大功率高稳定度单相(三相)交流稳压器制造技术

本发明专利技术是关于交流稳压器，特别是大功率、高稳定度的单相（三相）交流稳压器的发明专利技术．它用可控硅原边开关控制的变压器串联组合网络，实行多重电压调整，取得输出功率不受限制、输出电压稳定度可以任意高的交流稳压性能．它适于几百千伏安以上的大功率集中稳压供电，又可制成几千伏安以下的小功率交流稳压器在生产和科研中使用．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

Single phase (three-phase) AC regulator with high power and high stability

The present invention relates to a single-phase AC voltage regulator, especially high power and high stability (three-phase AC regulator) invention. It used silicon controlled switch control transformer primary side series combination network, implement multiple voltage adjustment, has unlimited output power and output voltage stability can be arbitrarily high performance AC. Suitable for large power above a few hundred KVA centralized regulated power supply, can be made of small power AC regulator for thousands of voltammetry following use in production and scientific research.

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于交流稳压器，特别是大功率、高稳定度单相(三相)交流稳压器的专利技术。该交流稳压器是采取多重电压调整、可控硅原边开关控制的变压器串联组合网络。公知的交流稳压器，例如磁饱和式交流稳压器，十分笨重，波形失真严重，不能承受电抗性负载;饱和电抗器式电子交流稳压器，仍比较笨重，亦不能承受电抗性负载，可靠性也差;伺服电机调压器式自动交流稳压器，响应速度太慢，动态特性不好;抽头变压器式和组合绕组式交流稳压器，转换开关(可以是可控硅)上的导通电流和负载电流大小相当，仅限于中小功率;感应电机调压器能实现大功率交流稳压，但体大笨重，而且输入电压和输出电压在相位上不同步。本专利技术的任务是提供一种输出功率不受限制，输出电压稳定度可以任意高，不仅用于电阻性负载，也能适应电抗性负载，无失真、效率高、响应快、体积小、重量轻的单相(三相)交流稳压器。这种交流稳压器，既能以大功率型，实现数百千伏安以上的集中稳压供电，又能以几千伏安以下的小功率型，为负载提供优质的交流稳压。其实施方案是，有n个降压变压器组成串联组合网络，其副边绕组上提供n个极性可变的正弦补偿电压序列△Ui(i＝1、2……n)，一组逻辑开关，根据约定的程序，实行输入电压Ui和补偿电压△Ui之间的最佳组合，最终使输出电压稳定在预定的额定值U上，即Uo＝Ui+Σi = 1n]]>△Ui＝U本专利技术的改进是将△Ui序列分成若干组，让第一组的△Ui对电网Ui进行初步补偿校正;让第二组的△Ui对第一组调整的剩余部分进行细补偿;再由第三组的△Ui对第二组调整的剩余部分进行更细的调整……，直到输出电压Uo达到预定的精度为止。本专利技术的进一步改进是用电流过零触发的可控硅作逻辑开关，在变压器的原边进行开关控制。本方案的优点是第一，采用△Ui叠加补偿，其补偿功率只占额定输出功率的很小一部分，使整个稳压器的体积、重量约相当于普通稳压器的四分之一;第二，由于采用变压器串联组合网络结构，单个变压器都很小，并随补偿电压△Ui序列的递减越来越小。处于这些变压器原边的可控硅的导通电流也将一个比一个小。例如300KVA(三相)的稳压器，最大的可控硅仅50A;第三，由于实行逐级再补偿的多重稳压结构，在同样稳压精度下，比抽头变压器式交流稳压器所需的可控硅数量显著减少。例如9～10只可控硅可以实现1%的稳定度;第四，由于输出电压Uo是Ui和△Ui的线性叠加，又采用电流过零触发的可控硅作全周期导通转换开关，因此，无论是电阻性负载，还是电抗性负载，其输出电压波形都不失真，并且相位也和Ui保持一致。第五，由于变压器和可控硅都较小，适宜做成大功率稳压器;第六，在多重稳压结构里，允许增加精细的补偿电压，从而获得任意高的稳定度。附图描述了大功率、高稳定度交流稳压器的实施例。图1为实施例的电路图;图2为实施例的另一种电路图;图3为本专利技术交流稳压器的电压调整特性;图4为本专利技术交流稳压器的输入、输出电压波形。在图1中，变压器B1、B2……Bn组成一个副边绕组相串联的变压器网络，其副边绕组Ni(i＝1、2……n)上产生补偿电压△Ui(i＝1、2……n)。变压器B1有一个原边绕组N11，与可控硅S1、S2、S3和S4构成的桥型开关相连，控制桥型开关的工作状态，可以使△U1为正值、负值或零。B2的原边绕组N21与可控硅S5、S6相连，控制S5、S6可使△U2或为正值、或为零。B3、B4……Bn各有一个正向原边绕组N31、N41……Nn1和一个反向原边绕组N31′、N41′……Nn1′，分别由可控硅S7、8，S9、10，……S(2n+1)、(2n+2)转换使△U3、△U4……△Un或为正值、负值。可控硅的导通和关断，由选通电路2、4、6确定，其中选通2根据采样器1的信号进行编程，并输出S1～S6的驱动信号;选通4根据采样器3的信号进行判别，输出S7、S8的驱动信号;选通6根据采样器5的信号进行判别，输出S9、S10的驱动信号，……选通2n根据采样器(2n-1)的信号进行判别，输出S(2n+1)、(2n+2)驱动信号。变压器B1、B2，采样器1，选通2构成预稳压器，其输出电压为U2U2＝Ui+△U1+△U2若取△U1＝△U2＝0.1U(U为输出电压Uo的额定值)，则U2相对U有±5%的稳定度。变压器B3、采样器3、选通4组成二次稳压器，其输出电压为U3U3＝U2+△U3若取△U3＝△U1/4，则U3相对U有约±2.5%的稳定度。变压器B4、采样器5、选通6组成三次稳压器，其输出电压为U4U4＝U3+△U4若取△U4＝△U3/2，则U4相对U有约±1%的稳定度。显而易见，只要继续增加递减的△U5、△U6……△Un，就能实现更高的稳定度。电流传感器7和过零脉冲产生电路8为选通2、4、6提供同步信号。图2给出的实施例原理上和图1实施例相同，所不同的是变压器B1、B2的结构。这里B1有四个绕组副边绕组N12、正向原边绕组N11、反向原边绕组N11′和短路绕组N13。B2有三个绕组副边绕组N22、正向原边绕组N21和短路绕组N23。这样的结构，使预稳压器只需要S1～S5这五只可控硅就能完成控制。此外专门设置的短路绕组可以使用小电流可控硅切换。在图2中还能看到全部的可控硅都有一个公共端，这对简化散热和驱动电路非常有利。用和图1或图2相同的三个独立电路，分别对三相电网的A相、B相和C相进行补偿校正，就是三相交流稳压器。本文档来自技高网...

【技术保护点】
交流稳压器，特别是大功率、高稳定度的交流稳压器，其特征是：ｎ个降压变压器Ｂｉ（ｉ＝１、２……ｎ），组成副边绕组串联的变压器网络，在串联的副边绕组Ｎｉ２（ｉ＝１、２……ｎ）上产生补偿电压△Ｕｉ（ｉ＝１、２……ｎ），输入电压Ｕｉ和补偿电压△Ｕｉ按需要组合叠加成稳定的输出电压Ｕｏ。

【技术特征摘要】
1.交流稳压器，特别是大功率、高稳定度的交流稳压器，其特征是n个降压变压器Bi(i=1、2……n)，组成副边绕组相串联的变压器网络，在串联的副边绕组Ni2(i=1、2……n)上产生补偿电压△Ui(i=1、2……n)，输入电压Ui和补偿电压△Ui按需要组合叠加成稳定的输出电压Uo。2.按照权利要求1的交流稳压器，由变压器B1和B2构成预稳压器;变压器B3作二次稳压器，对预稳压器的输出电压U2进行细补偿;变压器B4作三次稳压器，对二次稳压输出U3作更细的补偿，……。实行多重电压调整结构，使输出电压获得任意高的稳定度。3.按照权利要求1或权利要求2的交流稳压器，实行变压器原边可控硅开关控制。B1的原边绕组N11由可控硅S1～S4的桥形开关网络控制，使△U1为正、为负或零。B2的原边绕组N21由可控硅S5、S6转换工作方式，使△U2或为正、或为...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪本来，
申请(专利权)人：倪本来，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]