CN201845250U - 智能数控无触点稳压器 - Google Patents

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CN201845250U CN2010205504153U CN201020550415U CN201845250U CN 201845250 U CN201845250 U CN 201845250U CN 2010205504153 U CN2010205504153 U CN 2010205504153U CN 201020550415 U CN201020550415 U CN 201020550415U CN 201845250 U CN201845250 U CN 201845250U
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洪兵
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东莞市西屋电气设备制造有限公司
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Abstract

本实用新型属于电气技术领域,特别是智能数控无触点稳压器,包括三相电压输入电路、断路开关、补偿变压器、辅助变压器、调压变压器、控制电路、主接触器电路和稳压输出电路;补偿变压器一端通过断路开关连接在三相电压输入电路,另一端连接在主接触器电路;辅助变压器连接在补偿变压器和调压变压器之间;调压变压器连接在辅助变压器和控制电路之间;控制电路与调压变压器和主接触器连接,稳压输出电路连接于主接触器电路。由处理器控制继电器的动作,进而控制交流接触器的动作来调节调压变压器各抽头与补偿变压器和辅助变压器的接通与断开,实现了输出电压的稳定,无火花、无谐波、无匝间短路、无瞬间短路、无瞬间断路、耐冲击、免维护。

Description

智能数控无触点稳压器
技术领域
[0001] 本实用新型属于电气技术领域,特别是涉及一种智能数控无触点稳压器。 背景技术
[0002] 工厂企业经常需要使用稳定的电压,以供一些精密的仪器设备使用,现有的稳压 器多为接触式和电子数控式。
[0003] 1、接触式稳压器通过碳刷在线圈上滑动,选择不同的线圈匝数来进行调压。其主 要的缺点有:
[0004] 线圈不光滑或电流大时都会产生火花;
[0005] 碳刷在线圈上滑动时会时常出现匝间短路,因而不适合在一些有粉尘、易燃的场 所使用;
[0006] 碳刷在滑动过程中容易造成磨损,因此需要定时更换和清理,浪费大量人力资 源;
[0007] 反应速度较慢。
[0008] 2、电子数控式稳压器一般使用大功率可控硅控制补偿变压器来进行调压。其主要 缺点是:
[0009] ①电子数控式稳压器虽然响应速度快,但是在动作切换过程序中仍然存在瞬间短 路或是瞬间断路现象;
[0010] ②可控硅在导通时本身就是一个谐波源,会产生大量的谐波反馈到电网中,对其 它设备造成影响;
[0011] ③可控硅不耐冲击,且维修成本高。 实用新型内容
[0012] 本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种智能数控无触点
稳压器。
[0013] 本实用新型的目的通过以下技术措施实现。
[0014] 智能数控无触点稳压器,包括三相电压输入电路、断路开关、补偿变压器、辅助变 压器、调压变压器、控制电路、主接触器电路和稳压输出电路;断路开关的输入端与三相电 压输入电路的输出端连接,断路开关的输出端与补偿变压器的输入端连接,补偿变压器的 输出端与辅助变压器的输入端和主接触器电路的输入端连接,辅助变压器的输出端与调压 变压器的输入端连接,调压变压器的输出端与控制电路的输入端连接,控制电路的输出端 与主接触器电路的输入端连接,主接触器电路的输出端与稳压输出电路的输入端连接。
[0015] 本实用新型智能数控无触点稳压器是由处理器控制继电器的动作,进而控制交流 接触器的动作来调节调压变压器各抽头与补偿变压器和辅助变压器的接通与断开,实现输 出电压的稳定。具有无火花、无谐波、无匝间短路、无瞬间短路、无瞬间断路、耐冲击、免维 护、结构简单等特点,能适应不同的工作环境。附图说明
[0016] 利用附图对本实用新型做进一步说明,但附图中的内容不构成对本实用新型的任 何限制。
[0017] 图1是本实用新型的一个实施例的原理方框图。
[0018] 图2是本实用新型的一个实施例的继电器控制电路的电路图。
[0019] 图3是本实用新型的一个实施例的交流接触器控制电路的电路图。
[0020] 图4是本实用新型的一个实施例的补偿变压器、调压变压器和辅助变压器的电路 图。
具体实施方式
[0021 ] 结合以下实施例对本实用新型作进一步说明。
[0022] 本实用新型的一个实施例如图1所示,包括三相电压输入电路、断路开关、补偿变 压器、辅助变压器、调压变压器、控制电路、主接触器电路和稳压输出电路;断路开关的输入 端与三相电压输入电路的输出端连接,断路开关的输出端与补偿变压器的输入端连接,补 偿变压器的输出端与辅助变压器的输入端和主接触器电路的输入端连接,辅助变压器的输 出端与调压变压器的输入端连接,调压变压器的输出端与控制电路的输入端连接,控制电 路的输出端与主接触器电路的输入端连接,主接触器电路的输出端与稳压输出电路的输入 端连接。
[0023] 所述控制电路包括电源电路、A/D采样电路、真有效值转换电路、处理器系统电路、 继电器控制电路和交流接触器控制电路;所述电源电路的输出端与所述真有效值转换电路 的输入端连接,所述真有效值转换电路的输出端与所述A/D采样电路的输入端连接,所述 A/D采样电路的输出端与所述处理器系统电路的输入端连接,所述处理器系统电路的输出 端与所述继电器控制电路的输入端和交流接触器控制电路的输入端连接,所述交流接触器 控制电路的输出端与所述调压变压器的输入端连接。
[0024] 电路板从稳压器输出端采样一个电压,进行真有效值转换,再经A/D转换,将数据 送入处理器。经处理器分析后,控制继电器的动作,从而控制交流接触器的动作,进而控制 调压变压器的各抽头接通与断开,产生不同的补偿电压,经辅助变压器供给补偿变压器初 级绕组。补偿变压器的次级便产生一个感应电压,与输入电压进行叠加或衰减来影响后级 输出电压,从而起到调节电压的作用。因有辅助变压器的存在,本产品实现了无间断补偿, 所以无瞬间短路、无匝间短路或瞬间断路现象。又因本实用新型稳压器采用的是交流接触 器控制补偿动作,所以具有耐冲击的特点。又因本实用新型稳压器采用自身电压叠加或衰 减的方式来稳定电压,所以无波形失真,也无谐波产生。
[0025] 本新型稳压器在每个交流接触器的线圈两端加了一个阻容吸收电路,以消除交流 接触器在接通与断开瞬间出现的尖峰电压和浪涌电压。在每个继电器的线圈端加了一个续 流二极管对继电器动作产生的感应电动势进行续流,从而可以保护前级的驱动三极管。交 流接触器和继电器均采用全密封型,所以避免了机器内部有火花产生。
[0026] 本实用新型的一个实施例的继电器控制电路如图2所示,包括光耦Ul、继电器KA、 续流二极管D1、驱动三极管Q1、指示灯LED1、以及限流电阻Rl和R2组成。处理器对采样来的值进行运算后发出信号给光耦U1,从而使驱动三极管Ql导通,进而使继电器动作。
[0027] 所述继电器控制电路包括光耦Ul、继电器KA、继流二极管Dl、驱动三极管Ql、指示 灯LED1、限流电阻Rl和R2,R2 —端连接处理器系统电路,另一端连接Ul的一个输入端,Ul 另一输入端接地,Ul输出端分别接Ql基极和集电极,Ql发射极接地;Dl正极接Ql集电极, 负极接DC12V ;KA接于Ql集电极和DC12V ;Rl 一端接Ql集电极,另一端接LEDl负极,LEDl 正极接DC12V。
[0028] 本实用新型一个实施例的交流接触器控制电路如图3所示,所述交流接触器控制 电路包括继电器 KAl、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8、KA9、KA10,交流接触器 KMl、KM2、 KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8、KM9、KM10、KM11、KM12、KM 主,按钮 SBU SB2,稳压指示灯、旁
路指示灯、市电指示灯,热继电器FR,相序保护器,相序保护采样输入接口,报警蜂鸣器,稳 压旁路开关QC,变压器T ;
[0029] ΚΑΙ、KM2触头、KM3触头、KMl线圈依次连接于220V市电和零线之间;KA2、KM5触 头、KM6触头、KM4线圈依次连接于220V市电和零线之间;KA3、KMl触头、KM3触头、KM2线 圈依次连接于220V市电和零线之间;KA4、KM6触头、KM4触头、KM5线圈依次连接于220V市 电和零线之间;KA5、KMl触头、KM2触头、KM3线圈依次连接于220V市电和零线之间;KA6、 KM5触头、KM4触头、KM6线圈依次连接于220V市电和零线之间;KA7、KM7线圈依次连接于 220V市电和零线之间;KA8、KM8线圈依次连接于220V市电和零线之间;
[0030] QC为单刀双掷开关,其单刀端连接于220V市电,双掷一端接SBl —端,双掷另一 端接KM6触头的一端;SBl另一端依次通过KA10、KM12触头、KM主的线圈接零线;KA9、KM10 触头、KM9触头和SB2并联模块、KM9线圈串联接于SBl另一端和零线之间;KMll触头、KMll 线圈串联接于SBl另一端和零线之间;KM9触头和KMll线圈串联接于SBl和零线之间;KM 主的触头、KMll触头、稳压指示灯串联接于SBl另一端与零线之间;KA10、KM12触头、KM主 的线圈串联接于SBl另一端和零线之间;
[0031] KM6触头另一端依次与KM7触头、KMlO触头、KMl2触头、KM主的线圈串联接于零 线;KM9触头一端接KM6 —端,另一端接KMlO线圈与旁路指示灯的并联模块后接至零线;
[0032] KMlO触头有两对开关,一对开关的一端接220V市电,另一端接KA6和KM5触头的 一端,另一对开关的一端接220V市电,另一端接KA7和KM7线圈;
[0033] KMll触头一端接220V市电,另一端接变压器T的初级线圈一端;变压器T的初级
线圈另一端接零线;
[0034] 相序保护器的接脚Li、L2和L3接相序保护采样输入接口,相序保护器的接脚Ta 通过市电指示灯接零线,Tb通过KM12线圈接零线,Tc接L3、FR的一端;FR另一端接Tb和 报警蜂鸣器的一端,报警蜂鸣器的另一端接零线。
[0035] 当QC打在旁路状态时,线圈KMlO得电,使得KMlO常开触点闭合;从而线圈KM6、 线圈KM7得电,使得KM6、KM7常开触点闭合;使得线圈KM主得电,从而接通主电路,旁路输 出。当QC打在稳压状态时,按下SB2,线圈KM9得电,其常闭触点断开与旁路状态互锁,常开 触点闭合进行自锁和给KMll供电。KMll得电,其常开触点闭合进行自锁、给控制板供电和 接通稳压灯。一切准备就绪,等外界电压变化时,处理器发出相应的控制信号,使KA11A8 动作,进而控制ΚΜΛΜ8动作,调节输入电压,使输出电压稳定。
[0036] 本实用新型的一个实施例的补偿变压器、调压变压器和辅助变压器的电路图如图4所示,包括断路开关QF1、相序保护采样输入接口、补偿变压器Tl、调压变压器T2、辅助变 压器T3、主交流接触器KM主、稳压器输出端;
[0037] QFl —端接三相电源的三根火输出线,另一端接Tl、相序保护采样输入接口和KM 主的一端;KM主的另一端接稳压器输出端;
[0038] Tl的A相的一次绕组的抽头有A1、A2和A3,Al接KM7触头的一端,A2接零线,A3 接KM8触头的一端;Tl的B相的一次绕组有抽头B1、B2和B3,Bl接KM7触头的一端,B2接 零线,B3接KM8触头的一端;Tl的C相的一次绕组有抽头C1、C2和C3,抽头Cl接KM7触头 的一端,抽头C2接零线,抽头C3接KM8触头的一端;
[0039] T3的A相有抽头11、21、31,抽头11接KMl、KM3和KM5触头的一端,抽头21接KM7 触头和KM8触头的另一端,抽头31接KM2、KM4和KKM6触头的一端;T3的B相有抽头12、 22、32,抽头12接KM1、KM5和KM4触头的一端,抽头22接KM7触头和KM8触头的另一端,抽 头32接KM3、KM2和KKM6触头的一端;T3的C相有抽头13、23、33,抽头13接KM1、KM5和 KM4触头的一端,抽头23接KM7触头和KM8触头的另一端,抽头33接KM3、KM2和KKM6触 头的一端;
[0040] T2的A相、B相和C相的抽头均有6个,分别接在KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6触 头的另一端;T2的电源抽头一端接零线,另一端接KM9的一端;KM9的另一端接KM主的一端。
[0041] 为了更好说明本实用新型稳压器,现以三相中的一相(A相)为例进行阐述。A相补 偿变压器Tl的二次绕组接在断路开关QFl的出线端与主交流接触器KM主的进线端之间; 一次绕组有三个抽头分别为抽头Al、抽头A2、抽头A3。抽头Al接在KM7的常开主触头,抽 头A3接在KM8的常开主触头,A相补偿变压器Tl的中间抽头A2接在零线N上。
[0042] 辅助变压器T3有三个抽头,分别为抽头11、抽头21、抽头31。A相辅助变压器T3 的抽头21接在KM7常开主触头与KM8常开主触头的公共点上,A相辅助变压器T3的抽头 11接在KMl常开主触头、KM3常开主触头和KM5常开主触头的公共点上;A相辅助变压器T2 的抽头31接在KM2常开主触头、KM4常开主触头和KM6常开主触头的公共点上。
[0043] 调压变压器T2有六个抽头,各抽头分别接在相应的KMl常开主触头、KM2常开主 触头、KM3常开主触头、KM4常开主触头、KM5常开主触头、KM6常开主触头上,电源抽头一个 接零线N,另一个抽头接在KM9的常开主触头上,KM9常开主触头的另一端接在相应的补偿 变压器的出线端。改变交流接触器KM1、KM3、KM5和KM2、KM4、KM6工作的状态组合,即可使 补偿变压器输出多种跟输入电压叠加或衰减的电压来。当输出电压超出稳压精度范围时, 控制电路对补偿变压器的补偿电压进行调整切换。直到输出电压稳定在稳压精度范围内为 止(不超出补偿范围情况下)。其它两相也是如此,此处就不在累述。
[0044] 工作过程如下:
[0045] 合上断路开关QFl接通电源,将稳压器的稳压旁路开关打至稳压状态(见图3), KM9线圈得电,其常闭触头断开进行互锁、常开主触头和常开辅助触头闭合给调压变压器和 控制板供电。当输入电压Uin高于额定稳压值精度范围时,交流接触器KMl〜KM6中的一 个或两个同时工作,产生反极性的电动势来衰减Uin升高的那部分电压。反之Uin低于额 定稳压值精度范围时,则交流接触器KMl〜KM6中一个或两个同时工作,产生同极性的电动 势叠加Uin降低的那部分电压。如图4,因为变压器的同名端在同一边,所以当输入电压高于稳压值时,ΚΜΓΚΜ7线圈得电工作,使补偿变压器衰减过高的电压,当输入电压低于稳压 值时,KMl〜KM8线圈得电工作,补偿变压器叠加补偿不足的那部分电压。这里我们称KM7 为降压交流接触器,KM8为升压交流接触器,KMl〜KM6为调压交流接触器。举例说明,当 输入电压高于稳定值1 Δ U、2 Δ U、3 Δ U或4 Δ U时,经采样进行真有效值转换,再进行 AD转换,将转换后的数据送入处理器,在处理器中运算后,发出相应的驱动信号使ΚΜ1、ΚΜ2 禾口 ΚΜ7得电工作衰减1 Δ U ;ΚΜ2禾口 ΚΜ7得电工作衰减2 Δ U ;ΚΜ2、ΚΜ3禾口 ΚΜ7得电工作衰 减3 Δ U ;ΚΜ3和ΚΜ7得电工作衰减4 Δ U,从而使输出电压稳定。当输入电压低于稳定值 1ΔU、2ΔU、3ΔU或4ΔU时,经采样进行真有效值转换,再进行AD转换,将转换后的数 据送入处理器,在处理器中运算后,发出相应的驱动信号使ΚΜ1、ΚΜ2和ΚΜ8得电工作叠加 1 Δ U ;ΚΜ2禾口 ΚΜ8得电工作叠力口 2 Δ U ;ΚΜ2、ΚΜ3禾口 ΚΜ7得电工作叠力口 3 Δ U ;ΚΜ3禾口 ΚΜ8得 电工作叠加4 Δ U,使输出电压稳定。
[0046] 由上述可见本实用新型稳压器在调压过程中只要改变ΚΜ7与ΚΜ8的通断就可切换 补偿电压的极性,通过改变ΚΜ1、ΚΜ3、ΚΜ5和ΚΜ2、ΚΜ4、ΚΜ6通断就可得到不同的补偿电压。 而且这六个交流接触器在调压过程中始终只有一个是接通的,从而解决了匝间短路、瞬间 短路、瞬间断路的现象。
[0047] 控制电路主要由电源电路、AD采样电路,真有效值转换电路,处理器智能输出。真 有效值转换电路与一般的整流加平均电路有着与众不同的特点,它可以直接测得输入信号 的真实有效值,并和输入波形无关。其它电路均可由现有的电路实现。在此就不再详述。
[0048] 综上述可见本实用新型稳压器完全的实现了无匝间短路、无瞬间短路、无瞬间断 路、无火花、无磨损、而冲击、免维护、无谐波等功能。
[0049] 最后应当说明的是,以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对本实用 新型保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明,本领域的普通技 术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用 新型技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.智能数控无触点稳压器,其特征在于:包括三相电压输入电路、断路开关、补偿变压 器、辅助变压器、调压变压器、控制电路、主接触器电路和稳压输出电路;断路开关的输入端 与三相电压输入电路的输出端连接,断路开关的输出端与补偿变压器的输入端连接,补偿 变压器的输出端与辅助变压器的输入端和主接触器电路的输入端连接,辅助变压器的输出 端与调压变压器的输入端连接,调压变压器的输出端与控制电路的输入端连接,控制电路 的输出端与主接触器电路的输入端连接,主接触器电路的输出端与稳压输出电路的输入端 连接。
2.根据权利要求1所述的智能数控无触点稳压器,其特征在于:所述控制电路包括电 源电路、A/D采样电路、真有效值转换电路、处理器系统电路、继电器控制电路和交流接触器 控制电路;所述电源电路的输出端与所述真有效值转换电路的输入端连接,所述真有效值 转换电路的输出端与所述A/D采样电路的输入端连接,所述A/D采样电路的输出端与所述 处理器系统电路的输入端连接,所述处理器系统电路的输出端与所述继电器控制电路的输 入端和交流接触器控制电路的输入端连接,所述交流接触器控制电路的输出端与所述调压 变压器的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的智能数控无触点稳压器,其特征在于:所述继电器控制电路 包括光耦U1、继电器KA、继流二极管D1、驱动三极管Q1、指示灯LED1、限流电阻Rl和R2,R2 一端连接处理器系统电路,另一端连接Ul的一个输入端,Ul另一输入端接地,Ul输出端分 别接Ql基极和集电极,Ql发射极接地;Dl正极接Ql集电极,负极接DC12V ;KA接于Ql集 电极和DC12V ;Rl 一端接Ql集电极,另一端接LEDl负极,LEDl正极接DC12V。
4.根据权利要求3所述的智能数控无触点稳压器,其特征在于:所述交流接触器控制 电路包括继电器 ΚΑΙ、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8、KA9、KA10,交流接触器 KM1、KM2、 KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8、KM9、KMlO、KMl 1、KMl2、KM 主,按钮 SB1、SB2,稳压指示灯、旁 路指示灯、市电指示灯,热继电器FR,相序保护器,相序保护采样输入接口,报警蜂鸣器,稳 压旁路开关QC,变压器T ;KAU KM2触头、KM3触头、KMl线圈依次连接于220V市电和零线之间;KA2、KM5触头、 KM6触头、KM4线圈依次连接于220V市电和零线之间;KA3、KM1触头、KM3触头、KM2线圈依 次连接于220V市电和零线之间;KA4、KM6触头、KM4触头、KM5线圈依次连接于220V市电 和零线之间;KA5、KM1触头、KM2触头、KM3线圈依次连接于220V市电和零线之间;KA6、KM5 触头、KM4触头、KM6线圈依次连接于220V市电和零线之间;KA7、KM7线圈依次连接于220V 市电和零线之间;KA8、KM8线圈依次连接于220V市电和零线之间;QC为单刀双掷开关,其单刀端连接于220V市电,双掷一端接SBl —端,双掷另一端接 KM6触头的一端;SBl另一端依次通过KA10、KM12触头、KM主的线圈接零线;KA9、KM10触头、 KM9触头和SB2并联模块、KM9线圈串联接于SBl另一端和零线之间;KMll触头、KMll线圈 串联接于SBl另一端和零线之间;KM9触头和KMll线圈串联接于SBl和零线之间;KM主的 触头、KMll触头、稳压指示灯串联接于SBl另一端与零线之间;KA10、KM12触头、KM主的线 圈串联接于SBl另一端和零线之间;KM6触头另一端依次与KM7触头、KMlO触头、KM12触头、KM主的线圈串联接于零线;KM9 触头一端接KM6 —端,另一端接KMlO线圈与旁路指示灯的并联模块后接至零线;KMlO触头有两对开关,一对开关的一端接220V市电,另一端接KA6和KM5触头的一端,另一对开关的一端接220V市电,另一端接KA7和KM7线圈;KMll触头一端接220V市电,另一端接变压器T的初级线圈一端;变压器T的初级线圈另一端接零线;相序保护器的接脚Ll、L2和L3接相序保护采样输入接口,相序保护器的接脚Ta通过 市电指示灯接零线,Tb通过KM12线圈接零线,Tc接L3、FR的一端;FR另一端接Tb和报警 蜂鸣器的一端,报警蜂鸣器的另一端接零线。
5.根据权利要求4所述的智能数控无触点稳压器,其特征在于:包括断路开关QF1、相 序保护采样输入接口、补偿变压器Tl、调压变压器T2、辅助变压器T3、主交流接触器KM主、 稳压器输出端;QFl —端接三相电源的三根火输出线,另一端接Tl、相序保护采样输入接口 ;Tl的另一 端接KM主的一端;KM主的另一端接稳压器输出端;Tl的A相的一次绕组的抽头有Al、A2和A3,Al接KM7触头的一端,A2接零线,A3接 KM8触头的一端;Tl的B相的一次绕组有抽头Bi、B2和B3,Bl接KM7触头的一端,B2接零 线,B3接KM8触头的一端;Tl的C相的一次绕组有抽头C1、C2和C3,抽头Cl接KM7触头的 一端,抽头C2接零线,抽头C3接KM8触头的一端;T3的A相有抽头11、21、31,抽头11接KMl、KM3和KM5触头的一端,抽头21接KM7触 头和KM8触头的另一端,抽头31接KM2、KM4和KKM6触头的一端;T3的B相有抽头12、22、 32,抽头12接KM1、KM5和KM4触头的一端,抽头22接KM7触头和KM8触头的另一端,抽头 32接KM3、KM2和KKM6触头的一端;T3的C相有抽头13、23、33,抽头13接KM1、KM5和KM4 触头的一端,抽头23接KM7触头和KM8触头的另一端,抽头33接KM3、KM2和KKM6触头的 一端;T2的A相、B相和C相的抽头均有6个,分别接在KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6触头的 另一端;T2的电源抽头一端接零线,另一端接KM9的一端;KM9的另一端接KM主的一端。
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