变比式磁控有载无刷双向静态调压器制造技术

本发明专利技术涉及一种变比式磁控有载无刷双向静态调压器，属于电气控制技术领域。基本原理是以开关之间的切、转换改变绕于铁芯上的绕组Ｎ↓［２］的接入匝数和其与绕组Ｎ↓［１］的变压比以及两个绕组的相位进行变比调压，为了不出现过电压、过电流的问题，采用了旨在保持电路不发生中断的切换过渡回路。实现了无刷、无驱、传动机构、无电磁污染的静态调压。具有结构、线路简单，效率高、成本低、调压特性好、工作稳定可靠的特点。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

Variable ratio type magnetically controlled load brushless bidirectional static voltage regulator

The invention relates to a variable ratio type magnetically controlled loading brushless bidirectional static voltage regulator, belonging to the technical field of electric control. The basic principle is to switch between cut and change around the core, winding down N, voltage ratio and number of turns of 2 access and its transformation ratio and winding down N 1 and two phase windings, in order to avoid over voltage and over current problems, using the designed to ensure a circuit without switching transition circuit interruption. The brushless, non drive, transmission mechanism and no electromagnetic pollution of the static voltage regulation. The utility model has the advantages of simple structure, simple circuit, high efficiency, low cost, good voltage regulation performance and stable and reliable operation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种变比式磁控有载无刷双向静态调压器，属于电气控制
调压器种类比较多，如果按制做调压器的材料划分，基本可以分为两类一类是以铁芯线圈为材料制成的电磁调压器，另一类是以晶体材料制成的固体调压器件。电磁调压器又可以分为变比调压、感应调压、移圈调压和磁性调压。其中以滑动电刷为调整执行器件制做的接触式调压器以及以其为主回路制成的稳压器应用最为广泛。大容量的国内外一般都采用接触调压器和变压器相结合进行补偿式调压。一种接触式调压器绕组和试验变压器绕组同绕在一个铁芯上构成的双向有载调压器获得了中国专利技术专利权，一种滚动电刷获得了中国技术专利权。虽然接触式调压器具有效率高、输出波形及调压特性好的优点，但是调压器需要手动，稳压器则需要以伺服电机为动力，通过传动机构进行动态的机械调压。由于存在裸露的滑动电接点，不但反映时间、调整速度比较慢，而且容易发生电气、机械故障，其使用场所也受到限制。受电刷载流量的限制，单机容量也被限定。感应调压、移圈调压虽然无刷，但是存在驱动、传动机构，仍然属于动态机械调整。磁性调压虽然既无刷又无驱、传动机构，但是需要直流电源，由于是以直流电流调节铁芯饱和程度进行调压，在铁芯趋于饱和时其输出波形发生畸变。固体器件又可以分为相位控制调压、开关脉冲宽度或频率变换调压。其虽然具有体积小、重量轻，可以进行无触点无级调压的优点，但是采用相控调压的其输出波形不连续完整，不适应对波形有要求的负载需要，并伴有高次谐波产生，对供电网络、周围环境以及附近无线收发、通讯设施构成电磁污染与干扰，只能降压而不能升压。以开关脉冲宽度或频率变化调压的受器件极限参数限制，调控容量都有一定的局限，不但也存在干扰问题，而且也是只能降压而不能升压。为了克服两种调压器(件)的缺点，国内外通常采用两者相结合的设计。其中一种方案是美国一家公司采用的在补偿变压器绕组两端各接有一组由数个可控硅构成的静态开关，各开关分别和跨接在电源上的电抗器引出的抽头相连接，通过开关之间的互相切换改变加在补偿绕组两端的电压、极性进行双向调压；另一种方案是国内采用的在自耦变压器抽头上接有继电器，以接于输入电源和负载之间的继电器的互相切换改变接入抽头进行双向调压。这种设计虽然蒹有两种调压器的共同优点，但是其存在可靠性差的问题。由于开关控制的是感性负载，目前还很难做到在关断开关电流为零时待接入开关及时、精确的同步接入，常发生由于开关切换失误导致电路发生中断而产生的过电压或两个切换开关同时接通而产生的短路环流、击穿、烧损开关、绕组的问题。由于存在可靠性等方面的问题，这几种设计在工程上还未得到广泛的应用。本专利技术的目的是要提供一种结构、线路简单，成本低，既无刷、无驱、传动机构、又无电磁污染与干扰、工作稳定可靠的静态调压器。本设计提供了二种双向调压器。双向变比式磁控有载无刷双向静态调压器由绕在铁芯上的绕组和开关、限流器件等部分组成，其中绕组N1串接于输入电源和外接负载之间，成为负载绕组。其特征是绕组N2具有抽头，各抽头上接有可以彼此互相切换的开关K，其一端和跨接在电源上的换相开关KH相连接，各抽头通过所接开关K和跨接在电源上的另一个换相开关KH相连接，成为调控绕组。抽头上还接有由限流器件RX和过渡开关K1相串联组成的、同开关K相并联的切换过渡回路以及接于电源的换相过渡回路。开关K互相切换时可以改变调控绕组N2的接入匝数和两个绕组的变压比，换相开关KH可以把调控绕组N2接入匝数的两端分别以与负载绕组N1相位相同、相位相反的方式跨接于电源，也可以把其两端互相短接或与负载绕组N1两端相并联，过渡回路开关K1在切换开关K、换相开关KH切换时处于接通状态，保持调控绕组N2不发生中断，两个切换开关不能同时接通，不发生过电压、过电流的问题，限流器件RX抑制过渡回路开关K1和开关K、KH同时接通时环流增大。两个绕组相位相同时输出电压随开关K互相切换在高于输入电压的基础上变化，调控绕组两端互相短接或与负载绕组两端相并联时输出电压等于输入电压，两个绕组相位相反时输出电压随开关K互相切换在低于输入电压基础上变化。单向变比式磁控有载无刷双向静态调压器由绕在铁芯上的绕组和开关、限流器件、有磁隙的电抗器等部分组成，其中绕组N1串接于输入电源和外接负载之间，成为负载绕组。其特征是绕组N2具有抽头，各抽头上接有可以彼此互相切换的开关K，其一端以与负载绕组N1相位相同的方式接于电源，各抽头通过所接开关和转换开关K2相连接，转换开关K2的一个引出端接于电源，另一个引出端通过并有开关K0的电抗器L和绕组N2直接接于电源的一端相连接，成为调控绕组。抽头上还接有由限流器件RX和过渡开关K1相串联组成的、同切换开关K相并联的切换过渡回路以及接于电源的转换过渡回路。开关K互相切换时可以改变调控绕组N2的接入匝数和两个绕组的变压比，也可以改变电抗器L两端电压，转换开关K2可以把调控绕组N2接入匝数的两端转为跨接于电源的状态，也可以把其两端转为经电抗器L构成回路的状态，过渡回路开关K1在切换开关K、转换开关K2切、转换时处于接通状态，保持调控绕组N2不发生中断，两个切换开关不能同时接通，不发生过电压、过电流的问题，限流器件RX抑制过渡回路开关K2和开关K、K2同时接通时环流增大。调控绕组两端跨接于电源时输出电压随开关K互相切换在高于输入电压基础上变化，调控绕组两端经并有开关K0的电抗器L构成回路时，开关K0接通时输出电压等于输入电压，开关K0关断时输出电压随开关K互相切换在低于输入电压基础上变化。由于本设计以开关切换为主控方案进行抽头改变、相位变换的变比调压的同时采用了旨在保持电路不发生中断、两个切换开关不能同时接通的切、转换过渡回路方案，避免了过电压、过电流的问题发生。尽而既保持了输出波形连续完整，又保证了开关、绕组的安全。从而实现了无刷、无机械驱、传动机构、无电磁污染的静态调压。不但减少了产生故障的隐患和维护、检修工作量，也提高了可靠性和使用寿命，同时还简化了生产加工工艺，节省了原材料、降低了生产成本。具有结构、线路简单，体积小、效率高、损耗少，调压特性好，调整速度快，工作稳定的特点。下面结合附图和调压过程进一步分别描述二个调压器。附图说明图1是本设计中双向变比式磁控有载无刷双向静态调压器的单相电路图(或三相中的一相，三相中的任意一相原理皆相同，只有相位之差，故三相图未给出)。图中绕在同一铁芯上的绕组N1匝数是固定的，其串接于输入电源和外接负载之间，成为调压器的负载绕组。绕组N2具有6个抽头，各抽头上接有开关K1-K6，各开关可以进行彼断此通的互相切换，其一端和跨接在电源上的双向换相开关KH1相连接，各抽头通过所接开关和跨接在电源上的另一个双向换相开关KH2相连接，成为调压器的调控绕组。抽头上还接有由限流器件RX1、RX2和过渡开关KH1、KH2分别相串联组成的同开关K相并联的切换过渡回路，同时还接有由限流器件RX1和过渡开关KH3相串联组成的接于电源的换相过渡回路。其中开关KH1回路为开关K1-K4互相切换时的共用回路，KH2回路为开关K4-K6互相切换时的共用回路，KH3回路为换相开关KH1、KH2换相时的过渡回路。图中所示的为两个绕组相位相同时的状态。调压是这样进行的当调控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变比式磁控有载无刷双向静态调压器，双向变比式磁控有载无刷双向静态调压器由绕在铁芯上的绕组和开关、限流器件等部分组成，其中绕组Ｎ，串接于输入电源和外接负载之间，成为负载绕组，其特征是：绕组Ｎ↓［２］具有抽头，各抽头上接有可以彼此互相切换的开关Ｋ，其一端和跨接在电源上的换相开关Ｋ↓［Ｈ］相连接，各抽头通过所接开关Ｋ和跨接在电源上的另一个换相开关Ｋ↓［Ｈ］相连接，成为调控绕组，抽头上还接有由限流器件Ｒ↓［ｘ］和过渡开关Ｋ↓［＊］相串联组成的同开关Ｋ相并联的切换过渡回路以及接于电源的换相过渡回路；开关Ｋ互相切换时可以改变调控绕组Ｎ↓［２］的接入匝数和两个绕组的变压比，换相开关Ｋ↓［Ｈ］可以把调控绕组Ｎ↓［２］接入匝数的两端分别以与负载绕组Ｎ↓［１］相位相同、相位相反的方式跨接于电源，也可以把其两端互相短接或与负载绕组Ｎ↓［１］两端相并联，过渡回路开关Ｋ↓［＊］在切换开关Ｋ、换相开关Ｋ↓［Ｈ］切换时处于接通状态，保持调控绕组Ｎ↓［２］不发生中断，两个切换开关不能同时接通，不出现过电压、过电流的问题，限流器件Ｒ↓［ｘ］抑制过渡回路开关Ｋ↓［＊］和开关Ｋ、Ｋ↓［Ｈ］同时接通时环流增大；两个绕组相位相同时输出电压随开关Ｋ互相切换在高于输入电压基础上变化，调控绕组Ｎ↓［２］两端互相短接或与负载绕组Ｎ↓［１］两端相并联时输出电压等于输入电压，两个绕组相位相反时输出电压随开关Ｋ互相切换在低于输入电压基础上变化；单向变比式磁控有载无刷双向静态调压器由绕在铁芯上的绕组和开关、限流器件、有磁隙的电抗器等部分组成，其中绕组Ｎ↓［１］串接于输入电源和外接负载之间，成为负载绕组，其特征是：绕组Ｎ↓［２］具有抽头，各抽头上接有可以彼此互相切换的 开关Ｋ，其一端以与负载绕组Ｎ↓［１］相位相同的方式接于电源，各抽头通过所接开关Ｋ和转换开关Ｋ↓［ｚ］相连接，转换开关Ｋ↓［ｚ］的一个引出端接于电源，另一个引出端通过并有开关Ｋ↓［０］的电抗器Ｌ和绕组Ｎ↓［２］直接接于电源的一端相连接，成为调控绕组，抽头上还接有由限流器件Ｒ↓［ｘ］和过渡开关Ｋ↓［＊］相串联组成的同切换开关Ｋ相并联的切换过渡回路以及接于电源的转换过渡回路；开关Ｋ互相切换时可以改变调控绕组Ｎ↓［２］的接入匝数和两个绕组的变压比，也可以改变电抗器Ｌ两端电压，转换开关Ｋ↓［ｚ］可以把调控绕组Ｎ↓［２］接入匝数的两端转为跨接于电源的状态，也可以把其两端转为经过电抗器Ｌ构成回路的状态，过渡回路开...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵忠臣，
申请(专利权)人：赵忠臣，
类型：发明
国别省市：23[中国|黑龙江]