分区补偿三相交流稳压器制造技术

一种分区补偿三相交流稳压器，包括补偿式三相主电路单元、补偿控制单元、触发单元、保护驱动单元；补偿控制单元由三个包括采样比较电路、延时保护电路、触发选通配置电路、检错判别电路的补偿控制电路组成，分别对三相相电压进行电压采样，输出三相的触发控制信号、不触发区控制信号、触发选通控制值判别信号；保护驱动单元依据输入的三相的触发选通控制值判别信号是否有效来对主电路中的三相晶闸管桥进行开路保护。所述交流稳压器能够调整输入交流电源相电压波动范围电压的分区数量，改变补偿的方式与补偿精度；在实现互锁控制的同时，还对控制电路是否出现逻辑错误来对晶闸管桥进行开路保护，有效地加强了针对工作过程异常的保护力度。

Zonal Compensation Three-phase AC Voltage Regulator

A three-phase AC voltage regulator with zonal compensation consists of compensating three-phase main circuit unit, compensating control unit, triggering unit and protection driving unit. Compensating control unit consists of three compensation control circuits including sampling and comparison circuit, delay protection circuit, triggering and gating configuration circuit and error detection and discrimination circuit. Voltage sampling of three-phase voltage is carried out separately, and three-phase output is achieved. Trigger control signal, non-trigger zone control signal and trigger-gated control value discrimination signal; protection driving unit can open-circuit protect the three-phase thyristor bridge according to the input three-phase trigger-gated control value to determine whether the signal is valid or not. The AC voltage regulator can adjust the number of voltage zones in the fluctuation range of phase voltage of input AC power supply, change the compensation mode and compensation accuracy; while realizing interlocking control, it also protects the thyristor bridge from logic errors in the control circuit, effectively strengthening the protection against abnormal working process.

【技术实现步骤摘要】
分区补偿三相交流稳压器
本专利技术涉及电源
，尤其是一种分区补偿三相交流稳压器。
技术介绍
现有的补偿式单相和三相交流稳压器，其优点是稳压范围宽，波形几乎没有失真，整机效率高，负载适应性强。其原理是根据输入电压的高低情况，自动控制补偿变压器上初级绕组的不同绕组线圈的投切，利用初级侧工作绕组和次级绕组的变比关系，或者通过调整初级绕组上所加电压的方式，提供双向多档的电压补偿，从而实现调压稳压的目的。现有补偿式交流稳压器的不足之处是：采用电机控制碳刷移动来改变向补偿变压器励磁线圈施加不同电压时，碳刷容易磨损，经常出现故障。采用电子开关切换的方式来进行补偿变压器上初级绕组的不同绕组线圈的投切，或者调整初级绕组上所加电压时，电子开关的延迟关断容易造成电源短路故障；采用单片机、PLC等的程序方式控制电子开关切换时，程序飞跑、死机等问题也会造成稳压器失效，或者是因控制逻辑错误造成电源短路故障。
技术实现思路
为了解决现有补偿式交流稳压器所存在的问题，本专利技术提供了一种分区补偿三相交流稳压器，包括补偿式三相主电路单元、补偿控制单元、触发单元、保护驱动单元。补偿式三相主电路单元的每相主电路均包括补偿变压器组、晶闸管桥和继电器保护开关；补偿控制单元输出三相触发控制信号至触发单元；触发单元根据输入的触发控制信号，发出触发信号至补偿式三相主电路单元，控制三相晶闸管桥中晶闸管的通断；补偿控制单元同时输出三相不触发区控制信号和三相触发选通控制值判别信号至保护驱动单元，保护驱动单元依据输入的三相触发选通控制值判别信号是否有效来启动/停止对三相晶闸管桥的开路保护，同时依据三相触发选通控制值判别信号是否有效和三相不触发区控制信号是否有效来控制触发单元的供电电源。所述补偿控制单元由三个结构相同的补偿控制电路组成；三个补偿控制电路分别对三相交流电源相电压进行电压采样，输出三相触发控制信号、三相不触发区控制信号、三相触发选通控制值判别信号。每一相的补偿控制电路均包括采样比较电路、延时保护电路、触发选通配置电路、检错判别电路，每一相的延时保护电路功能与结构相同，每一相的采样比较电路功能与结构相同，每一相的触发选通配置电路功能与结构相同，每一相的检错判别电路功能与结构相同。每一相补偿控制电路中，采样比较电路对交流电源相电压进行电压采样，输出触发选通控制值并送至延时保护电路；延时保护电路输出延迟后的触发选通控制值和不触发区控制信号；延迟后的触发选通控制值被送至触发选通配置电路和检错判别电路；触发选通配置电路输出触发控制信号；检错判别电路判别输入的触发选通控制值是否有效，输出触发选通控制值判别信号。每一相的触发选通控制值为M位二进制值；每一相补偿控制电路中，检错判别电路判别输入的触发选通控制值是否有效的依据是，触发选通控制值的M位二进制值中，有且只有一位有效时，触发选通控制值有效；否则，触发选通控制值无效。触发选通控制值中的位为1有效，为0无效，即触发选通控制值信号中的高电平有效，低电平无效；或者是，触发选通控制值中的位为0有效，为1无效，即触发选通控制值信号中的低电平有效，高电平无效；共有M个触发选通控制值有效。每一相中，采样比较电路包括交流电源相电压采样电路和多区间电压比较器电路，交流电源相电压采样电路将交流电源相电压有效值转换为交流电源相电压采样值。每一相中，多区间电压比较器电路包括m-1个比较器，将输入电压与m-1个不同的阈值电压进行比较，输出m位比较输出值；m-1个比较器均采用正单电源供电。m-1个不同的阈值电压分别连接至m-1个比较器的反相输入端，输入电压同时连接至m-1个比较器的同相输入端；多区间电压比较器输出的m位比较输出值高电平有效，m位比较输出值中有且只有一位输出值有效；m-1个比较器中，阈值电压最高的比较器直接采用正单电源进行供电，其他比较器均采用可控电源进行供电；比较器采用可控电源供电时，只有在所有阈值电压比其高的比较器全部输出低电平时，可控电源向其正电源端进行供电，否则可控电源停止向其正电源端进行供电；比较器采用可控电源供电且可控电源停止向其正电源端进行供电时，输出低电平；m位比较输出值由m-1个比较器的输出值和最低区间判断值组成；当m-1个比较器的输出值全部为低电平时，最低区间判断值为高电平，否则，最低区间判断值为低电平。每一相中，将交流电源相电压波动区间范围的电压调整为M个电压等级区间，通过调整采样比较电路的参数实现；进一步地，通过调整多区间电压比较器电路的参数实现。每一相中，多区间电压比较器电路还包括由上限阈值电位器、下限阈值电位器、多个中间分压电阻组成的多阈值电压输出电路，向m-1个比较器提供m-1个不同的阈值电压；调节上限阈值电位器和下限阈值电位器的参数值，能够将交流电源相电压波动区间范围的电压调整为M个电压等级区间，M个电压等级区间与采样比较电路输出的M个有效的M位触发选通控制值一一对应；M位触发选通控制值由m位比较输出值中的低M位组成，即M位触发选通控制值由多区间电压比较器电路中阈值电压最低的M-1个比较器的输出和最低区间判断值组成；M-1个最低的阈值电压分别为分隔M个电压等级区间的交流电源相电压值的电压采样值。所述m大于等于3，M大于等于2且小于等于m。比较器采用可控电源供电时，输出端接有下拉电阻，只有在所有阈值电压比其高的比较器全部输出低电平时，可控电源向其正电源端进行供电，否则可控电源停止向其正电源端进行供电。采用或非门实现比较器可控电源供电功能，比较器的正电源端连接至或非门的输出端，或非门的输入端分别连接至所有阈值电压比其高的比较器的输出端。多区间电压比较器电路中的比较器均优选采用单电源供电的低功耗轨到轨运放。每一相中，触发选通控制值控制晶闸管桥中晶闸管的通断组合状态；由晶闸管桥中晶闸管的通断组合状态控制选择多个补偿变压器中的1个，或者是0个，或者是多个补偿变压器来进行电压补偿，实现与电压等级区间对应的电压补偿状态；交流电源相电压的每个电压等级区间对应一个电压补偿状态。每一相中，触发选通配置电路包括二极管触发配置矩阵，或者还包括触发控制信号驱动电路；触发选通配置电路依据有效的触发选通控制值，由二极管触发配置矩阵选择并使相应的触发控制信号有效，控制本晶闸管桥中晶闸管的通断组合状态。每一相中，晶闸管桥中共有N个晶闸管；二极管触发配置矩阵包括m根触发控制行线、N根触发驱动列线；N根触发驱动列线与N个晶闸管一一对应，一根触发驱动列线信号有效对应使一个晶闸管的触发控制信号有效；在每根触发控制行线和每根触发驱动列线的交叉位置均设置由二极管和配置开关串联组成的配置支路，配置开关可以串联在二极管的阴极端，或者是串联在二极管的阳极端；触发控制行线信号为低电平有效时，配置支路的二极管阴极侧连接至触发控制行线上，阳极侧连接至触发驱动列线上；触发控制行线信号为高电平有效时，配置支路的二极管阳极侧连接至触发控制行线上，阴极侧连接至触发驱动列线上；所述N为大于等于4的整数。每一相中，配置支路中配置开关的配置方法是，在m根触发控制行线中，选择其中的M根为触发选通控制行线；M根触发选通控制行线与M位触发选通控制值一一对应，一个有效的触发选通控制值对应使一根触发选通控制行线有效；每根触发选通控制行线信号有效时，对应一个晶闸管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分区补偿三相交流稳压器，其特征在于：包括补偿式三相主电路单元、补偿控制单元、触发单元、保护驱动单元；补偿式三相主电路单元的每相主电路均包括补偿变压器组、晶闸管桥和继电器保护开关；补偿控制单元输出三相触发控制信号至触发单元；触发单元根据输入的触发控制信号，发出触发信号至补偿式三相主电路单元，控制三相晶闸管桥中晶闸管的通断；补偿控制单元同时输出三相不触发区控制信号和三相触发选通控制值判别信号至保护驱动单元，保护驱动单元依据输入的三相触发选通控制值判别信号是否有效来停止/启动对三相晶闸管桥的开路保护，同时依据三相触发选通控制值判别信号是否有效和三相不触发区控制信号是否有效来控制触发单元的供电电源；所述补偿控制单元由三个结构相同的补偿控制电路组成；三个补偿控制电路分别对三相交流电源相电压进行电压采样，输出三相触发控制信号、三相不触发区控制信号、三相触发选通控制值判别信号。

【技术特征摘要】
1.一种分区补偿三相交流稳压器，其特征在于：包括补偿式三相主电路单元、补偿控制单元、触发单元、保护驱动单元；补偿式三相主电路单元的每相主电路均包括补偿变压器组、晶闸管桥和继电器保护开关；补偿控制单元输出三相触发控制信号至触发单元；触发单元根据输入的触发控制信号，发出触发信号至补偿式三相主电路单元，控制三相晶闸管桥中晶闸管的通断；补偿控制单元同时输出三相不触发区控制信号和三相触发选通控制值判别信号至保护驱动单元，保护驱动单元依据输入的三相触发选通控制值判别信号是否有效来停止/启动对三相晶闸管桥的开路保护，同时依据三相触发选通控制值判别信号是否有效和三相不触发区控制信号是否有效来控制触发单元的供电电源；所述补偿控制单元由三个结构相同的补偿控制电路组成；三个补偿控制电路分别对三相交流电源相电压进行电压采样，输出三相触发控制信号、三相不触发区控制信号、三相触发选通控制值判别信号。2.根据权利要求1所述的分区补偿三相交流稳压器，其特征在于：每一相中，补偿控制电路包括采样比较电路、延时保护电路、触发选通配置电路、检错判别电路；采样比较电路对交流电源相电压进行电压采样，输出触发选通控制值并送至延时保护电路；延时保护电路输出延迟后的触发选通控制值和不触发区控制信号；延迟后的触发选通控制值被送至触发选通配置电路和检错判别电路；触发选通配置电路输出触发控制信号；检错判别电路判别输入的触发选通控制值是否有效，输出触发选通控制值判别信号。3.根据权利要求2所述的分区补偿三相交流稳压器，其特征在于：每一相中，采样比较电路包括m-1个比较器、上限阈值电位器、下限阈值电位器；调节上限阈值电位器和下限阈值电位器能够将交流电源相电压波动区间范围的电压调整为M个电压等级区间，输出M位触发选通控制值；M个电压等级区间与M个触发选通控制值一一对应；所述m大于等于3，所述M小于等于m。4.根据权利要求3所述的分区补偿三相交流稳压器，其特征在于：每一相中，检错判别电路判别输入的触发选通控制值是否有效的依据是，触发选通控制值的M位二进制值中，有且只有一位有效时，触发选通控制值有效；否则，触发选通控制值无效。5.根据权利要求4所述的分区补偿三相交流稳压器，其特征在于：每一相中，电压等级区间与电压补偿状态一一对应，每个电压等级区间对应一个电压补偿状态；不同的电压补偿状态由晶闸管桥中晶闸管不同的通断组合状态控制；触发选通配置电路依据触发选通控制值，由二极管触发配置矩阵选择并使相应的触发控制信号有效，控制晶闸管桥中晶闸管的通断组合状态。6.根据权利要求5所述的分区补偿三相交流稳压器，其特征在于：每一相中，晶闸管桥中共有N个晶闸管；二极管触发配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建华，凌云，文定都，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43