压，其实这也是现有技术稳压器所具有的功能。如果三相电压是平衡的，当VaN相电压符合220V±1％(相电压)的精度要求，则VbN相电压和VcN相电压均符合220V±1％的精度要求；如果三相电压是不平衡的，当VaN相电压符合220V±1％(相电压)的精度要求时，则VbN相电压和VcN相电压不一定均符合220V±1％的精度要求。

以图21中假设的电压情况为例，输入相电压：VAN为190V，VBN为187V，VCN为193V；输出相电压VaN为218V；在碳刷接触的这一点，调压器的升压比＝218÷190≈1.147，所以平衡变压器之前的相电压：V-1为214.6V，V-2为221.4V。前述调压器的升压比，或者在其他情况中出现的降压比，在某一具体情况的瞬间，其比率在三相中是相同的。

显然，平衡变压器之前的相电压V-1为214.6V、不符合220V±1％的精度要求，而V-2为221.4V、符合220V±1％的精度要求。因此，需要对214.6V的V-1相电压进行升压处理，图21中的JD-1和JD-2处于释放状态，此时平衡励磁线圈为正向连接，其一端与稳压器输出的b端连接，其另一端与中性线连接，由此在平衡线圈上感应出约为4V的正向电压，致使输出相电压VbN为218.6V，符合220V±1％的精度要求。还有，由于V-2为221.4V、符合220V±1％的精度要求，所以将V-2电压直接输出；见图21中，JD-3吸合、JD-4释放，由此造成平衡励磁线圈短接，从而在平衡线圈产生的电压为零，相当于平衡线圈短接而直通。总而言之，在图21中，虽然三相输入相电压不平衡，但在输出处，三个相电压均实现了基本平衡，并且三个相电压均满足220V±1％的精度要求。，

结合图22进行说明。当输入电压有了提高，输入相电压VAN由原来的190V提高到了191.7V，输入相电压VBN由原来的187V提高到了188.7V，输入相电压VCN由原来的193V提高到了194.7V；输出相电压VaN由原来的218V提高到了220V，由于220V符合220V±1％的精度要求，因此调压器不发生动作，即碳刷保持在原来位置不变，调压器的升压比1.147保持不变。然而，此时的平衡变压器之前的相电压V-1为216.5V，V-2为223.4V。由于平衡变压器之前的相电压V-1为216.5V，电压值偏低，故继电器JD-1和JD-2均保持为释放状态，由此在平衡线圈上继续感应出约为4V的正向电压，致使输出相电压VbN为220.5V，符合220V±1％的精度要求。另外，由于平衡变压器之前的相电压V-2为223.4V，电压值偏高，故继电器JD-3和JD-4均为吸合状态，平衡励磁线圈为反向连接，其一端与中性线连接，其另一端与稳压器输出的b端连接，由此在平衡线圈上感应出约为4V的反向电压，致使输出相电压VbN为219.4V，符合220V±1％的精度要求。

结合图23进行说明。当输入电压有了进一步提高，输入相电压VAN提高到193.5V，输入相电压VBN提高到190.4V，输入相电压VCN提高到196.5V；输出相电压VaN提高到222V，由于222V符合220V±1％的精度要求，因此调压器不发生动作，即碳刷保持在原来位置不变，调压器的升压比1.147保持不变。但是，此时的平衡变压器之前的相电压V-1为218.5V，V-2为225.5。由于平衡变压器之前的相电压V-1为218.5V，符合220V±1％的精度要求，故继电器JD-1吸合，继电器JD-2释放，平衡励磁线圈为短接，由此在平衡线圈上感应零V电压，致使输出相电压VbN为218.5V，符合220V±1％的精度要求。还有，由于平衡变压器之前的相电压V-2为225.5V，电压值偏高，故继电器JD-3和JD-4继续保持吸合状态，平衡励磁线圈为反向连接，由此在平衡线圈上感应出约为4V的反向电压，致使输出相电压VbN为221.5V，符合220V±1％的精度要求。

现在，再概括的进行说明如下。

第一，当稳压器输出相电压VaN低于217.8V时或高于222.2V时，调压器动作，并且该动作为三相同步调节，最终使稳压器输出相电压VaN符合220V±1％的精度要求。

第二，当稳压器输出相电压VaN符合220V±1％的精度要求时，调压器不再动作；如果三相电压不平衡，造成平衡变压器之前的相电压V-1、V-2不符合220V±1％精度要求的问题，其分别解决如下。

1.通过继电器JD-1和继电器JD-2对平衡励磁线圈变化连接，使平衡变压器之后的输出相电压VbN符合220V±1％精度，其具体为a、b、c三种情况。

a.当平衡变压器之前的相电压V-1偏低时，平衡励磁线圈正向连接，使输出相电压VbN升高；

b.当平衡变压器之前的相电压V-1偏高时，平衡励磁线圈反向连接，使输出相电压VbN降低；

c.当平衡变压器之前的相电压V-1符合220V±1％精度的要求时，平衡励磁线圈短接，使输出相电压VbN等于平衡变压器之前的相电压V-1。

2.通过继电器JD-3和继电器JD-4对平衡励磁线圈变化连接，使平衡变压器之后的输出相电压VcN符合220V±1％精度，其措施与上述的a、b、c三种情况雷同。

实施例二

以稳压器的输出精度为1％为例，当稳压器输出相电压VaN不符合220V±1％的精度要求时，调压器动作、并且三相同步进行调节；经调节后，当稳压器输出相电压VaN符合220V±1％的精度要求时，调压器不再动作(尽管稳压器输出相电压VbN、VcN可能不符合220V±1％的精度要求)。

本实施例对稳压器输出相电压VaN符合220V±1％精度要求、而输出相电压VbN不符合220V±1％精度要求的情况进行说明；并且对本发明的其他情况也进行说明。

参见图25；图25中的标号：B.输入端；b.输出端；BY-b.补偿变压器；JD-1.继电器；JD-2.继电器；N.中性线；PH-1.平衡变压器；V-1.平衡变压器之前的相电压；VbN.输出相电压；TY-b.调压器；LX.平衡励磁线圈；PX.平衡线圈。

平衡励磁线圈LX位置的小黑点为同名端；平衡线圈PX位置的小黑点为同名端。

当平衡变压器之前的相电压V-1为216V时，需要将输出相电压VbN提高，提高的电压数值为4V。

假设三相稳压器输出总功率为30KVA，则每一相等于或约等于10KVA。

图中的平衡变压器PH-1，可以得到如下参数：

流经平衡线圈PX的电流＝10KVA÷220V≈45.5A；平衡线圈PX上感应的电压为4V；平衡变压器PH-1的功率＝4V×45.5A＝182VA；平衡励磁线圈LX的电压为220V，平衡励磁线圈LX的励磁电流＝182VA÷220V≈0.83A。

平衡励磁线圈LX的励磁电流也可以计算为：励磁电流＝4V÷220V×45.5≈0.83A。

平衡励磁线圈LX和平衡线圈PX以图25所示认定的同名端，并进行线路连接。

图25中的平衡变压器PH-1可以绘制成图26的变压器常见表达形式。在图26中，平衡励磁线圈LX为变压器的初级线圈，绘制在图的左部；平衡线圈PX为变压器的次级线圈，绘制在图的右部。

由于变压器有了相关的参数：功率为45.5A；输入电压为220V，输出电压为4V，等等，所以，本实施例中所需的平衡变压器PH-1，它的设计、制造和测试与现有技术的单相变压器类设计、制造和测试相同，因此不再赘述。

实施例三

本实施例中的平衡励磁线圈，其抽头数为两个，见图8。

图8中的标号说明：A.输入端；a.输出端；B.输入端；b.输出端；BY-a.补偿变压器；BY-b.补偿变压器；BY-c.补偿变压器；C.输入端；c.输出端；JD-11.继电器；JD-12.继电器；JD-13.继电器；JD-14.继电器；JD-15.继电器；JD-16.继电器；JD-17.继电器；JD-18.继电器；N.中性线；PH-1.平衡变压器；PH-2.平衡变压器；V-1.平衡变压器之前的相电压；V-2.平衡变压器之前的相电压；VAN.输入相电压；VaN.输出相电压；VBN.输入相电压；VbN.输出相电压；VCN.输入相电压；VcN.输出相电压；TY-a.调压器；TY-b.调压器；TY-c.调压器。

如果平衡励磁线圈有抽头，并且抽头数多的话，其有利之处是：可以设计成平衡线圈上感应的电压大，而且感应的电压有大小不同的多档供选用；因此，本实施例中的技术方案可用于三相电压较为严重不平衡的地方。为了说明道理，下面结合图9至图15进行介绍。

图9表达的是图8的一部分内容。图9中有三个继电器，标号分别是JD-11、JD-12和JD-13。

当平衡励磁线圈通过三个继电器对外连接如图9时，平衡励磁线圈为自行短接形成闭环，从而在平衡线圈上感应的电压为零。

当平衡励磁线圈通过三个继电器对外连接如图10时，平衡线圈上感应最小的正向电压。

当平衡励磁线圈通过三个继电器对外连接如图11时，平衡线圈上感应次小的正向电压。

当平衡励磁线圈通过三个继电器对外连接如图12时，平衡线圈上感应最大的正向电压。

当平衡励磁线圈通过三个继电器对外连接如图13时，平衡线圈上感应的是反向电压，并且反向电压为最小。

当平衡励磁线圈通过三个继电器对外连接如图14时，平衡线圈上感应的是反向电压，并且反向电压为次小。

当平衡励磁线圈通过三个继电器对外连接如图13时，平衡线圈上感应的是反向电压，并且反向电压为最大。

实施例四

关于平衡励磁线圈短接形成闭环的问题，前面各有关部分已经陆续进行了介绍；本实施例补充一些内容，再集中进行说明。

图27中，平衡变压器PH-1中的平衡励磁线圈，该线圈有两个抽头。

图27是平衡励磁线圈短接形成闭环的示意图之一，图中为最典型的首尾短接类型，其效果是在平衡线圈上感应的电压值为0V；图27至图32，都是平衡励磁线圈短接形成闭环的示意图，它们的效果均为在平衡线圈上感应的电压值为0V。

Claims (8)

1.三相补偿式稳压器，其输入端与三相四线制的供电电源连接，其输出端与负载连接；所述的四线为三根相线和一根中性线；所述的稳压器包括：自动化控制电路，补偿变压器，使用电机驱动和使用碳刷接触连接的调压器；所述的补偿变压器，包括三个补偿线圈和三个补偿励磁线圈，三个补偿线圈各自位于三根相线线路中；调压器的输出端与补偿变压器的补偿励磁线圈连接；

所述的调压器在三相中同步联动；

其特征是：包括两只平衡变压器；

所述的自动化控制电路包括连接元器件，所述的连接元器件含有受控端和接线端；

所述的平衡变压器，其每一个均包括：铁心，平衡线圈，平衡励磁线圈；

稳压器内部的三根相线线路，一根相线线路设置为补偿线圈跨接在稳压器的输入端和输出端之间，另外的两根相线线路均设置为补偿线圈和平衡线圈串联后再跨接在稳压器的输入端和输出端之间；

所述的连接元器件，其受控端与控制电路连接；平衡励磁线圈通过连接元器件实现变化的连接。

2.根据权利要求1所述的三相补偿式稳压器，其特征是：

所述的补偿线圈和平衡线圈串联后再跨接在稳压器的输入端和输出端之间是指：稳压器的输入端、补偿线圈输入端、补偿线圈输出端、平衡线圈输入端、平衡线圈输出端、稳压器的输出端依序串联连接；

所述的平衡励磁线圈通过连接元器件实现变化的连接是指，包括以下三种暂态变化性质的连接、并且在某一具体时刻只处于其中的一种连接状态：

a.平衡励磁线圈，其同名端与相线连接，其异名端与中性线连接；

b.平衡励磁线圈，其同名端与中性线连接，其异名端与相线连接；

c.平衡励磁线圈，其短接形成闭环。

3.根据权利要求2所述的三相补偿式稳压器，其特征是：所述的平衡励磁线圈为单一绕组，或者所述的平衡励磁线圈为具有抽头的绕组；具有抽头的绕组，其抽头数为一个以上。

4.根据权利要求1所述的三相补偿式稳压器，其特征是：所述的连接元器件包括一号继电器和二号继电器；所述的平衡励磁线圈为单一绕组；

每个继电器均包括：转换接线端，常闭接线端，常开接线端，控制线圈；通电吸合时，转换接线端和常开接线端连通，并且转换接线端和常闭接线端切断；断电释放时，转换接线端和常闭接线端连通，并且转换接线端和常开接线端切断；

所述的平衡励磁线圈，其与一号继电器及二号继电器连接为如下关系：

所述的一号继电器，其转换接线端与平衡励磁线圈的一端连接，其常闭接线端与稳压器输出端连接，其常开接线端与中性线连接；

所述的二号继电器，其转换接线端与平衡励磁线圈的另一端连接，其常闭接线端与中性线连接，其常开接线端与稳压器输出端连接；

一号继电器的控制线圈和二号继电器的控制线圈分别与所述的自动化控制电路连接。

5.根据权利要求1所述的三相补偿式稳压器，其特征是：所述的连接元器件包括：第一继电器、第二继电器和第三继电器；所述的平衡励磁线圈为具有一个抽头的绕组，换言之，平衡励磁线圈有三个引线端，分别是首端、抽头端和尾端；

每个继电器均包括：转换接线端，常闭接线端，常开接线端，控制线圈；通电吸合时，转换接线端和常开接线端连通，并且转换接线端和常闭接线端切断；断电释放时，转换接线端和常闭接线端连通，并且转换接线端和常开接线端切断；

所述的平衡励磁线圈，其与第一继电器、第二继电器和第三继电器连接为如下关系：

所述的第一继电器，其转换接线端与平衡励磁线圈的首端连接，其常开接线端与稳压器输出端连接，其常闭接线端与中性线连接；

所述的第二继电器，其转换接线端与第三继电器的转换接线端连接，其常闭接线端与中性线连接，其常开接线端与稳压器输出端连接；

所述的第三继电器，其常闭接线端与平衡励磁线圈的尾端连接，其常开接线端与平衡励磁线圈的抽头端连接；

第一继电器的控制线圈，第二继电器的控制线圈，第三继电器的控制线圈分别与所述的自动化控制电路连接。

6.根据权利要求1所述的三相补偿式稳压器，其特征是：所述的平衡励磁线圈为单一绕组；

所述的连接元器件包括第一、第二、第三和第四双向可控硅；每一个双向可控硅包括控制端和两个接线端；

第一双向可控硅，其一个接线端与稳压器输出端连接，其另一接线端与平衡励磁线圈的首端连接；第二双向可控硅，其一个接线端与中性线连接，其另一个接线端与平衡励磁线圈的首端连接；第三双向可控硅，其一个接线端与稳压器输出端连接，其另一个接线端与平衡励磁线圈的尾端连接；第四双向可控硅，其一个接线端与中性线连接，其另一个接线端与平衡励磁线圈的尾端连接；第一双向可控硅的控制端，第二双向可控硅的控制端，第三双向可控硅的控制端，第四双向可控硅的控制端分别与所述的自动化控制电路连接。

7.根据权利要求1所述的三相补偿式稳压器，其特征是：

所述的稳压器的输入端、补偿线圈、平衡线圈、稳压器的输出端依序串联连接；

所述的连接元器件包括：第1继电器和第2继电器，第一交流接触器、第二交流接触器、第三交流接触器和第四交流接触器；

所述的继电器均含有：常开接线端，常闭接线端，转换接线端；继电器吸合时，转换接线端与常开接线端连接并且转换接线端与常闭接线端断开，继电器释放时，转换接线端与常闭接线端连接并且转换接线端与常开接线端断开；第1继电器的控制线圈，第2继电器的控制线圈分别与自动化控制电路连接；

所述的交流接触器，其每个均含有：电磁线圈，常开主触头，常闭辅助触头；电磁线圈通电吸合时，常闭辅助触头切断、常开主触头导通；电磁线圈断电释放时，常闭辅助触头导通、常开主触头切断；

稳压器的输出端、第一交流接触器的常闭辅助触头、第二交流接触器的电磁线圈、第1继电器的常闭接线端、第1继电器的转换接线端、中性线串联连接；

稳压器的输出端、第二交流接触器的常闭辅助触头、第一交流接触器的电磁线圈、第1继电器的常开接线端串联连接；

稳压器的输出端、第四交流接触器的常闭辅助触头、第三交流接触器的电磁线圈、第2继电器的常闭接线端、第2继电器的转换接线端、中性线串联连接；

稳压器的输出端、第三交流接触器的常闭辅助触头、第四交流接触器的电磁线圈、第2继电器的常开接线端串联连接；

所述的平衡励磁线圈，其为单一绕组，其包括首端和尾端；平衡励磁线圈通过连接元器件形成如下的电路结构：

第一交流接触器常开主触头，其一端与稳压器的输出端连接，其另一端与平衡励磁线圈的尾端连接；

第二交流接触器常开主触头，其一端与中性线连接，其另一端与平衡励磁线圈的尾端连接；

第三交流接触器常开主触头，其一端与稳压器的输出端连接，其另一端与平衡励磁线圈的首端连接；

第四交流接触器常开主触头，其一端与中性线连接、其另一端与平衡励磁线圈的首端连接。

8.根据权利要求1所述的三相补偿式稳压器，其特征是：所述的自动化控制电路，包括智能部件，该智能部件中含有CPU；

智能部件的输出端与连接元器件连接，其具体连接方式为以下三者中的任意一者：

a.智能部件的输出端直接与连接元器件的控制端连接；

b.智能部件的输出端通过中间接口与连接元器件的控制端连接；

c.所述的自动化控制电路还包括放大电路，智能部件的输出端与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与连接元器件的控制端连接。