CN2251158Y - 一种组合补偿式交流稳压器 - Google Patents

Abstract

一种用数码控制的组合补偿式交流稳压器，包括补偿变压器、自耦变压器、组合调压装置以及控制电路，其特征在于：组合调压装置由从自耦变压器线圈上抽出的至少三个抽头和开关装置组成，构成树枝连接状，且在树枝连接状的每个节点处，设一开关装置，开关装置受控制电路控制，并通过选通开关装置的不同组合，改变自耦变压器的线圈抽头位置，从而来改变补偿电压的大小和相位。本实用新型的特点是：结构简单、应变时间短、可靠性高、成本低且适用于单相、三相统调、三相分调型交流稳压器。

Description

一种组合补偿式交流稳压器

本实用新型涉及一种自动调节电压并使其输出电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内的稳压装置，具体涉及一种用数码控制的组合补偿式交流稳压器。

目前国内使用最广泛的大功率稳压器是自动补偿式交流稳压器。中国科学技术信息研究所重庆分所1994年2月11日出版的94年第2期(总第158期)和94年第3期(总第159期)《电工技术》月刊中分别刊登了由杨光同志撰写的《三相大功率补偿式交流稳压电源工作原理及使用维护方法》(上、下)一文较系统地介绍了三相统调补偿式和三相分调补偿式交流稳压电源的工作原理、机械结构以及技术性能。其结构主要由主补偿变压器、柱式自耦变压器、链条传动部分和控制板组成，所述链条传动部分包括伺服电机、减速器、固定的链轮、链条、电刷及导电杆等。其工作原理为：柱式自耦变压器取出的电压加在主补偿变压器的初级线圈上，主补偿变压器次级线圈上的感应电压与稳压器的输入电压叠加成输出电压。当输入电压或输出电压偏离额定值时，柱式自耦变压器的电刷在控制板的控制下，由伺服电机经链条传动机构带动向上或向下移动，从而改变主补偿变压器次级线圈上感应电压的大小和相位，补偿输入电压与额定值的差异，使输出电压以一定精度稳定在额定值上，实现稳压目的。上述补偿式交流稳压电源具有工作平稳、效率高、无波形畸变等特点。但由于这种补偿式稳压电源用了柱式自耦调压变压器，使此类稳压电源存在以下不足：1.滑动碳刷(即电刷的一种)容易摩损，摩损下来的一部分碳粉留在已除去绝缘层线圈的匝间，时间一长易产生″搭桥″短路，为此必须定期清除线圈匝间的碳粉。滚轮式碳刷(即电刷的另一种)虽然摩损减少，但轮式碳刷与除去绝缘层线圈表面理论上为线状接触，接触处电流密度大，从而限制了调压器的功率。2.滑动碳刷或滚轮式碳刷在除去绝缘层线圈表面移动时，常会造成线圈相邻匝间的短路。为了减少短路损耗，要采用有一定内阻的石墨材料作为碳刷或滚轮，这又增加了回路的损耗和发热，这也就是增加了调压器的自耗电。3.在输入电压变化大的情况下，稳压器的响应速度相对较低，并且随着电刷移动速度的提高，碳刷与线圈间的电火花增加，对自动调压变压器线圈和碳刷间的电蚀现象也增加，缩短了其寿命增加了故障率，与此同时，还对稳压器四周的电子仪器、计算机或稳压器本身负载产生较严重的高频电火花干扰。4.采用的伺服电机、减速器到链传动系统，机械结构复杂，柱式调压变压器结构和电刷移动的导轨的精度等都对制造和装配提出了较高的要求，因此，成本也较高，可靠性也相对较差。

本实用新型的目的是提供一种结构简单、应变时间短、可靠性高且成本低的补偿式交流稳压器。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案一为：一种组合补偿式交流稳压器，包括补偿变压器、自耦变压器，补偿变压器的次级线圈串接在稳压器的输入输出之间，自耦变压器的线圈与稳压器的输出并联成一回路，自耦变压器的输出端与补偿变压器的初级线圈连接，使自耦变压器的输出端输出的电压加在补偿变压器的初级线圈上，经耦合补偿变压器次级线圈获得的补偿电压与稳压器输入端输入的电压叠加后在输出端上输出，所述稳压器还包括组合调压装置以及根据检测输入或输出电压的结果经比较后来控制组合调压装置的控制电路，所述组合调压装置由从自耦变压器线圈上抽出的至少三个抽头和开关装置组成，所述至少三个抽头，同时并接出两组抽头与开关装置的组合，每组组合按两两连接方式，构成至少两级的树枝连接状，且在两组树枝连接状的每个节点处，设一开关装置，两组树枝连接状的两个根端为上述自耦变压器的输出端，所述开关装置受控制电路控制，并通过选通开关装置的不同组合，改变自耦变压器的线圈抽头位置，从而来改变补偿电压的大小和相位，使得补偿后的输出电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内。

在上述技术方案的基础上，所述稳压器还可以包括一组与上述开关装置一一对应且相并联的辅助开关装置、一组减弧电阻以及相应的辅助控制电路，各辅助开关装置的常闭和常开触点分别与对应开关装置的常闭和常开触点并联，各辅助开关装置的公共触点经一只减弧电阻接至对应开关装置的公共触点，所述开关装置在控制电路控制下开或关，经延时后，再由辅助控制电路控制对应的辅助开关装置开或关，在延时时间内，所动作的开关装置断开时，回路中则自动串入一只由辅助开关装置控制的减弧电阻，来释放所切换组合式自耦变压器这部分线圈中的电感产生的磁能量，从而起到一个减少开关装置触点断开时产生的电弧现象，同时也减小了由于开关装置触点切换工作位置引起的输出电压波形瞬态畸变现象。

上述技术方案中，所述自耦变压器为单相自耦变压器时，所述单相组合补偿式交流稳压器可以由一个控制电路控制连接在一只单相自耦变压器上的开关装置来实现；所述三相统调组合补偿式交流稳压器可以由一个控制电路同时控制分别连接与三相电压的三只单相自耦变压器上的开关装置来实现；所述三相分调组合补偿式交流稳压器可以由三个控制电路分别控制连接与三相电压的三只单相自耦变压器上的开关装置来实现，从而使所述稳压器输出的电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内。

上述技术方案中，所述自耦变压器为三相自耦变压器时，三相自耦变压器的每相均以上述相同的方式与各相补偿变压器的初级线圈的两端连接，所述三相统调组合补偿式交流稳压器由一个控制电路同时控制分别连接于三相自耦变压器上的开关装置来实现，使输出的三相电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内。

上述技术方案中，所述自耦变压器抽头的含意为：自耦变压器线圈″至少三个抽头″中，可以包括由线圈的一端或两端作为抽头的情况。

上述技术方案中，所述一个开关装置由一个公共端、一个常闭端和一个常开端组成；它有两种工作状态，一种为常闭工作状态，另一种为常开工作状态。开关装置可以由继电器、接触器、成对联接的固态继电器或双向可控硅以及零交叉双向可控硅光电耦合器分别构成，为说明工作原理方便开关装置以继电器为例。

附图1为上述技术方案中，稳压器主回路的一种基本型，其中从自耦变压器线圈抽出三个抽头，并与四只开关装置构成两组并接的组合，每组组合为两级树枝状连接。与普通单相补偿式交流稳压器相同，稳压范围为220V±20％，自耦变压器直接接在输出端，也就是220V，所以补偿变压器初级线圈与次级线圈的匝比为5∶1，上述抽头与继电器的连接结构，经控制电路的切换可以获得五档输出电压，表1列出了KM1～KM4为继电器时触点的工作位置与五档输出电压的关系，表1为：

序号 继 电 器 触 点 位 置   自耦变压器  补偿变压器次

    KM1  KM2  KM3  KM4     输出电压     级补偿电压

1    0    0    *    0      +220V        +44V

2    0    1    *    0      +110V        +22V

3    1    *    *    0      0            0

4    1    *    0    1      -110V        -22V

5    1    *    1    1      -220V        -44V

注：1.表中″*″为触点可在任意位置上。2.自耦变压器的中间抽头为该线圈的中心抽头。

根据表1的分析，如稳压器范围设计为220V±20％，则可以获得220V±5％稳压精度，当然在考虑到整个系统的稳定性时，要在各档比较器切换时要留有一定的变档滞后。若设计要求各档间的电压差为一常数，可以很方便地推出组合式自耦变压器各抽头的位置：

设：自耦变压器线圈抽头为四个；各抽头线圈匝数分别为N0；N1；N2；N3。另外考虑到在额定负载下自耦变压器产生的绕组压降，本实用新型可以在组合式自耦变压器绕组的一端N3附近增加一个辅助抽头N4。N4和N0并接在稳压器的输出端，从而使得组合式自耦变压器各抽头的输出电压均提高一个相同的比例来补偿其压降。设辅助抽头一个，其在线圈上抽头的匝数为N4。

则：(N1-N0)＝1/5(N3-N0)

(N2-N1)＝2/5(N3-N0)其中：(N3-N0)即为线圈总匝数

(N4-N3)＝1～5％(N3-N0)

根据不同稳压精度的要求还可以得到表2：不同抽头的组合式自耦变压器有关参数表，表2如下：序号          1     2     3      4                公式：抽头数量A       3     4     5      6                A开关数量B       4     6     8      10               B＝2(A-1)输出档数C       5     11    15     19C＝B+1，A＝3；C＝2B-1，A≥4各档电压差D     17.6  8     5.87   4.63       D＝88/C比较器滞后电压±2.2V ±2.1V ±2V   ±1.6V稳压精度    ±6％  ±2.8％±2.3％±1.8％

注：1.表2中的数据在稳压范围均为220±20％和补偿变压器初次级线圈的匝比为5∶1条件下计算所得，若改变上述参数也可用类似方法推出；2.组合式自耦变压器上用于补偿线圈压降的辅助抽头一般可按总匝数的95～99％选取。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案二为：一种组合补偿式交流稳压器，包括补偿变压器、自耦变压器，补偿变压器的次级线圈串接在稳压器的输入输出之间，自耦变压器的线圈与输出并联成一回路，自耦变压器的输出端与补偿变压器的初级线圈连接，使自耦变压器的输出端输出的电压加在补偿变压器的初级线圈上，经耦合补偿变压器次级线圈获得的补偿电压与稳压器输入端输入的电压叠加后在输出端上输出，所述稳压器还包括组合调压装置以及根据检测输入或输出电压的结果经比较后来控制组合调压装置的控制电路，所述组合调压装置由从自耦变压器线圈上抽出的至少三个抽头和开关装置组成，所述至少三个抽头，并接出一组抽头与开关装置的组合，该组合按两两连接方式，构成至少两级的树枝连接状，且在该组树枝连接状的每个节点处，设一开关装置；所述自耦变压器的线圈与输出并联成一回路为该线圈的两端经换向开关连接后与输出并联成一回路，使该线圈经换向开关的选通承受正向或反向电压两种工作状态，所述一组树枝连接状的根端和自耦变压器线圈的一端为上述自耦变压器的输出端，所述开关装置和换向开关受控制电路控制，并通过选通开关装置和换向开关的不同组合，改变自耦变压器的线圈抽头位置和补偿电压的相位，从而使补偿后的输出电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内。

附图2为上述技术方案二中稳压器主回路的一种基本型。

由于上述技术方案的运用，本实用新型具有以下优点：

1.由于取消了机械传动系统，就能使整个交流稳压器的响应时间大为缩短，且在稳压范围内一次调整到位。

2.不存在用三相可逆电机的普通补偿式稳压器对三相相序的要求。

3.由于省去结构复杂的自动调压变压器，减少了诸如机械传动部分卡阻等故障，也简化了平时的维护保养工作，延长了稳压器的平均无故障时间。

4.由于采用了减弧措施和稳压器输出回路增加了抗干扰电容后，接触器或功率继电器触点工作时，电火花减小，从而减小了稳压器对四周电子仪器、计算机以及本身负载的高频电火花干扰。如采用固态继电器或可控功率器件作为开关装置的情况下，可采用交流电流或电压过零触发的技术，可将此类高频电火花干扰减至最低。

5.由于数码控制的组合补偿式交流稳压器，将原复杂的机电一体化的结构改为纯电子线路，所以结构简单，生产周期缩短，成本下降，特别有利于三相分调补偿式的稳压器大批量生产。

附图1为本实用新型技术方案一的单相交流稳压器主回路电路原理图。

附图2为本实用新型技术方案二的单相交流稳压器主回路原电路理图。

附图3为实施例一的稳压器主回路电原理图。

附图4为实施例一的稳压器控制电路工作原理框图。

附图5为实施例一的稳压器取样信号外理部分的电原理图，其中包括取样信号形成电路、区域取样信号放大电路、基准电压源和10级逐次比较电路。

附图6为实施例一的稳压器数码处理及功率放大部分的电原理图。

附图7为实施例一的稳压器保护电路部分的电原理图。

附图8为实施例一的稳压器带减弧电路的主回路电原理图。

其中：TM1：补偿变压器；TC1：自耦变压器；TC2：BK型控制变压器；KM1～KM6：继电器；KM1′～KM6′：辅助继电器；N0、N1、N2、N3分别为各抽头；N4：补偿自耦变压器线圈压降的辅助抽头；0：继电器常闭触点；1：继电器常开触点。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一：由图3、4、5、6和7可知，本实施例为采用技术方案一的一种基本型，具体为一种单相组合补偿式交流稳压器，包括补偿变压器TM1、自耦变压器TC1，补偿变压器TM1的次级线圈串接在稳压器的输入输出之间，自耦变压器TC1的线圈与输出并联成一回路，所述稳压器还包括组合调压装置以及根据检测输入或输出电压的结果经比较后来控制组合调压装置的控制电路，所述组合调压装置由从自耦变压器TC1线圈上抽出的四个抽头和KM1～KM6六个继电器组成，所述四个抽头，同时并接出两组抽头与继电器的组合，每组组合按两两连接方式，构成两级的树枝连接状，且在两组树枝连接状的每个节点处，设一继电器，两组树枝连接状的两个根端为上述自耦变压器TC1的输出端并与补偿变压器TM1的初级线圈连接，使自耦变压器TC1的输出端输出的电压加在补偿变压器TM1的初级线圈上，经耦合补偿变压器TM1次级线圈获得的补偿电压与稳压器输入端输入的电压叠加后在输出端上输出，所述继电器受控制电路控制，并通过选通继电器的不同组合，改变自耦变压器TC1的线圈抽头位置和补偿电压的相位，从而使补偿后的输出电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内。KM0为接触器，用于控制稳压器的输出，SA1为稳压器的输入开关。

现给出组合式自耦变压器的有关参数表：各档输入V  各继电器触点工作位置     TC1输入 TC1输出  补偿电序号中值  KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6   -输出   电压V    压VV1  260    1   *   1   1   *   1    N0-N3   -220     -44V2  252    1   *   0   1   *   1    N1-N3   -176     -35.2V3  244    1   *   1   0   *   1    N0-N2   -132     -26.4V4  236    1   *   0   0   *   1    N1-N2   -88      -17.6V5  228    1   *   1   *   1   0    N0-N1   -44      -8.8V6  220    1   *   1   *   0   0    N0-N0   0      0V7  212    1   *   0   *   0   0    N1-N0   +44    +8.8V8  204    0   1   *   *   1   0    N2-N1   +88    +17.6V9  196    0   1   *   *   0   0    N2-N0   +132   +26.4V10 188    0   0   *   *   1   0    N3-N1   +176   +35.2V11 180    0   0   *   *   0   0    N3-N0   +220   +44

注1：表中数据在补偿变压器初级与次级线圈匝比为5∶1和稳压范围为220±20％条件下所得；″*″表示继电器触点可在任意位置上。

注2：表中所列的各继电器触点工作位置是与TM1初、次级线圈的相位有关；反之，则上下各档输入电压中值亦反之。

在图3中，TC2为BK型控制变压器，初级为220V，次级为18V输出电压。C16为CBB4.75μF/400V电容，其作用是在KM1～KM6继电器触点切换时平滑输出交流波形。从TC2输出的18V交流电压，经V19～V224只4007桥式整流和C11电容滤波后，输出+24V左右的直流电压。+24V直流电压一路供各继电器工作，另一路经7815稳压集成电路得到稳定的+12V电压，供控制电路和数码控制模块使用。C12为另一滤波电容。

关于取样方式有两种，一种从输入端取样；另一种从输出端取样。输出端取样实际是一个闭环控制系统，它可以自动补偿TM1补偿变压器和TC1组合式自耦变压器的损耗，因此稳压器的负载大小对稳压器精度无影响，但输出端取样控制电路要采用复杂的数码控制技术，现为了说明方便，本实施例选用输入端取样以及DPU-I型数码处理模块来进行说明解释。

在图5中，电阻R1、R2、R3、RW1、R4、R5、C1、C2、V1～V4组成一个输入端直接取样电路。其中R1、R2、R3、RW1为电阻分压网络；V1～V4四只4007二极管接成桥式整流器，对分压后的交流电进行整流；R4和C1、C2为滤波网络，对V1～V4整流后的脉动直流电进行平滑滤波。C20.1μF CBB电容滤去交流网络中的高频干扰脉冲信号。R5为取样电路的负载电阻。

V1、R6、C3、VW1组成一个取样信号瞬时异常电压切除电路，以保证稳压器中运算放大器的安全。R6、VW1组成一个13V稳压电路；V5为1N4148高速开关二极管，导通时间为2ns，以高速切除取样电路中的异常峰值电压；C6100μF/25V电容为储能电容，以存储经V5送入的瞬时异常电压。运算放大器I1：A至I1：B及其有关元件组成了一个高精度的区域取样电压放大电路，工作时对取样信号有用的电压工作区域进行放大，它由一个运算放大器参考电压源和一个带放大倍数的减法器电路组成，从而提高了稳压器工作的稳定性和可靠性。I1：A(1/4LM324)、R7、R8、R9和VW2组成了一个运算放大器参考电压源，R7决定了稳压二极管VW2的工作电流，现取Vref为10V，则稳压二极管工作电流Id＝61mA；R8/R9决定参考电源的输出电压，所以微调R8可以调整参考电压的输出电压。稳压管VW2选用日立公司生产的6.2V0.5W稳压二极管。I1：B是一个带放大倍数的减法器电路，运算放大器的同相端接取样电压，反相端经电阻R11、电位器RW2从参考电压源处取得参考电压。反馈电阻由R13和RW3组成，RW2是区域下限选择电位器，调整时设输入电压为176V时，I1：B的输出电压为0.5V；RW2是区域上限选择电位器，调整时设输入电压为264V时，I1：B的输出电压为11.5V。这样就得到了本实施例稳压器的输入电压与区域取样放大器输出电压区域之间的关系如下：

输入V 176 184 192 200 208 216 224 232 240 248 256  264

区域V 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5从上述关系中可以看出本实施例的区域取样电压放大电路，在稳压器的工作区域176～264V内，输入的交流电压每变化8V，则取样电压变化1V；也就是取样电压变化1V反映稳压器的输入电压变化8V。

I4：A至I6：B为10只由运算放大器接成的由10只施密特型比较器组成的10级逐次比较电路，也可以用专用比较器，如LM339电路来组成10级逐次施密特比较电路。R14～R23为十只比较器参考电压分压电阻网络，R34至R43为10只正反馈电阻，将输出信号一部分反馈到运算放大器的同相端，它们与R24～R33产生一个施密特电路的滞后电压。这个滞后电压将消除当取样电压变化通过比较器阀值时，可能产生的振荡，使稳压器工作稳定。

在图6中，本实施例从I4：A至I6：B的10位逐次比较电路输出的信号输入到数码处理模块，该模块是输入端取样，驱动继电器的DPU-I型数码处理模块。从模块的10个输入端接电阻R91～R100十只10K电阻至CMOS电路的Vss，此电阻的作用作为消除可能在印刷板插件上的静电；同时又串接R101～R110十只10K电阻，此电阻的作用作为静电保护和限制输入端电流。下面列出10位逐次比较电路在输入电压变化时各比较器输出的二进制信号：各档         I4：A  I4：B  I4：C  I4：D  I5：A  I5：B  I5：C  I5：D  I6：A  I6：B序号 输入V   输出   输出   输出   输出   输出   输出   输出   输出   输出   输出

         A      B      C      D      E      F      G      H      I      JV1   ＞256   0      0      0      0      0      0      0      0      0      0V2   248-256 1      0      0      0      0      0      0      0      0      0V3   240-248 1      1      0      0      0      0      0      0      0      0V4   232-240 1      1      1      0      0      0      0      0      0      0V5   224-232 1      1      1      1      0      0      0      0      0      0V6   216-224 1      1      1      1      1      0      0      0      0      0V7   208-216 1      1      1      1      1      1      0      0      0      0V8   200-208 1      1      1      1      1      1      1      0      0      0V9   192-200 1      1      1      1      1      1      1      1      0      0V10  184-192 1      1      1      1      1      1      1      1      1      0V11  ＜184   1      1      1      1      1      1      1      1      1      1

根据上表输入与输出的关系和前述的组合式自耦变压器的有关参数表可以得到KM1、2、3、4、5、6六只开关装置的布尔代数逻辑表达式：

KM1＝G

KM2＝I

KM3＝ A+(BC)+(DE)+(FE)

KM4＝ B

KM5＝(DE)+(GH)+(IJ)

KM6＝ D

根据以上布尔代数逻辑表达式可以得到图6所示的编码电路。它由I7CD4069六反相器、I8CD4070四异或门、I9：ACD4070四异或门和I10CD4072双四输入或门电路组成，它将10级逐次比较器输出的二进制信号(上述)编译成KM1、2、3、4、5、6六只继电器工作的二进制码，编码后的信号经限流电阻R111～R116输出模块。从模块输出的信号驱动能力很差，必须经一个CMOS电路的功率接口，该功率接口由T3(9013H)和T4(TIP41C)组成的一个达林顿电路的中功率驱动电路，电阻R129、R130为下偏置电阻，从达林顿电路输出的信号足够驱动KM1～KM6JQX-24大电流继电器所需的0.2A工作电流。V21为保护二极管，以切除在JQX-24大电流继电器断电时产生的反冲电压。

本实施例还包括一组与上述继电器一一对应且相并联的辅助继电器、一组减弧电阻以及相应的辅助控制电路(见图8)，各辅助继电器的常闭和常开触点分别与对应继电器的常闭和常开触点并联，各辅助继电器的公共触点经一只减弧电阻接至对应继电器的公共触点，所述继电器在控制电路控制下开或关，经延时后，再由辅助控制电路控制对应的辅助继电器开或关，在延时时间内，所动作的继电器断开时，回路中则自动串入一只由辅助继电器控制的减弧电阻，来释放所切换组合式自耦变压器这部分线圈中的电感产生的磁能量，从而起到一个减少继电器触点断开时产生的电弧现象。

所述辅助继电器分别为KM1′、2′、3′、4′、5′、6′六只；所述减弧电阻分别为R83、R84、R85、R86、R87、R88六只，最好选用无感电阻；C4为减弧电容；R82为限流电阻，选用普通线绕电阻，以使在输出电压序号为V6(见前述)，C4放电时限制其放电电流，以保护辅助继电器。C4的电容量大小，R82、R83～R88的功率和阻值的大小和功率随稳压器设计容量而定。所述辅助控制电器在上述控制电路的基础上，从DPU-I数码处理模块的输出端并接出一组经编码后的信号，经R117～R122和C20～C25六只R-C积分电路延时0.5～0.6S后，输入I11CD4050六同相缓冲器驱动后输出。R123～R128也为限流电阻，以防止模块输出端短路造成CD4050烧坏。由于模块输出的信号驱动能力很差，功率接口为T3(9013H)和T4(T1P41C)组成的一个达林顿电路作为中功率驱动电路，R129、R130为下偏置电阻。现以继电器KM2和辅助继电器KM2′为例说明减弧电路的工作原理：在输入电压196V降到188V时，经控制电路控制继电器KM2的触点从吸合状态断开。由于KM2′辅助继电器迟于继电器KM2工作，所以在KM2触点断开的瞬间，减弧电阻R84自动串入组合式自耦变压器的回路中去，使组合式自耦变压器N2-N3线圈，由于KM2触点的突然断开产生的强大的自感电压经R84进行释放，从而减小了KM2断开触点产生的电弧。由于在KM2触点断开时，减弧电阻R84与组合式自耦变压器的线圈的电感组成一个电阻和电感串联回路，为了进一步减弧，提高回路的功率因数，在此串联回路上再并入一只电容C4可以进一步减小由于继电路的切换造成稳压器输出波形的瞬时畸变的影响。

本实施例还设有过压、欠压和开机延时保护电路(见图7)。实施例的保护电路取样电压从稳压器的输出端取样。R63、R64组成输出端取样分压电阻网络，V6～V9四只4007二极管组成取样电压桥式整流器，C9、R65、C10组成滤波网络，R66为过压欠压取样电压的负载电阻。同前述，V10、R67、VW3、C11组成一个异常过压电压切除电路，以保护其后的运算放大器。电阻R44、RW4、R45、RW5、R46组成过压欠压比较器的参考电压网络。运算放大器I2：A接成过压比较器，其同相端经限流电阻R48输入过、欠压取样电压，其反相端经限流电阻R47接参考电压网络；运算放大器I2：B组成欠压比较器，其同相端经限流电阻R50接参考电压网络，其反相端经限流电阻R49接过、欠压取样电压。当稳压器的输出电压在指标规定范围内时，I2：A、I2：B均输出低电平；当输出电压过压时，由于I2：A的同相端电压大于反相端参考电压，则I2：A输出高电平，过压指示发光二极管HL1经电阻R51限流发出红色过压光指示信号，同时V11导通，高电平输入到由R54、C5组成的过、欠压延时积分电路；同样，当稳压器输出电压低于指标规定值时，I2：B输出高电平，经R52限流，欠压光指示发光二极管HL2发出黄色欠压信号，经V12隔离二极管对R54、C5积分电路充电。R54和C5组成电阻电容积分电路，V13二极管在一旦过、欠压状态消失时，C5电容中的电荷经V13和电阻R53很快放电。I3：B也为一个比较器，其同相端接R57、R58组成的123V分压电阻网络，C7为旁路电容，其反相端取得积分电压。稳压器输出电压正常时，I3：B比较器输出高电平。当过、欠压情况持续出现时，则积分电容C5的端电压不断升高，当积分电容C5的端电压大于12.3V后，I3：B比较器发生翻转输出低电平。运算放大器I3：A也接成比较器电路，用于开机延时电路其反相端接R57、R58取得12.3V电压，同相端接R56、C6积分电路。当开机瞬间I3：A的反相端立即得到12.3V电压，反相端由于积分电容C6的端电压不会突变，而处于低电平，所以I3：A输出低电平。随着开机时间延长，C6由于R56积分电阻的不断充电，C6的端电压不断升高。开机6秒钟左右C6端电压升高到大于12.3V，则I3：A翻转输出高电平。V14、V15、R59组成一个二极管与门电路。VW43.2V稳压管用于与门输出低电平(0.7V)时，使得T1、T2可靠截止。T19013H NPN三极管和T2TIP42C PNP中功率三极管组成一个NPN型达林顿驱动电路。在稳压器正常工作时，经开机延时6秒左右后，T1导通饱和，其集电极和发射极间饱和电压仅0.3V左右，T2也导通饱和，继电器KM0通电，稳压器输出电压。R60为T1的下偏值电阻，R61为T1集电极负载电阻，R62为T2的基极限流电阻，V16为KM0开闭时电感反冲电压切除二极管。当V14、V15、R59组成的与门电路输出低电平时，T1截止，T2也同样截止，继电器KM0也断开，稳压器切断输出以保护其负载。如果欠压状态仅需光报警不需切断稳压器输出，则可以拆去V12隔离二极管。

上述实施例一所述稳压器的原理和结构为本实用新型技术方案一的一种基本形式，当自耦变压器为单相自耦变压器时，由一个控制电路控制连接在这只单相自耦变压器上的开关装置，使输出电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内，从而构成一种组合补偿式单相交流稳压器；当自耦变压器为单相自耦变压器时，还可以由一个控制电路同时控制分别连接与三相电压的三只单相自耦变压器上的开关装置，使输出的三相电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内，从而构成一种组合补偿式三相统调型交流稳压器；当自耦变压器为单相自耦变压器时，还可以由三个控制电路分别控制连接在三相电压的三只单相自耦变压器上的开关装置，使输出的三相电压分别稳定在一个额定值的一个稳定范围内，从而构成一种组合补偿式三相分调型交流稳压器。

所述自耦变压器为三相自耦变压器时，所述三相自耦变压器的每相均以上述相同的方式与各相补偿变压器的初级线圈的两端连接，所述稳压器由一个控制电路同时控制分别连接于三相自耦变压器上的开关装置，使输出的三相电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内，从而构成一种组合补偿式三相统调型交流稳压器。

实施例二：一种组合补偿式交流稳压器，包括补偿变压器、自耦变压器，补偿变压器的次级线圈串接在稳压器的输入输出之间，自耦变压器的线圈与输出并联成一回路，自耦变压器的输出端与补偿变压器的初级线圈连接，使自耦变压器的输出端输出的电压加在补偿变压器的初级线圈上，经耦合补偿变压器次级线圈获得的补偿电压与稳压器输入端输入的电压叠加后在输出端上输出，其特征在于：所述稳压器还包括组合调压装置以及根据检测输入或输出电压的结果经比较后来控制组合调压装置的控制电路，所述组合调压装置由从自耦变压器线圈上抽出的至少三个抽头和开关装置组成，所述至少三个抽头，并接出一组抽头与开关装置的组合，该组合按两两连接方式，构成至少两级的树枝连接状，且在该组树枝连接状的每个节点处，设一开关装置；所述自耦变压器的线圈与输出并联成一回路为该线圈的两端经换向开关连接后与输出并联成一回路，使该线圈经换向开关的选通承受正向或反向电压两种工作状态，所述一组树枝连接状的根端和自耦变压器线圈的一端为上述自耦变压器的输出端，所述开关装置和换向开关受控制电路控制，并通过选通开关装置和换向开关的不同组合，改变自耦变压器的线圈抽头位置和补偿电压的相位，从而使补偿后的输出电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内。

上述实施例二所述稳压器的原理和结构为本实用新型技术方案二的一种基本形式，当自耦变压器为单相自耦变压器时，由一个控制电路控制连接在这只单相自耦变压器上的开关装置，使输出电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内，从而构成一种组合补偿式单相交流稳压器；当自耦变压器为单相自耦变压器时，还可以由一个控制电路同时控制分别连接与三相电压的三只单相自耦变压器上的开关装置，使输出的三相电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内，从而构成一种组合补偿式三相统调型交流稳压器；当自耦变压器为单相自耦变压器时，还可以由三个控制电路分别控制连接在三相电压的三只单相自耦变压器上的开关装置，使输出的三相电压分别稳定在一个额定值的一个稳定范围内，从而构成一种组合补偿式三相分调型交流稳压器。

所述自耦变压器为三相自耦变压器时，所述三相自耦变压器的每相均以上述相同的方式与各相补偿变压器的初级线圈的两端连接，所述稳压器由一个控制电路同时控制分别连接于三相自耦变压器上的开关装置，使输出的三相电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内，从而构成一种组合补偿式三相统调型交流稳压器。

Claims (7)

1.一种组合补偿式交流稳压器，包括补偿变压器、自耦变压器，补偿变压器的次级线圈串接在稳压器的输入输出之间，自耦变压器的线圈与稳压器的输出并联成一回路，自耦变压器的输出端与补偿变压器的初级线圈连接，使自耦变压器的输出端输出的电压加在补偿变压器的初级线圈上，经耦合补偿变压器次级线圈获得的补偿电压与稳压器输入端输入的电压叠加后在输出端上输出，其特征在于：所述稳压器还包括组合调压装置以及根据检测输入或输出电压的结果经比较后来控制组合调压装置的控制电路，所述组合调压装置由从自耦变压器线圈上抽出的至少三个抽头和开关装置组成，所述至少三个抽头，同时并接出两组抽头与开关装置的组合，每组组合按两两连接方式，构成至少两级的树枝连接状，且在两组树枝连接状的每个节点处，设一开关装置，两组树枝连接状的两个根端为上述自耦变压器的输出端，所述开关装置受控制电路控制，并通过选通开关装置的不同组合，改变自耦变压器的线圈抽头位置，从而来改变补偿电压的大小和相位，使得补偿后的输出电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内。

2.根据权利要求1所述的交流稳压器，其特征在于：还包括一组与上述开关装置一一对应且相并联的辅助开关装置、一组减弧电阻以及相应的辅助控制电路，各辅助开关装置的常闭和常开触点分别与对应开关装置的常闭和常开触点并联，各辅助开关装置的公共触点经一只减弧电阻接至对应开关装置的公共触点，所述开关装置在控制电路控制下开或关，经延时后，再由辅助控制电路控制对应的辅助开关装置开或关，在延时时间内，所动作的开关装置断开时，回路中则自动串入一只由辅助开关装置控制的减弧电阻，来释放所切换组合式自耦变压器这部分线圈中的电感产生的磁能量，从而起到一个减少开关装置触点断开时产生的电弧现象。

3.根据权利要求1或2所述的交流稳压器，其特征在于：所述自耦变压器为单相自耦变压器。

4.根据权利要求3所述的交流稳压器，其特征在于：所述稳压器由一个控制电路控制连接在一只单相自耦变压器上的开关装置，使该输出电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内。

5.根据权利要求3所述的交流稳压器，其特征在于：所述稳压器由一个控制电路同时控制分别连接与三相电压的三只单相自耦变压器上的开关装置，使输出的三相电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内。

6.根据权利要求3所述的交流稳压器，其特征在于：所述稳压器由三个控制电路分别控制分别连接与三相电压的三只单相自耦变压器上的开关装置，使输出的三相电压分别稳定在一个额定值的一个稳定范围内。

7.根据权利要求1或2所述的交流变压器，其特征在于：所述自耦变压器为三相自耦变压器，所述三相自耦变压器的每相均以上述相同的方式与各相补偿变压器的初级线圈的两端连接，所述稳压器由一个控制电路同时控制分别连接于三相自耦变压器上的开关装置，使输出的三相电压稳定在一个额定值的一个稳定范围内。

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