一种分区自耦补偿式三相交流稳压装置制造方法及图纸

一种分区自耦补偿式三相交流稳压装置，由自耦补偿式三相主电路单元、补偿控制单元、触发单元、保护驱动单元组成。补偿控制单元由三个包括模数转换编码电路、译码选通电路、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采样，输出对应的三相触发控制信号、三相不触发区控制信号、三相触发选通控制值判别信号；保护驱动单元依据输入的三相触发选通控制值判别信号和不触发区控制信号来控制触发单元的电源。所述稳压装置能够调整输入波动范围交流电压的分区数量，改变补偿的方式与补偿精度；且能够实现互锁控制，有效地加强针对工作过程异常的保护力度。

A Three-Phase AC Voltage Regulator with Partition Auto-Compensation

A three-phase AC voltage stabilization device with zonal auto-compensation is composed of an auto-compensation three-phase main circuit unit, a compensation control unit, a trigger unit and a protection driving unit. The compensation control unit consists of three compensation control circuits, including analog-to-digital conversion coding circuit, decoding gating circuit, delay protection circuit, trigger gating configuration circuit and error detection and discrimination circuit. The three-phase voltage is sampled separately, and the corresponding three-phase trigger control signal, three-phase non-trigger zone control signal and three-phase trigger gating control value discrimination signal are output. The element controls the power supply of the trigger unit according to the input three-phase trigger gating control value discrimination signal and the control signal of the non-trigger area. The voltage stabilizing device can adjust the number of AC voltage zones in the input fluctuation range, change the compensation mode and compensation accuracy, and realize interlocking control, effectively strengthen the protection against abnormal working process.

【技术实现步骤摘要】
一种分区自耦补偿式三相交流稳压装置
本技术涉及电源
，尤其是一种分区自耦补偿式三相交流稳压装置。
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，本技术提供了一种分区自耦补偿式三相交流稳压装置，由自耦补偿式三相主电路单元、补偿控制单元、触发单元、保护驱动单元组成。自耦补偿式三相主电路单元的每相主电路均包括补偿变压器、自耦变压器、晶闸管开关组、继电器保护电路。补偿控制单元由三个结构相同的补偿控制电路组成，输出三相触发控制信号至触发单元；触发单元发出触发信号至自耦补偿式三相主电路单元，控制三相晶闸管开关组中双向晶闸管的通断；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；保护驱动单元输出向触发单元供电的可控供电电源。所述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。每一相中，补偿控制电路包括模数转换编码电路、译码选通电路、延时保护电路、触发选通配置电路、检错判别电路；模数转换编码电路对交流电源相电压进行电压采样，输出电压等级编码值；译码选通电路输入电压等级编码值，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；检错判别电路输入延迟后的触发选通控制值，输出触发选通控制值判别信号；所述电压等级编码值为4位二进制值；所述触发选通控制值由M位二进制数构成，所述M大于等于2且小于等于m；m大于等于3，m的典型值为10。每一相中，模数转换编码电路包括交流电源电压检测电路和模数转换电路；交流电源电压检测电路对输入的交流电源相电压有效值进行采样，得到交流电源相电压采样值；交流电源电压检测电路包括能够调节交流电源相电压采样值与输入的交流电源相电压有效值之间比值的下限值电位器；模数转换电路输入交流电源相电压采样值，输出电压等级编码值。每一相中，模数转换电路包括双积分型A/D转换器ICL7109、参考电容C13、自动调零电容C12、积分电容C11、积分电阻R11、电阻RF1、上限值电位器、晶振XT1；ICL7109的运行/保持端RUN、低字节使能端LBEN、测试端TEST接高电平，片选端CE/LOAD、模式端MODE、高字节使能端HBEN、振荡器选择端OSCSEL接低电平；晶振XT1连接至ICL7109的振荡器输入端OSCIN和振荡器输出端OSCOUT；积分电容C11、积分电阻R11、自动调零电容C12的一端连结组成积分电路，另外一端分别连接至ICL7109的积分电容端INT、缓冲器输出端BUF、自动调零电容端AZ；ICL7109的差分输入高端INHOL输入交流电源电压采样值，差分输入低端INLO连接至ICL7109的基准电压输出端REFOUT；电阻RF1、上限值电位器对ICL7109的基准电压进行分压，在上限值电位器上得到参考电压，参考电压输入至ICL7109的参考电压正输入端REFIN+和参考电压负输入端REFIN-；参考电容C13连接至ICL7109的参考电容正输入端REFCAP+和参考电容负输入端REFCAP-；ICL7109的正电源端V+连接至正电源；ICL7109的负电源端V-连接至负电源；ICL7109的数字地端和模拟地端均连接至公共地；电压等级编码值从ICL7109的最高4位输出端输出；调节上限值电位器和下限值电位器的参数值，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，输出与M个电压等级区间一一对应的M个有效的电压等级编码值。每一相中，译码选通电路为四线—十六线译码器CD4514；CD4514的4位编码值输入端输入4位电压等级编码值，片选端输入低电平，锁存控制端输入高电平；CD4514的最低10位译码输出端输出译码输出值。每一相中，延时保护电路由延时检测模块和不触发区控制信号产生模块组成；延时检测模块中包括10个相同的延时检测电路，每个延时检测电路对输入信号进行延迟得到延迟后的输出信号，同时对输入信号进行边沿检测，输出边沿检测信号；10个延时检测电路分别对10位译码输出值信号延迟，得到延迟后的10位译码输出值，以及对10位译码输出值进行边沿检测，得到10个边沿检测信号；10位译码输出值中包括M位触发选通控制值。每一相中，不触发区控制信号产生模块包括具有10个输入信号端的或非门、10个边沿检测信号选通开关、10个下拉电阻；10个边沿检测信号分别经由10个边沿检测信号选通开关连接至或非门的10个输入端；或非门的10个输入端分别由10个下拉电阻连接至地；或非门的输出端输出不触发区控制信号。每一相中，晶闸管开关组中共有8个双向晶闸管；触发选通配置电路包括10根触发控制行线、8根触发驱动列线；8根触发驱动列线与8个双向晶闸管一一对应，一根触发驱动列线信号有效对应使一个双向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；10根触发控制行线分别输入10位译码输出值；配置支路中配置开关的配置方法是，在10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，对应一个晶闸管开关组中晶闸管的通断组合状态；将每根触发选通控制行线与该行线信号有效时对应通断组合状态需要控制晶闸管导通的触发驱动列线之间配置支路中的配置开关配置为接通状态；将每根触发选通控制行线与该行线信号有效时对应通断组合状态需要控制晶闸管关断的触发驱动列线之间配置支路中的配置开关配置为断开状态。每一相中，补偿变压器的补偿线圈串联在相线上；自耦变压器有4个输出抽头，第一同侧的4个双向晶闸管一端并联后，连接至补偿变压器的励磁线圈的一端，第一同侧的4个双向晶闸管的另外一端分别连接至4个输出抽头；第二同侧的4个双向晶闸管一端并联后，连接至补偿变压器的励磁线圈的另外一端，第二同侧的4个双向晶闸管的另外一端分别连接至4个输出抽头；自耦变压器的输入绕组并联至相线输出端和零线端。每一相中，检错判别电路包括判别ROM存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分区自耦补偿式三相交流稳压装置，其特征在于：由自耦补偿式三相主电路单元、补偿控制单元、触发单元、保护驱动单元组成；自耦补偿式三相主电路单元的每相主电路均包括补偿变压器、自耦变压器、晶闸管开关组、继电器保护电路；补偿控制单元由三个结构相同的补偿控制电路组成，输出三相触发控制信号至触发单元；触发单元发出触发信号至自耦补偿式三相主电路单元，控制三相晶闸管开关组中双向晶闸管的通断；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；保护驱动单元输出向触发单元供电的可控供电电源；所述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；每一相中补偿控制电路包括模数转换编码电路、译码选通电路、延时保护电路、触发选通配置电路、检错判别电路；模数转换编码电路对交流电源相电压进行电压采样，输出电压等级编码值；译码选通电路输入电压等级编码值，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；检错判别电路输入延迟后的触发选通控制值，输出触发选通控制值判别信号；所述电压等级编码值为4位二进制值，触发选通控制值为大于等于2位且小于等于10位的二进制值。...

【技术特征摘要】
1.一种分区自耦补偿式三相交流稳压装置，其特征在于：由自耦补偿式三相主电路单元、补偿控制单元、触发单元、保护驱动单元组成；自耦补偿式三相主电路单元的每相主电路均包括补偿变压器、自耦变压器、晶闸管开关组、继电器保护电路；补偿控制单元由三个结构相同的补偿控制电路组成，输出三相触发控制信号至触发单元；触发单元发出触发信号至自耦补偿式三相主电路单元，控制三相晶闸管开关组中双向晶闸管的通断；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；保护驱动单元输出向触发单元供电的可控供电电源；所述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；每一相中补偿控制电路包括模数转换编码电路、译码选通电路、延时保护电路、触发选通配置电路、检错判别电路；模数转换编码电路对交流电源相电压进行电压采样，输出电压等级编码值；译码选通电路输入电压等级编码值，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；检错判别电路输入延迟后的触发选通控制值，输出触发选通控制值判别信号；所述电压等级编码值为4位二进制值，触发选通控制值为大于等于2位且小于等于10位的二进制值。2.根据权利要求1所述的分区自耦补偿式三相交流稳压装置，其特征在于：每一相中模数转换编码电路包括交流电源电压检测电路和模数转换电路；交流电源电压检测电路对输入的交流电源相电压有效值进行采样，得到交流电源相电压采样值；交流电源电压检测电路包括能够调节交流电源相电压采样值与输入的交流电源相电压有效值之间比值的下限值电位器；模数转换电路输入交流电源相电压采样值，输出电压等级编码值。3.根据权利要求2所述的分区自耦补偿式三相交流稳压装置，其特征在于：每一相中模数转换电路包括双积分型A/D转换器ICL7109、参考电容C13、自动调零电容C12、积分电容C11、积分电阻R11、电阻RF1、上限值电位器、晶振XT1；ICL7109的运行/保持端RUN、低字节使能端LBEN、测试端TEST接高电平，片选端CE/LOAD、模式端MODE、高字节使能端HBEN、振荡器选择端OSCSEL接低电平；晶振XT1连接至ICL7109的振荡器输入端OSCIN和振荡器输出端OSCOUT；积分电容C11、积分电阻R11、自动调零电容C12的一端连结组成积分电路，另外一端分别连接至ICL7109的积分电容端INT、缓冲器输出端BUF、自动调零电容端AZ；ICL7109的差分输入高端INHOL输入交流电源电压采样值，差分输入低端INLO连接至ICL7109的基准电压输出端REFOUT；电阻RF1、上限值电位器对ICL7109的基准电压进行分压，在上限值电位器上得到参考电压，参考电压输入至ICL7109的参考电压正输入端REFIN+和参考电压负输入端REFIN-；参考电容C13连接至ICL7109的参考电容正输入端REFCAP+和参考电容负输入端REFCAP-；ICL7109的正电源端V+连接至正电源；ICL7109的负电源端V-连接至负电源；ICL7109的数字地端和模拟地端均连接至公共地...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒中宾，欧伟明，凌云，周维龙，武海华，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43