电压补偿式交流稳压器制造技术

本实用新型专利技术属于交流稳压器。它由变压器组１，变压器组输入控制开关组２和相位控制开关组３及反馈调节控制系统４构成，其中变压器组的匝数比按Ｔｎ＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿递增，式中ｎ依次取（－１、０、１、２、３、４）中一组连续的数。本实用新型专利技术的输出电压ｕ－［０］是电网电压ｕｉ与变压器组输出电压ｕｘ之和，由反馈调节控制系统４根据ｕ－［０］与额定值的偏差量控制开关组２、３，使ｕｘ值的大小和相位发生相应变化，抵消ｕ－［０］与额定值的偏差量，使输出电压ｕ－［０］达到稳定。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

Voltage compensated AC regulator

The utility model belongs to an AC voltage regulator. It consists of 1 groups of transformer, transformer input control switch group 2 and group 3 phase control switch and feedback control system 4, the number of turns of transformer group than in the Tn = twenty million birds - twenty million birds increase in n orderly (- 1 and 0, 1, 2, 3 4), in a continuous number. The utility model is the output voltage of u 0 is UI and voltage transformer output voltage of UX and by the feedback control system according to the deviation of 4 U - 0 and the rated value of the control switch group 2, 3, the UX value of the size and phase change, deviation offset U - 0 of the rated value, the output voltage unit 0 to stabilize.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于一种交流稳压器。在已有技术中，交流稳压器有磁饱和式、磁放大式、自耦变压器抽头式等几种类型，根据他们的电路结构，这几种稳压器的工作首先要通过变压器的变压，且输出变压器的功率容量是其输出功率的100％，因此，变压器的体积很大，相应做变压器所用的金属材料多，且空载损耗高。又由于他们的稳压调节多采用磁路调节或机械调节，因此稳压调节的响应速度慢，使稳压输出质量受到影响。本技术的目的是针对上述稳压器的缺点，提供一种能降低变压器的功率容量、提高稳压调节响应速度的电压补偿式稳压器。下面根据附图说明。图1，本技术的原理图。图2，实施例1的原理图。图3，实施例2的原理图。图4，反馈调节系统的电路原理图。本技术的解决方案如下参见图1，设置一个变压器组1，该组各变压器的匝数比按Tn＝ 1/(2n%) 递增，式中n依次取(－1，0、1、2、3、4)中一组连续的数，n的取值个数等于变压器组中的变压器个数，该变压器组中的每个变压器的原级线圈上都设有可控开关，由这些开关构成变压器组的输入控制开关组2，且各原级线圈相互并联后再通过相位控制开关组3并接于电网，各变压器的次级线圈依次串联后再与电网串联，在输出端 与输入控制开关组2和相位控制开关组3的控制端之间设有一个反馈调节控制系统4。通过上述电路结构，可以看出如忽略内阻抗压降，输出电压Uo是电网电压ui和变压器组1输出电压ux之和，即uo＝ui±ux，式中的±代表变压器组输出电压ux与电网电压ui的同相和反相，并由相位控制开关组3来实现控制，由开关组2控制各变压器输入电压的接入，若开关组2中开关的通断规律按多位二进制码依次变化一个循环时，则各变压器输出电压将进行相互组合，使变压器组输出电压ux值得到一列等差数列，也就是说，若开关组2中开关的通断规律按多位二进制码依次变化一个循环时，ux值的大小可以从等差数列的最低值有级地调节到最高值。所述的反馈调节控制系统4随时对输出端电压uo进行采样，且随时将uo与额定值的正负偏差量转换成数字控制量，即转换成多位二进制码a－1～an和正、反相开关控制信号b＋b－，并用它们对开关组2、3的通断状态进行控制，使变压器组输出电压ux值的大小和相位总是根据上述正负偏差量发生相应的变化，从而抵消输出电压uo与额定值的偏差量，使输出电压uo达到稳定的额定值。通过上述电路结构和原理的叙述，可以看出本技术充分利用了电网电压，即输出电压uo中电网电压占主要部分，而变压器组输出电压ux仅占uo中的一小部分，从而使变压器组的功率容量比已有技术大大降低，节省了金属材料，又减小了仪器体积，降低了变压器的空载损耗。同时，本技术还具有稳压调节响应速度快，输出波形不失真，便于实现智能化控制等优点。下面根据实施例详细说明。首先根据该稳压器稳压输出精度和稳压调节范围确定Tn＝ 1/(2n%) 式中n的取值。实施例1，当n取(0、1、2、3)一组连续的数时，变压器组由四个变压器组成，各个变压器的匝数比依次为T0＝ 1/(20%) 、T1＝ 1/(21%) 、T2＝ 1/(22%) 、T3＝ 1/(23%) ， 变压器组的连接结构参见图2，根据上述变压器组中变压器个数及其匝数比的确定，则ux＝±(a020％＋a121％＋a222％＋a323％)ui式中a0～a3代表反馈调节系统输出的四位二进制码控制信号，为了简单起见，先假设ui与ux同相，即假设反馈调节系统输出正、反相开关控制信号b＋为1，b－为零，则开关3－1接通，开关3－2断开，然后再假设反馈调节控制系统输出的数字控制量a0～a3按四位二进码依次变化一个循环即当a0～a3＝0000时，则开关2－1～2－4全断开，ux＝0；当a0～a3＝0001时，则开关2－1接通，2－2～2－3断开，ux＝1％ui；当a0～a3＝0010时，则开关2－2接通，2－1、2－2、2－3断开，ux＝2％ui； 当a0～a3＝1111时，则开关2－1～2－4全接通，ux＝15％ui；通过上述演算可以看出，若a0～a3按四位二进制码的规律变化一个循环时，变压器组输出电压ux值可以从1％ui有级地调节到15％ui，ui的最大调节值为15％ui，根据uo＝ui±ux，当输出电压uo额定为220V时，输入的电压范围按ui＝ (220V)/(1±15％) 计算，下限值ui＝ (220V)/(1＋0.15) ＝191.5V，上限值ui＝ (220V)/(1－0.15) ＝258.8V，即当电网电压ui在191.5V～258.8V之间波动时，输出电压uo均可稳定为220V。稳压输出精度小于±1％ui。变压器组的总功率容量仅是稳压器输出最大功率的15％，比已有技术降低了85％。实施例2，若n取(－1、0、1、2、3)时，变压器组在实施例1的基础上增加一个匝数比T－1＝ 1/(2-1%) ＝ 1/(0.5％) 的变压器，电路结构见图3，则ux＝±(a－12－1％＋a020％＋a121％＋a222％＋a323％)ui仍然假设ui与ux同相、假设a－1～a3按五位二进制码变化一个循环，可得出ux＝0，0.5％ui，1％ui，1.5％ui……15.5％ui。ux的最大调节值为15.5％，稳压调节范围为190.5～260V。稳压输出精度小于±0.5％ui。实施例3，若n取(1、2、3、4)时，变压器组由四个变压器组成，连接结构如图2，其四个变压器的匝数比依次为T1＝ 1/(21%) 、T2＝ 1/(22%) 、T3＝ 1/(23%) 、T4＝ 1/(24%) ，则ux＝±(a121％＋a222％＋a323％＋a424％)ui仍然假设ui与ux同相、假设a1～a4按二进码变化一个循环，可得出uX＝0，2％ui，4％ui，6％ui……30％ui。ux的最大调节值为30％ui，当输出电压uo稳定为220V时，输入电压ui的范围是169.2V～314.2V。稳压输出精度小于±2％ui。变压器组的功率容量是稳压器输出最大功率的30％，比已有技术降低了70％。下面根据实施例1和图4详细说明反馈调节控制系统的工作原理。参见图4，由比较器5－1，单稳5－2，驱动器5－3，输出级5－4构成峰值检波器5，该检波器的输入电压us是由输出电压uo经过变换、全波整流而给出的，在比较器5－1的负输入端接有由电阻5－11和电容5－12构成的延时器，其作用是让负输入端的us信号比正输入端的us信号滞后一段时间，使比较器5－1在us信号的每个峰值点翻转输出一个脉冲信号，该脉冲信号经过单稳5－2进行脉冲宽度的整理后作为一个时钟信号up输出，up经过全零锁定器12送入锁存寄存器9，同时up信号经过驱动器5－3控制输出级5－4的开门时间，up时钟信号的前沿标志着us信号的峰值点，每当脉冲到来时，输出级5－4开门，并输出us的峰值电压ua。比较器6将峰值信号ua与标准电压ur1进行比较，得到比较器6的输出电压ub＝k(ur1－ua)，式中k为放大系数，标准电压ur1是由输出电压uo经过变换、全波整流、滤波、稳压而给出的，它代表给定的输出电压额定值，ua和它比较后输出的ub反应了输出电压uo与额定电压的正、负偏差量。比较器6输出的信号ub同时送入正负值检出器10和绝对本文档来自技高网...

【技术保护点】
电压补偿式交流稳压器，其特征是：具有一个变压器组１，该组各变压器的匝数比按Ｔ↓［ｎ］＝１／２↓［ｎ］％递增，式中ｎ依次取（－１、０、１、２、３、４）中一组连续的数，ｎ的取值个数等于变压器组中的变压器个数，该变压器组中的每个变压器的原级线圈上都设有可控开关，由这些开关构成变压器组的输入控制开关组２，且各原级线圈相互并联后再通过相位控制开关组３并接于电网，各变压器的次级线圈依次串联后再与电网串联，在输出端与输入控制开关组２和相位控制开关组３的控制端之间设有一个反馈调节控制系统４。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丹华，陈钊，
申请(专利权)人：陈丹华，陈钊，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]