CN2648482Y - 具备多档自动稳压和微扰切换功能的电压控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具备多档自动稳压和微扰切换功能的电压控制器，包括自耦变压器、一组抽头和抽头切换开关，还包括切换控制电路，每一个抽头切换开关的一端与自耦变压器的对应抽头连接，各抽头切换开关的另一端共接于电源的零线端和负载的输出端；切换控制电路的输出控制各抽头切换开关进行切换控制；将被控负载并联于自耦变压器的电压调节线圈，通过切换控制电路自动监视负载电压的波动，并控制切换电压调节线圈多极抽头的接零点以调节负载的电压，可以实现负载的不间断微扰切换，对负载不会产生瞬间断流的闪变或浪涌电流冲击，也不会产生谐波干扰。切换控制电路可分立，便于系统维护。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种配电系统电压控制器。
背景技术
目前，公知的电压控制器中电压调整技术是使用自耦变压器、可控硅调压、电动自耦调压器等方式来完成的。
电动自耦调压器稳压过程是：根据输出电压的变化，由电压检测单元采样，检测并输出信号控制伺服电机驱动系统带动调压变压器上的电刷组滑动或滚动来调节调压变压器的二次电压，以改变补偿电压的极性和大小，实现输出电压自动稳定在稳压整定精度允许的范围内，从而达到自动稳压的目的。使用电动自耦调压器，由于主要是通过伺服电机带动滑动端滑动来调整电压，在调整过程当中碳刷及线圈都受到磨损，容易造成接触不良所引起的打火等故障，造成设备瞬间断流，使设备受到电流冲击，因此，需要的维护量大，维护成本高；而且其体积大、自身耗电高。
使用自耦变压器调整时，通过倒换抽头来完成，切换电压控制器的主触头流过电流大，因此控制成本高，不能自动调节，用电高峰时电压降到非稳定区时，会造成其负载欠压运行，电流冲击大，切换瞬间其负载有电流断流现象发生。
使用可控硅调压，仅能通过控制导通角来调整电压，易产生大量谐波污染，电路元器件也容易发热或短路损坏；由于峰值的瞬间冲击，对负载的寿命构成影响；当负载为荧光灯或节能灯时，灯具会不停闪动，严重地减损灯具寿命，降低照明质量；使多余电能转换成热能，运行温度升高，增加了损耗，降低了用电效率。
发明内容
本实用新型的发明目的是：针对上述现有技术的不足，提供一种可克服配电系统电压波动，可自动控制的具多档自动稳压和微扰切换的电压控制器。
为实现上述发明目的，本实用新型提出的技术方案是：一种具备多档自动稳压和微扰切换功能的电压控制器，包括自耦变压器和一组抽头及其对应切换开关，还包括切换控制电路，所述切换控制电路的输出控制所述切换开关，每一个切换开关的一端与所述自耦变压器的对应抽头连接，每一个切换开关的另一端与电源的零线端和负载的输出端共接。
所述切换控制电路包括电压采样电路、目标电压设定电路、微处理器、驱动电路，所述电压采样电路、目标电压设定电路、驱动电路分别与所述微处理器连接；所述微处理器接受从所述电压采样电路采集的电网电压信号，并与目标电压设定电路所设定的目标电压进行比较后，输出控制信号给驱动电路，由所述驱动电路驱动所述抽头切换开关进行切换，实现稳压调节输出功能。
所述切换控制电路还包括运行状态指示电路，与所述微处理器连接，接受所述微处理器输出运行状态信号，并加以显示。
所述目标电压设定电路包括目标电压设定开关组、光电隔离电路，所述目标电压设定开关组输出电压设定信号，经所述光电隔离电路隔离输出给所述微处理器。
所述具备多档自动稳压和微扰切换功能的电压控制器还包括热电偶过温检测保护电路，所述热电偶过温检测保护电路用于检测所述自耦变压器的温度，当超过设定温度时，发出开关信号输入到所述微处理器，所述微处理器发出控制信号，通过所述驱动电路驱动过温保护动作。还包括电流互感器过流检测保护电路；所述电流互感器过流检测保护电路串接于主回路，用于检测负载回路电流，当回路电流超过设定值时，发出开关信号输入至所述微处理器，所述微处理器发出控制信号，通过所述驱动电路驱动过流保护动作。
所述的具备多档自动稳压和微扰切换功能的电压控制器还包括起动开关KM1、旁路开关KM2；所述起动开关KM1串接于所述自耦变压器的输入端，在所述切换控制电路的控制下切换或手动切换所述自耦变压器和负载回路的投入或切除；所述旁路开关KM2并联于所述自耦变压器的主线圈L1的两端，在所述切换控制电路的控制下投切所述自耦变压器。
所述自耦变压器是单相自耦变压器或三相自耦变压器。
通过采用以上技术方案，将被控负载并联于自耦变压器的调整线圈，通过切换控制电路自动监视电压的波动，并控制切换多极抽头以调节负载的电压，其有益效果在于：
1)由于切换的是抽头的接零点，切换电流小；2)多极抽头的每一级的压差很小，且调压切换时负载回路电流保护持续，故可以做到负载的不间断微扰切换，不会产生瞬间断流的闪变或浪涌电流对负载的冲击；3)由于负载主回路中没有电子原器件，电压的调节采用变压器完成，因此不会产生谐波干扰；4)切换控制电路可分立于自耦变压器和抽头切换开关，出现故障时，可热拨插维修，不影响供电系统的正常运行，便于维护；还可对每相进行独立控制，解决三相不平衡问题。
附图说明
图1是本实用新型的主回路电路原理图；
图2是本实用新型中切换开关的执行部分电路原理图；
图3是本实用新型中切换控制电路原理图。
具体实施方式
为进一步说明本实用新型的技术方案，以下结合附图，进行详细说明：
如图1所示，本实施例的多档自动稳压和微扰切换电压控制器，其主回路中包括自耦变压器、抽头切换开关、热电偶过温检测保护电路、电流互感器过流检测电路、起动开关KM1、旁路开关KM2。抽头切换开关由接触器KM3-KM10的主触头KM3`-KM10`组成，KM1的主触头KM1`的一端接配电电源侧，另一端连接自耦变压器的主线圈L1，主线圈L1另一端与电压调节线圈L2的一端连接，并引出一接线端子，作为负载的输入端，KM2的主触头KM2`与主线圈L1并联，可以旁路短接主线圈L1，从而使负载直接与电网连接，电压调节线圈L2的多极抽头通过接触器KM3-KM10的主触头KM3`-KM10`一端对应连接，接触器KM3-KM10的主触头KM3`-KM10`另一端共同接零线端；这样只要通过切换多极抽头的接触器主触头KM3`-KM10`，就可以控制跨接于输入端与输出端(零线端)之间的负载RL上的电压。
如图2所示的本实用新型中切换开关的执行部分电路原理图，来自切换控制电路的切换控制信号一一对应连接到接触器KM1-KM10的控制端，接触器KM3-KM10的辅助触头KM`3-KM`10与KM2的主触头KM2`串联，使旁路开关KM2与接触器KM3-KM10的主触头KM3`-KM10`形成互锁功能，即任何一个抽头经切换开关接零线端时，旁路开关KM2都不能接通旁路，以保证正常的工作状态，只有所有的抽头切换开关的主触头均未接通时，旁路开关KM2才能发挥旁路功能。KM2的辅助触头与绿灯构成一个回路，绿灯亮显示本装置处于调压工作状态；风扇1和2用于变压器的散热；SB1和SB2是手动开关，中间接触器ZJ可以通过SB2手动接通旁路开关KM2，KM2接通旁路时，红灯通电，绿灯断电，此时负载不经电压控制器直接接入配电网；SB1可以手动切换起动开关KM1的通断。
多极抽头接触器主触头的切换通过如图3所示的切换控制电路来实现，切换控制电路包括电压采样电路、目标电压设定电路、微处理器、驱动电路、故障声音报警电路；微处理器采用PIC16F74，电压设定电路通过开关组来设定所需的目标电压，再经过光电耦合电路521-4芯片组隔离谐波干扰，输入到微处理器；电压采样电路由RC滤波电路和分压电阻构成，采集负载上的电压，输入到微处理器；微处理器对采样电压、目标设定电压二者进行比较，根据运算结果发出相应的控制信号给驱动电路，驱动电路采用2803芯片组；驱动电路输出切换信号给接触器KM1-KM10，接触器据此接通相应的调压触头，使自耦变压器的调整线圈的接零点变化，就能控制并联在调整线圈上的负载的电压。
热电偶过温检测保护电路，采用热电偶检测自耦变压器的温度，当超过设定温度时，回路断开，该开关信号ID08通过光电隔离输入到微处理器，微处理器发出控制信号，通过驱动电路驱动过温保护动作，接通KM2的主触头旁路自耦变压器；或放开KM1主触头的吸合，切断负载和自耦变压器。当温度恢复正常时，热电偶回路接通，整个装置恢复正常工作状态。
电流互感器过流检测电路中，采用过流保护电流互感器与继电装置配合，过流保护电流互感器串联于主回路中，在线路发生短路过载等故障或电流值超出预定值时，电流互感器向继电装置提供信号触发继电装置，该开关信号ID09通过光电隔离输入到微处理器，微处理器发出控制信号，通过驱动电路驱动故障声音报警电路发出蜂鸣声，同时通过切断故障电路，以保护供电系统的安全。
切换控制电路独立设计成一个板卡，当切换控制电路出现故障时，可热拨插维修，不影响供电系统的正常运行；切换控制电路可以对每相进行独立监控，承受三相不平衡的负载，即使单相故障也不影响其他两相的正常运行。
根据需要，还可设置光控/红外控制电路、时钟控制电路，光控/红外控制电路用于特定情况下对电压控制器进行整体自动投切控制，当光线强度达到一定值时，光控电路的一个触点信号动作，使KM1断开供电；反之，当光线暗到一定值，光控电路自动控制KM1接通供电；同样，该控制端口也可以用于红外感应控制，当红外探测电路感应到移动物体时，发出相应触点信号控制KM1接通供电；反之，当红外感应电路在一定时间内未探测到任何移动物体时，则发出触点信号控制KM1断开供电。设置时钟控制电路，是通过微处理器内置程序，在每天二十四小时不同的时段，根据天色情况和人流密度(如晚上7至10点走动的人多，灯光亮度应高)自动改变电压控制器的输出电压进行投切控制。
进一步地，本例中接触器还可以用晶闸管等其他电子开关替代，但切换控制电路需作适应性的调整。
Claims (8)
1、一种具备多档自动稳压和微扰切换功能的电压控制器，包括自耦变压器和一组抽头及其对应切换开关，其特征在于：还包括切换控制电路，所述切换控制电路的输出控制所述切换开关，每一个切换开关的一端与所述自耦变压器的对应抽头连接，每一个切换开关的另一端与电源的零线端和负载的输出端并接。
2、根据权利要求1所述的具备多档自动稳压和微扰切换功能的电压控制器，其特征在于：所述切换控制电路包括电压采样电路、目标电压设定电路、微处理器、驱动电路，所述电压采样电路、目标电压设定电路、驱动电路分别与所述微处理器连接；所述微处理器接受从所述电压采样电路采集的电网电压信号，并与目标电压设定电路所设定的目标电压进行比较后，输出控制信号给驱动电路，由所述驱动电路驱动所述抽头切换开关进行切换，实现稳压调节输出功能。
3、根据权利要求2所述的具备多档自动稳压和微扰切换功能的电压控制器，其特征在于：所述切换控制电路还包括运行状态指示电路，与所述微处理器连接，接受所述微处理器输出运行状态信号，并加以显示。
4、根据权利要求2所述的具备多档自动稳压和微扰切换功能的电压控制器，其特征在于：所述目标电压设定电路包括目标电压设定开关组、光电隔离电路，所述目标电压设定开关组输出电压设定信号，经所述光电隔离电路隔离输出给所述微处理器。
5、根据权利要求2-4中任一项所述的具备多档自动稳压和微扰切换功能的电压控制器，其特征在于：还包括热电偶过温检测保护电路，所述热电偶过温检测保护电路用于检测所述自耦变压器的温度，当超过设定温度时，发出开关信号输入到所述微处理器，所述微处理器发出控制信号，通过所述驱动电路驱动过温保护动作。
6、根据权利要求2-4中任一项所述的具备多档自动稳压和微扰切换功能的电压控制器，其特征在于：还包括电流互感器过流检测保护电路；所述电流互感过流检测保护电路串接于主回路，用于检测负载回路电流，当回路电流超过设定值时，发出开关信号输入至所述微处理器，所述微处理器发出控制信号，通过所述驱动电路驱动过流保护动作。
7、根据权利要求1-4中任一项所述的具备多档自动稳压和微扰切换功能的电压控制器，其特征在于：还包括起动开关(KM1)、旁路开关(KM2)；所述起动开关(KM1)串接于所述自耦变压器的输入端，在所述切换控制电路的控制下切换或手动切换所述自耦变压器和负载回路的投入或切除；所述旁路开关(KM2)并联于所述自耦变压器的主线圈(L1)的两端，在所述切换控制电路的控制下投切所述自耦变压器。
8、根据权利要求1-4中任一项所述的具多档自动稳压和微扰切换的电压控制器，其特征在于：所述自耦变压器是单相自耦变压器或三相自耦变压器。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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2003
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