CN201048355Y - 一种可全程调节的组合式调压器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可全程调节的组合式调压器,通过双电刷柱式接触调压器与匹配变压器的配合来实现全程调压的目的。其特征在于柱式接触调压器的输出端与匹配变压器的输入端连接,该组合式调压器的一个输出端与匹配变压器的第一输出端连接,该组合式调压器的另一个输出端与柱式接触调压器连接,匹配变压器的第二输入端与柱式接触调压器连接。本实用新型集合了感应调压器和接触调压器二者的特长,又互补了二者的缺陷,因此,本实用新型的组合式调压器具有调节范围广,空载电流小,损耗小,效率高,波形好,不存在电磁扭力矩,调节轻便,耐受瞬时冲击能力强等特点。
Description
技术领域:
本实用新型涉及调压器领域,具体涉及一种可带电连续调节,并且可在0到100%额定输出电压范围内全程调节的组合式调压器。
背景技术:
目前市场上感应调压器虽然具有调节范围广的优点,但存在着起始电压较难达到0,空载电流大,阻抗大,调节曲线的线性度差,波形畸变比柱式接触调压器大,调节时必须克服电磁扭力矩,调节功率大,不能耐受较大的瞬时冲击等缺点。而柱式接触调压器虽能做到起始电压为0,空载电流小,波形畸变小,不存在电磁扭力矩,能耐受瞬时过载冲击,但是它的调节范围小,仅限于0到电源电压的1.25倍的范围内。
发明内容:
本实用新型的目的在于提供一种调节范围与感应调压器一样宽广,并能实现0到100%额定输出电压范围内可全程调节的组合式调压器。
为了实现上述目的,本实用新型的技术方案如下:一种可全程调节的组合式调压器,它包括柱式接触调压器和匹配变压器,其中柱式接触调压器的输入端即为组合式调压器的输入端,该柱式接触调压器具有双电刷输出端,其特征在于该柱式接触调压器的输出端与匹配变压器的输入端连接,该组合式调压器的一个输出端与匹配变压器的第一输出端连接,该组合式调压器的另一个输出端与柱式接触调压器连接,匹配变压器的第二输入端与柱式接触调压器连接。
根据本实用新型的第一实施例,该柱式接触调压器设有调压线圈,调压线圈的第一端为柱式接触调压器的第一输入端,调压线圈的第二端为柱式接触调压器的第二输入端,第一电刷输出端和第二电刷输出端位于调压线圈的第一端和第二端之间,该柱式接触调压器的第一输入端和组合式调压器的第一输入端连接,该柱式接触调压器的第二输入端和组合式调压器的第二输入端连接,该柱式接触调压器的第一电刷输出端和第二电刷输出端分别与匹配变压器的第一输入端和第二输入端连接,该组合式调压器的第二输出端与匹配变压器的第一输出端连接,该匹配变压器的第二输出端与调压线圈的第二端连接,该组合式调压器的第一输出端与调压线圈的第一端连接。
根据本实用新型的第二实施例,该柱式接触调压器设有调压线圈,调压线圈的第一端为柱式接触调压器的第一输入端,调压线圈的第二端为柱式接触调压器的第二输入端,第一电刷输出端、第二电刷输出端以及降压自耦抽头均位于调压线圈的第一端和第二端之间,该柱式接触调压器的第一输入端和组合式调压器的第一输入端连接,该柱式接触调压器的第二输入端和组合式调压器的第二输入端连接,该柱式接触调压器的第一电刷输出端和第二电刷输出端分别与匹配变压器的第一输入端和第二输入端连接,该组合式调压器的第二输出端与匹配变压器的第一输出端连接,该匹配变压器的第二输出端与柱式接触调压器的降压自耦抽头连接,该组合式调压器的第一输出端与调压线圈的第一端连接。
根据本实用新型的第三实施例,该柱式接触调压器设有调压线圈,调压线圈的第一端为柱式接触调压器的第一输入端,调压线圈的第二端为柱式接触调压器的第二输入端,调压线圈的第二端还与升压线圈的第一端连接,升压线圈的第二端为升压自耦抽头,第一电刷输出端、第二电刷输出端位于调压线圈的第一端和升压线圈的第二端之间,该柱式接触调压器的第一输入端和组合式调压器的第一输入端连接,该柱式接触调压器的第二输入端和组合式调压器的第二输入端连接,该柱式接触调压器的第一电刷输出端和第二电刷输出端分别与匹配变压器的第一输入端和第二输入端连接,该组合式调压器的第二输出端与匹配变压器的第一输出端连接,该匹配变压器的第二输出端与柱式接触调压器的升压自耦抽头连接,该组合式调压器的第一输出端与调压线圈的第一端连接。
根据本实用新型的第四实施例,该柱式接触调压器设有调压线圈,调压线圈的第一端为柱式接触调压器的第一输入端,调压线圈的第二端为柱式接触调压器的第二输入端,调压线圈的第二端还与升压线圈的第一端连接,升压线圈的第二端为升压自耦抽头,第一电刷输出端、第二电刷输出端位于调压线圈的第一端和调压线圈的第二端之间,该柱式接触调压器的第一输入端和组合式调压器的第一输入端连接,该柱式接触调压器的第二输入端和组合式调压器的第二输入端连接,该柱式接触调压器的第一电刷输出端和第二电刷输出端分别与匹配变压器的第一输入端和第二输入端连接,该组合式调压器的第二输出端与匹配变压器的第一输出端连接,该匹配变压器的第二输出端与柱式接触调压器的升压自耦抽头连接,该组合式调压器的第一输出端与调压线圈的第一端连接。
根据本实用新型的第五实施例,该柱式接触调压器设有调压线圈,调压线圈的第一端为柱式接触调压器的第一输入端,调压线圈的第二端为柱式接触调压器的第二输入端,第一电刷输出端、第二电刷输出端位于调压线圈的第一输入端和第二输入端之间,该柱式接触调压器还设有与调压线圈相耦合的隔离线圈,该柱式接触调压器的第一输入端和组合式调压器的第一输入端连接,该柱式接触调压器的第二输入端和组合式调压器的第二输入端连接,该柱式接触调压器的第一电刷输出端和第二电刷输出端分别与匹配变压器的第一输入端和第二输入端连接,该组合式调压器的第二输出端与匹配变压器的第一输出端连接,该匹配变压器的第二输出端与隔离线圈的一端连接,该组合式调压器的第一输出端与隔离线圈的另一端连接。
本实用新型集合了感应调压器和接触调压器二者的特长,又互补了二者的缺陷,因此,本实用新型的组合式调压器具有调节范围广,空载电流小,损耗小,效率高,波形好,不存在电磁扭力矩,调节轻便,耐受瞬时冲击能力强等特点。
附图说明:
图1为本实用新型第一实施例的电路图
图2为本实用新型第二实施例的电路图
图3为本实用新型第三实施例的电路图
图4为本实用新型第四实施例的电路图
图5为本实用新型第五实施例的电路图
具体实施方式:
下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。
尽管实施例中举例的均为单相的情况,但是,本领域的普通技术人员应当理解,在三相情况下只需将柱式接触调压器T换成三相柱式接触调压器,其中的调压器第一输入端接三相中的零线,第二输入端可以连接三相中的任一相就可以了。在图中变压器中的小圆点表示极性同名点。
如图1所示,该第一实施例适合于空载调压范围为零~二倍额定输入电压,即U20=0~2UIN的直接自耦线路方案,简称直耦方案。
如图1可见,该组合式调压器具有第一输入端X、第二输入端A、第一输出端x和第二输出端a,柱式接触调压器T设有调压线圈1,调压线圈1的第一端2为柱式接触调压器T的第一输入端和调压线圈1的第二端3为柱式接触调压器T的第二输入端,第一电刷输出端A1和第二电刷输出端A2位于第一端和第二端之间,匹配变压器B具有第一输入端a1、第二输入端a2、第一输出端和第二输出端,该柱式接触调压器T的第一输入端和组合式调压器的第一输入端X连接,该柱式接触调压器T的第二输入端和组合式调压器的第二输入端A连接,该柱式接触调压器T的第一电刷输出端A1和第二电刷输出端A2分别与匹配变压器B的第一输入端a1和第二输入端a2连接,该组合式调压器的第二输出端a与匹配变压器B的第一输出端连接,该匹配变压器B的第二输出端与调压线圈1的第二端3连接,该组合式调压器的第一输出端x与调压线圈1的第一端2连接。该实施例中匹配变压器B的变比为1∶1。其中柱式接触调压器T的输入端与电源UIN相连。
当第一电刷输出端A1处于柱式接触调压器T的最低端即调压线圈的第一端2,而第二电刷输出端A2处于柱式接触调压器T的最高端即调压线圈的第二端3时,匹配变压器B的次级电压刚好与电源电压大小相等,极性相反,则组合式调压器的空载电压U20=UIN-UIN=0,此时不可能出现负载电流。
当第一电刷输出端A1和第二电刷输出端A2离开2和3为调压全程的1/4距离时,匹配变压器B的次级空载电压大小为1/2UIN,极性仍与UIN相反,则组合式调压器的空载电压U20=UIN-1/2UIN=1/2UIN。此时,如组合式调压器输出为额定电流I2N,则负载电压U2为此时的空载电压与此时的匹配变压器B的短路阻抗电压及柱式接触调压器T的短路阻抗电压的相量差。在此状态下,柱式接触调压器T相当于运行在变压器的第2象限,因此,匹配变压器B的短路阻抗电压及柱式接触调压器T的短路阻抗电压相量几乎相反,所以实际压降显得较小。
当第一电刷输出端A1和第二电刷输出端A2在调压过程中相遇时,匹配变压器B的初级处于短路状态,B的次级电压为0,所以U20=UIN。当组合式调压器流过电流I2N时,则负载电压U2为此时的空载电压与匹配变压器B的短路阻抗电压的相量差。此时的压降仅由匹配变压器B的短路阻抗电压造成。
当第一电刷输出端A1和第二电刷输出端A2离开3和2为调压全程的1/4距离时,匹配变压器B的次级空载电压大小为1/2UIN,极性与UIN相同,则组合式调压器的空载电压U20=UIN+1/2UIN=1.5UIN。此时,如组合式调压器输出为额定电流I2N,则负载电压U2为此时的空载电压与此时的匹配变压器B的短路阻抗电压及柱式接触调压器T的短路阻抗电压的相量差。在此状态下,柱式接触调压器T相当于运行在变压器的第4象限,因此,匹配变压器B的短路阻抗电压及柱式接触调压器T的短路阻抗电压相量几乎一致,所以实际压降绝对值较大。
当第一电刷输出端A1处于柱式接触调压器T的最高端即调压线圈的第二端3时,第二电刷输出端A2处于柱式接触调压器T的最低端即调压线圈的第一端2。此时柱式接触调压器T只流过空载电流。变压器的初次级构成了1∶2的自耦变压器状态跨接在组合式调压器的输入与输出端之间。如组合式调压器带负载电流I2N,则负载输出电压U2将是2UIN与变压器B处自耦接线的短路阻抗电压的相量差。由于变压器B处自耦接线的短路阻抗电压小于匹配变压器B的短路阻抗电压,这是该调压器有利提高性能指标的一个重要因素。
由此可见,柱式接触调压器T的第一电刷输出端A1和第二电刷输出端A2分别从2和3移动到3和4,即可使组合式调压器实现空载电压0~2UIN的全程调节,也可在带负载I2N情况下,实现负载电压在0~|2UIN-UKBZ|的全程调节,其中UKBZ为变压器B处自耦接线的短路阻抗电压。
根据本实用新型的第二实施例,如图2所示,该实施例适合空载调压范围在0~小于2倍额定输入电压时的降压自耦线路方案,简称降耦方案。在该实施例中,柱式接触调压器T的调压线圈1还设有位于第一输入端和第二输入端之间的降压自耦抽头4,匹配变压器B的第二输出端与柱式接触调压器T的降压自耦抽头4连接。此线路的特征是柱式接触调压器T的自耦降压比与匹配变压器B的变比相等,在0~1之间,在该实施例中取变比为0.25。用类似于第一实施例的分析可见,柱式接触调压器T的第一电刷输出端A1和第二电刷输出端A2分别从2和3移动到3和2,即可使组合式调压器实现空载电压0~0.5UIN的全程调节,同样在带负载I2N情况下,实现负载电压在0~|0.5UIN-(UKTZ+UKB)|的全程调节。其中UKTZ为柱式接触调压器T处降压自耦变压时的短路阻抗电压,UKB为匹配变压器B的短路阻抗电压。当组合式调压器在最高输出电压位置时,柱式接触调压器T处纯自耦降压运行状态,柱式接触调压器T和匹配变压器B的初级同时并接于电源,柱式接触调压器T的自耦降压输出端和匹配变压器B的次级绕组串联,其结果同样有利于减小压降,提高组合式调压器的输出电压。
根据本实用新型的第三实施例,如图3所示,该实施例适合空载调压范围在0~大于2倍额定输入电压时的升压自耦线路方案,简称升耦方案。在该实施例中,调压线圈1的第二端还与升压线圈5的第一端连接,升压线圈5的第二端为升压自耦抽头6,第一电刷输出端A1、第二电刷输出端A2位于调压线圈1的第一端和升压线圈5的第二端之间,匹配变压器B的第二输出端与柱式接触调压器T的升压自耦抽头6连接。其中匹配变压器B的变比为1∶1。为了便于说明,设柱式接触调压器T的自耦升压比为1.5。用类似于第一实施例的分析可见,柱式接触调压器T的第一电刷输出端A1和第二电刷输出端A2分别从2和6移动到6和2,即可使组合式调压器实现空载电压0~3UIN的全程调节,同样在带负载I2N情况下,实现负载电压在0~|3UIN-(UKTZ+UKBZ)|的全程调节。其中UKTZ为柱式接触调压器T处升压自耦变压时的短路阻抗电压,UKBZ为匹配变压器B接成升压自耦时的短路阻抗电压。当组合式调压器在最高输出电压位置时,柱式接触调压器T和匹配变压器B均处升压自耦变压运行状态,这升压自耦接线同样有利于提高组合式调压器的输出电压。
根据本实用新型的第四实施例,如图4所示,该实施例与图3的区别在于第一电刷输出端A1、第二电刷输出端A2只能在调压线圈1的第一端和第二端之间调节。其中匹配变压器B的变比与柱式接触调压器T的自耦升压比相同,一般在1~5之间,在该实施例中,取值1.5。用类似于第一实施例的分析可见,柱式接触调压器T的第一电刷输出端A1和第二电刷输出端A2分别从2和6移动到6和2,即可使组合式调压器实现空载电压0~3UIN的全程调节,同样在带负载I2N情况下,实现负载电压在0~|3UIN-(UKTZ+UKBZ)|的全程调节。其中UKTZ为柱式接触调压器T处升压自耦变压时的短路阻抗电压,UKBZ为匹配变压器B接成升压自耦时的短路阻抗电压。与第三实施例相比,在同样的空载电压条件下,第四实施例的线路更有利于提高负载最高输出电压,但电刷流过电流是第三实施例的1.5倍。
根据本实用新型的第五实施例,如图5所示,该实施例适合于输出电压必须与电源电气隔离,并调压范围为0~100%可调的调压线路方案,简称为双圈方案。该柱式接触调压器T还设有与调压线圈1相耦合的隔离线圈7,匹配变压器B的第二输出端与隔离线圈7的一端连接,该组合式调压器的第一输出端x与隔离线圈7的另一端连接。在该实施例中,柱式接触调压器T有双重功能,调压线圈1既是调压线圈,又与隔离线圈7组成双圈隔离变压关系。图中柱式接触调压器T的隔离变比与匹配变压器B的变比相等,在该实施例中取值1.5。用类似于第一实施例的分析可见,柱式接触调压器T的第一电刷输出端A1和第二电刷输出端A2分别从2和3移动到3和2,即可使组合式调压器实现空载电压0~3UIN的全程调节,同样在带负载I2N情况下,实现负载电压在0~|3UIN-UKTB|的全程调节。UKTB为柱式接触调压器T和匹配变压器B初级并联,次级串联时的组合式短路阻抗电压。该实施例的特点在于:此线路满足了用户初次级电气隔离的要求,特别适合于初次级电压相差悬殊的高压小电流或低压大电流场合。
Claims (7)
1.一种可全程调节的组合式调压器,它包括柱式接触调压器和匹配变压器,其中该柱式接触调压器的输入端即为组合式调压器的输入端,该柱式接触调压器具有双电刷输出端,其特征在于该柱式接触调压器的输出端与匹配变压器的输入端连接,该组合式调压器的一个输出端与匹配变压器的第一输出端连接,该组合式调压器的另一个输出端与柱式接触调压器连接,匹配变压器的第二输入端与柱式接触调压器连接。
2.按权利要求1所述的组合式调压器,其特征在于该柱式接触调压器设有调压线圈,调压线圈的第一端为柱式接触调压器的第一输入端,调压线圈的第二端为柱式接触调压器的第二输入端,柱式接触调压器的第一电刷输出端和第二电刷输出端位于调压线圈的第一端和第二端之间,该柱式接触调压器的第一输入端和组合式调压器的第一输入端连接,该柱式接触调压器的第二输入端和组合式调压器的第二输入端连接,该柱式接触调压器的第一电刷输出端和第二电刷输出端分别与匹配变压器的第一输入端和第二输入端连接,该组合式调压器的第二输出端与匹配变压器的第一输出端连接,该匹配变压器的第二输出端与调压线圈的第二端连接,该组合式调压器的第一输出端与调压线圈的第一端连接。
3.按权利要求1所述的组合式调压器,其特征在于该柱式接触调压器设有调压线圈,调压线圈的第一端为柱式接触调压器的第一输入端,调压线圈的第二端为柱式接触调压器的第二输入端,柱式接触调压器的第一电刷输出端、第二电刷输出端以及降压自耦抽头均位于调压线圈的第一端和第二端之间,该柱式接触调压器的第一输入端和组合式调压器的第一输入端连接,该柱式接触调压器的第二输入端和组合式调压器的第二输入端连接,该柱式接触调压器的第一电刷输出端和第二电刷输出端分别与匹配变压器的第一输入端和第二输入端连接,该组合式调压器的第二输出端与匹配变压器的第一输出端连接,该匹配变压器的第二输出端与柱式接触调压器的降压自耦抽头连接,该组合式调压器的第一输出端与调压线圈的第一端连接。
4.按权利要求1所述的组合式调压器,其特征在于该柱式接触调压器设有调压线圈,调压线圈的第一端为柱式接触调压器的第一输入端,调压线圈的第二端为柱式接触调压器的第二输入端,调压线圈的第二端还与升压线圈的第一端连接,升压线圈的第二端为升压自耦抽头,柱式接触调压器的第一电刷输出端、第二电刷输出端位于调压线圈的第一端和升压线圈的第二端之间,该柱式接触调压器的第一输入端和组合式调压器的第一输入端连接,该柱式接触调压器的第二输入端和组合式调压器的第二输入端连接,该柱式接触调压器的第一电刷输出端和第二电刷输出端分别与匹配变压器的第一输入端和第二输入端连接,该组合式调压器的第二输出端与匹配变压器的第一输出端连接,该匹配变压器的第二输出端与柱式接触调压器的升压自耦抽头连接,该组合式调压器的第一输出端与调压线圈的第一端连接。
5.按权利要求1所述的组合式调压器,其特征在于该柱式接触调压器设有调压线圈,调压线圈的第一端为柱式接触调压器的第一输入端,调压线圈的第二端为柱式接触调压器的第二输入端,调压线圈的第二端还与升压线圈的第一端连接,升压线圈的第二端为升压自耦抽头,柱式接触调压器的第一电刷输出端、第二电刷输出端位于调压线圈的第一端和调压线圈的第二端之间,该柱式接触调压器的第一输入端和组合式调压器的第一输入端连接,该柱式接触调压器的第二输入端和组合式调压器的第二输入端连接,该柱式接触调压器的第一电刷输出端和第二电刷输出端分别与匹配变压器的第一输入端和第二输入端连接,该组合式调压器的第二输出端与匹配变压器的第一输出端连接,该匹配变压器的第二输出端与柱式接触调压器的升压自耦抽头连接,该组合式调压器的第一输出端与调压线圈的第一端连接。
6.按权利要求1所述的组合式调压器,其特征在于该柱式接触调压器设有调压线圈,调压线圈的第一端为柱式接触调压器的第一输入端,调压线圈的第二端为柱式接触调压器的第二输入端,柱式接触调压器的第一电刷输出端、第二电刷输出端位于调压线圈的第一输入端和第二输入端之间,该柱式接触调压器还设有与调压线圈相耦合的隔离线圈,该柱式接触调压器的第一输入端和组合式调压器的第一输入端连接,该柱式接触调压器的第二输入端和组合式调压器的第二输入端连接,该柱式接触调压器的第一电刷输出端和第二电刷输出端分别与匹配变压器的第一输入端和第二输入端连接,该组合式调压器的第二输出端与匹配变压器的第一输出端连接,该匹配变压器的第二输出端与隔离线圈的一端连接,该组合式调压器的第一输出端与隔离线圈的另一端连接。
7.按权利要求1所述的组合式调压器,其特征在于该柱式接触调压器为三相柱式接触调压器,该三相柱式接触调压器的每一相均与一个匹配变压器连接。
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CN105207492A (zh) * | 2015-09-14 | 2015-12-30 | 梁正 | 一种电刷功率损耗很小的中大功率交流调压器 |
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