CN203104296U - 一种单相和三相补偿式斩控调压交流稳压器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于单相和三相补偿式斩控调压的交流稳压器，它由带抽头的单相或三相自耦变压器、高频感容滤波器、整流二极管和全控器件组成的双向全控电子开关、晶闸管组成的双向半控电子开关、及其控制触发电路组成。用自动调节双向全控电子开关中的2个全控器件斩控通断比，来使输出交流电压达到稳定的交流稳压器。它具有无触点，反应迅速，电子元器件数量小，成本低，可靠性好等优点。它可替代现有单、三相补偿式全自动交流稳压器；单、三相全自动补偿式电力稳压电器；智能型无触点交流电力稳压电器，有广泛市场开发前景。
Description
一、技术领域本发明属于电源技术领域，涉及补偿式单相和三相交流稳压器。
二、背景技术目前应用极广的单、三相补偿式全自动交流稳压器(SVC系列)和单、三相全自动补偿式电力稳压器(BW/DBW-SG系列)都存在着炭刷易损坏，调整时间长等缺点。面目前生产的智能型无触点交流电力稳压器(ZBW/ZDBW等)，虽然无触点、反应速度快，但存在着变压器需要很多引出头，要使用很多半控双向电子开关转换调节输出电压，并且严格的说，它的输出电压是不连续的。为克服上述两类交流稳压器所存在的缺奌，本发明提出一种新的补偿式斩控调压交流稳压器。
三.发明内容本实用新型设计不用背景技术中的单、三相补偿式全自动交流稳压器的移动炭刷的调压方法，也不用背景技术中单、三相全自动补偿式电压稳压器中多个半控双向电子开关自动换接自耦变压器多个抽头的调节方法，而是用调节双向全控电子开关中的2个全控器件的通断时间比的方法连续调节达到稳定交流电压。解决了前一类交流稳压器炭刷已损，后一类交流稳压器双向电子开关和自耦变压器抽头多，不连续调带电压的问题。本实用新型设计实质上是用1个双向全控电子开关替代多个双向半控电子开关，从而减少自耦变压器抽头的数量和双向电子开关的数量，实现连续无级调压达到自动交流稳压的目的。
本设计的补偿式斩控调压交流稳压器有单相和三相两类。单相补偿式斩控调压交流稳压器，由1个带有2个中间抽头和2个端头的自耦变压器、1个高频LC滤波器、1个半控双向电子开关和1个全控双向电子开关及其触发控制电路组成，自动调节全控双向电子开关中的全控器件斩控通断比，达到调节补偿电压大小来达到输出交流电压稳定的目的。
三相补偿式斩控调压交流稳压器，由1个星形连接的三相自耦变压器、高频感容滤波器，3个双向全控电子开关、3个双向半控电子开关，及其触发控制电路组成，三相补偿式斩控调压交流稳压器中每相绕组和元器件的连接方式都与单相补偿式斩控调压交流稳压器相同，同时调节3个双向全控开关电子开关中的全控器件斩控通断比来达到三相输出电压稳定的目的。
一种补偿式斩控调压单相交流稳压器，它由单相自耦变压器(B)、双向全控电子开关(S1)、双向半控电子开关(S2)、高频滤波电感(L)、高频滤波电容(C)和控制触 发电路组成，单相自耦变压器绕组有2个端头(2、3)和2个中间抽头(1、4)，双向全控电子开关(S1)由2个全控器件(V1、V2)和2个整流管(D1、D2)组成，双向半控电子开关(S2)由二个反向并联的晶闸管(V3、V4)组成，其特征在于：用调节双向全控电子开关中的全控器件V1、V2的斩控通断比，补偿交流电压大小达到输出电压稳定的目的，单相交流稳压器有一个公共输入、输出端(2)，另一交流输入端是在靠近最高输出电压绕组端头(3)的抽头(1)端，另一交流输出端是在高频滤波电感(L)与高频滤波电容(c)连接的端(6)，双向全控电子开关(S1)的一端与双向半控电子开关(S2)的一端、以及高频滤波电感(L)的一端三端相连(5)，双向全控电子开关(S1)另一端与变压器绕组最高输出电压端头(3)相连，双向半控电子开关(S2)另一端与变压器绕组最低输出电压端抽头(4)相连，高频滤波电感(L)另一端与交流稳压电源输出端(6)相连，高频滤波电容(C)二端并联于交流稳压器输出两端(6、2)。
一种补偿式三相斩控调压交流稳压器，它由1个三相自耦变压器(B)、3个双向全控电子开关(S1A、S1B、S1C)、3个双向半控电子开关(S2A、S2B、S2C)、高频感容滤波器(LC)、和控制触发电路组成，三相自耦变压器的每一相绕组都有2个端头和2个中间抽头，其特征在于：三相交流稳压器的每一相的连接方式都与单相交流稳压器相同。三相交流稳压器有1个输入、输出公共零线(O)，3个三相非稳压输入端(A1、B1、C1)和3个三相稳压输出端(A2、B2、C2)，能同时输出三相380V交流电压和三个有公共零线的220V交流电压。
四、附图说明附图1是本设计的单相补偿式斩控调压交流稳压器主电路原理图，非稳定交流电压由自耦变压器(1)和(2)端输入，稳定单相电压由(6)和(2)输出。附图2是本设计的三相补偿式斩控调压交流稳压器主电路原理图，非稳定三相交流电源从三相自耦变压器绕组靠近最高输出电压端头的第1个抽头三端(A1、B1、C1)输入，稳定三相电压由高频滤波器电感和电容连接端三端(A2、B2、C2)输出。三相交流稳压器可以输出稳定的三相380V交流稳定电压，也可以输出3个有公其零线的220V单相交流稳定电压。
五、具体实施方法附图1单相补偿式斩控调压交流稳压器，在输入电压U12为最 高输入电压时，自耦变压器中间抽头4端输出电压应略低于稳压器输出电压U62(用全控开关V1、V2最小导通时的输出电压，来补偿半控器件V3、V4输出电压的不足)；在输入电压U12为最低输出电压时，自耦变压器最高输出端头3端输出电压应略高于稳压器输出电压U62(用全控双向开关V1、V2最大导通时的输出斩控电压，来补偿半控器件V3、V4输出电压的不足)。
双向半控电子开关S2中的2个晶闸管，V3在电源整个正半周内有直流触发信号，在电源负半周内无触发信号；V4和V3相反，V4在电源整个正半周内无触发信号，而在整个电源负半周内有直流触发信号。
双向全控电子开关S1中的2个全控器件，V1在电源正半周内有斩控信号，V2在电源负半周内有斩控信号。交流输入电压U12在最高值与中间值之间变化时，就由调节全控电子开关中2个全控器件V1、V2的斩控通断比，再通过高频LC滤波就能使输出电压U62达到稳定输出的目的。
在电源电压正半周时，在全控器件V1无斩控信号期间就不导通，而半控器件晶闸管V3承受正向电压加有直流触发信号必然导通，5、2两点之间的电压U52就是自耦变压器抽头(4、2)两端电压；在全控器V1有斩控信号期间就导通，5、2两点之间的电压U52就是自耦变压器端头(3、2)两端电压，此时由于自耦变压器3端电压比4端电压高，晶闸管V3虽加有触发信号也被迫承受反向电压而关断。
在电源电压负半周时，在全控器件V2无斩控信号期间就不导通，而半控器件晶闸管V4承受正向电压加有直流触发信号必然导通，5、2两点之间的电压U52就是自耦变压器抽头(4、2)两端电压；在全控器V2有斩控信号期间就导通，5、2两点之间的电压U52就是自耦变压器端头(3、2)两端电压，此时由于自耦变压器3端电压比4端电压低，晶闸管V4虽加有触发信号也被迫承受反向电压而关断。
由上可知：双向全控电子开关S1和双向半控电子开关S2公共连接奌(5)的输出电压U52是自耦变压器抽头(4、2)两端电压上叠加有一个受双向全控电子开关S1控制的自耦变压器抽头(4)与端头(3)之间的斩控时间调制电压，它们经过高频感容(LC)滤波器滤波后在输出两端(6、2)就输出与输入电压相同的波形，自动控制调节双向全控器件S1中的两个全控器件V1、V2的通断比就能达到输出电压U62稳定。
附图2的三相补偿式斩控调压交流稳压器，是由3个图1单相补偿式斩控调压交流 高输入电压时，自耦变压器中间抽头4端输出电压应略低于稳压器输出电压U62(用全控开关V1、V2最小导通时的输出电压，来补偿半控器件V3、V4输出电压的不足)；在输入电压U12为最低输出电压时，自耦变压器最高输出端头3端输出电压应略高于稳压器输出电压U62(用全控双向开关V1、V2最大导通时的输出斩控电压，来补偿半控器件V3、V4输出电压的不足)。
双向半控电子开关S2中的2个晶闸管，V3在电源整个正半周内有直流触发信号，在电源负半周内无触发信号；V4和V3相反，V4在电源整个正半周内无触发信号，而在整个电源负半周内有直流触发信号。
双向全控电子开关S1中的2个全控器件，V1在电源正半周内有斩控信号，V2在电源负半周内有斩控信号。交流输入电压U12在最高值与中间值之间变化时，就由调节全控电子开关中2个全控器件V1、V2的斩控通断比，再通过高频LC滤波就能使输出电压U62达到稳定输出的目的。
在电源电压正半周时，在全控器件V1无斩控信号期间就不导通，而半控器件晶闸管V3承受正向电压加有直流触发信号必然导通，5、2两点之间的电压U52就是自耦变压器抽头(4、2)两端电压；在全控器V1有斩控信号期间就导通，5、2两点之间的电压U52就是自耦变压器端头(3、2)两端电压，此时由于自耦变压器3端电压比4端电压高，晶闸管V3虽加有触发信号也被迫承受反向电压而关断。
在电源电压负半周时，在全控器件V2无斩控信号期间就不导通，而半控器件晶闸管V4承受正向电压加有直流触发信号必然导通，5、2两点之间的电压U52就是自耦变压器抽头(4、2)两端电压；在全控器V2有斩控信号期间就导通，5、2两点之间的电压U52就是自耦变压器端头(3、2)两端电压，此时由于自耦变压器3端电压比4端电压低，晶闸管V4虽加有触发信号也被迫承受反向电压而关断。
由上可知：双向全控电子开关S1和双向半控电子开关S2公共连接奌(5)的输出电压U52是自耦变压器抽头(4、2)两端电压上叠加有一个受双向全控电子开关S1控制的自耦变压器抽头(4)与端头(3)之间的斩控时间调制电压，它们经过高频感容(LC)滤波器滤波后在输出两端(6、2)就输出与输入电压相同的波形，自动控制调节双向全控器件S1中的两个全控器件V1、V2的通断比就能达到输出电压U62稳定。
附图2的三相补偿式斩控调压交流稳压器，是由3个图1单相补偿式斩控调压交流 稳压器按星形连接方式组成的三相补偿式斩控调压交流稳压器，它由1个带抽头、星形连接的三相自耦变压器(B)、3个双向全控电子开关(S1A、S1B、S1C)、3个双向半控电子开关(S2A、S2B、S2C)、1个三相高频滤波电感，或3个单相高频滤波电感、半控和全控器件的触发控制电路组成。它的工作原理与单相补偿式斩控调压交流稳压器相同，它能同时输出三相380V稳定交流电压和有公共零相的3个单相220V稳定电压。
本发明与用炭刷调节的补偿式交流稳压器相比，由于无炭刷和调节电机，因此，可靠性好，反应迅速，与智能型无触点交流电力稳压器相比，显然可以节省很多双向交流电子开关和自耦变压器抽头，並且交流电压的调整是连续无级的，很多场合可替代上述两类交流稳器，因此，它具有较大的经济效益和社会效益。
Claims (3)
1.一种单相和三相补偿式斩控调压交流稳压器，它由单相，或三相自耦变压器(B)、双向全控电子开关(S1)、双向半控电子开关(S2)、高频滤波电感(L)、高频滤波电容(C)和控制触发电路组成，单相自耦变压器绕组有2个端头(2、3)和2个中间抽头(1、4)，三相自耦变压器绕组由3个与单相自耦变压器相同的绕组连接成星形，双向全控电子开关(S1)由2个全控器件和2个整流管组成，双向半控电子开关(S2)由二个反向并联的晶闸管组成，其特征在于：用调节双向全控电子开关中的全控器件V1、V2的斩控通断比，调节补偿交流电压大小达到输出电压稳定，单相交流稳压器有一个公共输入、输出端(2)，另一交流输入端是在靠近最高输出电压绕组端头的抽头端(1)，另一交流输出端是高频滤波电感(L)与高频滤波电容(c)连接的端(6)，双向全控电子开关(S1)的一端、双向半控电子开关(S2)的一端、以及高频滤波电感(L)的一端三端相连(5)，双向全控电子开关(S1)另一端与变压器绕组最高输出电压端头(3)相连，双向半控电子开关(S2)另一端与变压器绕组最低输出电压端抽头(4)相连，高频滤波电感(L)另一端与交流稳压器输出端(6)相连，高频滤波电容(C)二端并联于单相交流稳压器输出两端(6、2)。
2.根据权利要求1所述的单相和三相补偿式斩控调压交流稳压器，其特征在于：三相补偿式斩控调压交流稳压器是由3个相同的单相补偿式斩控调压交流稳压器组成。
3.根据权利要求2所述的三相补偿式斩控调压交流稳压器，其特征在于：3个相同的单相补偿式斩控调压交流稳压器是按星形连接的三相交流稳压器。
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