无级相控补偿式交流稳压调压装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种无级相控补偿式交流稳压调压装置，包括有补偿变压器，其次级绕组串接于电源与负载之间；该装置还包括有配接有工作电源的相位调整电路，串接于电源与该相位调整电路之间的相位检测电路，串接于该相位调整电路与负载之间的采样电路；所述补偿变压器的初级绕组接至所述相位调整电路的输出端。由于本实用新型专利技术的电压补偿仅通过调整相位调整电路的输出电压相位即可实现，所以容易实现无级补偿，并且，调节精度高、应变迅速、效率高，稳压效果好；同时，还可节省补偿变压器绕组及铁心耗材的使用量，可较大降低整机制造成本、整机体积及重量。本实用新型专利技术可供任何单相三相需要稳压的负载使用，适用于现有电网所有电压等级。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种交流稳压装置，更具体地说，是涉及一种无级相控补偿式交流稳压调压装置。
技术介绍
交流稳压装置广泛应用于工业自动化，成套设备、道路节能照明、数控机床、轻纺、医疗、宾馆、广播电视、通讯设备等各种需要稳定的交流电源供电的场合。 常用的交流稳压器以补偿式较多，是利用连接在主回路上的补偿单元产生的压降和输入电压叠加得到稳定输出电压。获得合适的补偿电压的方法有多种，可通过调整补偿变压器上初级侧工作绕组和次级绕组的变比实现，也可通过调整补偿变压器上初级绕组上所加电压的方式实现。
技术实现思路
本技术的目的，即在于提供一种新型的、适用于现有电网所有电压等级的相控补偿式交流稳压调压装置。与现有技术相比，本技术更能节省补偿变压器绕组及铁心耗材，且可供任何单相三相需要稳压的负载使用，同时，还可实现无级补偿。 本文中所指补偿式交流稳压调压装置包括有补偿变压器，该补偿变压器的次级绕组串接于电源与负载之间，其初级绕组的两端接至控制电路。 技术原理及思路 对于补偿式交流稳压调压装置来说，其输入电压U入、输出电压U a与补偿电压A U的关系为(假设U入与AU的相位角为①)U出二U人+AU二U入Z0+AUZ①二Ua (COSO。 +jSINO° ) +AU (COS①+jS辦)=(U入+AU COS①)+ jAU . SI肿.特别地，当U人与AU同相位时，幅值U出二 U人+ AU ; 当UA与AU反相位时，幅值U出二 U人-AU。 由以上分析得知显然，仅仅通过人为调整U入与AU的相位角①，就可以达到调 整输出电压值的目的。而且，还可以实现无级调压。这与传统的通过调整补偿变压器变比 以调压或稳压的方式相比，显然可以节省变压器绕组的消耗，同时，也更简单、方便、高效。 此外，由于Ua与AU的相位角①可以为-180° 0 180° ，所以，当U人与AU幅值不变时，必然存在着在特定相位角e和-e时，Ua与u入在幅值上完全相等，而iU超前或滞后u入e角。这可以应用于输入电压与输出电压幅值要求相同、而其相位相异的某些 特殊场合。 根据如上原理及思路，本技术所述补偿式交流稳压调压装置包括有补偿变压器，所述补偿变压器的次级绕组串接于电源与负载之间；本装置还包括有 1)配接有工作电源的相位调整电路，用于输出相位可调整的正弦波移相电压；本相位调整电路的输出端接所述补偿变压器的初级绕组； 2)串接于装置电源输入端与该相位调整电路之间的相位检测电路，用于检测本装 置输入电源的相位信息并反馈至相位调整电路； 3)串接于该相位调整电路与负载之间的采样电路，用于采集本装置负载侧电压信 号，并反馈至所述相位调整电路。 上述相位调整电路，包括有依次相连的整流电路、脉宽调制移相逆变电路、高频变 压电路及滤波输出电路；所述整流电路的输入端接工作电源，所述滤波电路的输出端接至 所述补偿变压器的初级绕组；所述脉宽调制移相逆变电路还与前述相位检测电路及采样电 路的输出端相连。 本装置供电电源及所述相位调整电路的工作电源可为单相或三相交流电源。 本技术所述补偿式交流稳压调压装置的设计工作流程如下 1、相位检测电路及采样电路对装置输入、输出侧电压进行检测、采样； 2、采样得到的输出电压值与目标值进行比较； 3、以装置输入侧电压相位为基准，调整加在补偿变压器初级绕组两端的电压相 位，以在其次级绕组两端获得方向及大小合适的补偿电压。具体为 1)先对控制电路的工作电源进行整流； 2)与采样得到的输出电压值及检测得到的输入侧电源电压相位比较，计算出所需 电压相位的调整值，然后进行脉宽调制移相逆变； 3)逆变得到的交流电经高频变压、滤波后输出与装置输入电源同频的正弦波移相 电压。 4、该补偿电压与输入侧电源电压相量叠加的结果，即在输出端上获得所需的目标 电压。 因此，当电网电压波动或负载变动造成装置输出侧电压波动时，根据对装置输出 侧采样得到的电压值，与目标值进行比较；配合以对装置输入侧电源相位进行检测的结果， 调整加在补偿变压器初级绕组两端的电压相位，即可在其次级绕组两端获得方向及大小合 适的补偿电压。该补偿电压与输入电压矢量叠加，即可使输出电压达到目标值，从而使该装 置具有稳压功能。主动调压时情形亦可同理进行分析。 由于本技术的电压补偿仅通过调整补偿变压器初级绕组供电电源相位即可 实现，所以，容易实现无级补偿，并且，调节精度高、应变迅速、效率高，稳压效果好；同时，还 可节省补偿变压器绕组及铁心耗材的使用量，可在较大程度上降低整机制造成本、整机体 积及重量。此外，本技术无级相控补偿式交流稳压调压装置适用范围广，可供任何单相 三相需要稳压的负载使用，适用于现有电网所有电压等级。附图说明图1是本技术无级相控补偿式交流稳压调压装置的一个实施例的电路原理 图。 图2是本技术无级相控补偿式交流稳压调压装置相位调整电路的一个实施 例的电路框图。 图3是U人与AU间相位角为①时，输入电压U人、输出电压U出与补偿电压AU间的矢量关系图。 图4是U人与A U同相位时，输入电压U a 、输出电压U出与补偿电压A U的矢量关系图。 图5是U入与A U反相位时，输入电压U入、输出电压U *与补偿电压A U的矢量关系 图。 图6是U入与AU幅值保持不变的情形下，随着相位角①变化时，输入电压U入、输 出电压U a与补偿电压A U的矢量关系变化示意图。附图标记说明u入-本装置输入端电压(接电源) U^-本装置输出端电压(接负载) △ U _补偿电压 T-补偿变压器 Qtt-补偿变压器T的初级绕组 补偿变压器T的次级绕组具体实施方式以下结合附图对本技术无级相控补偿式交流稳压调压装置作进一步的说 明 如图1所示的本技术无级相控补偿式交流稳压调压装置，包括有补偿变压器 T，其次级绕组Q&串接于电源与负载之间(即U入与Ua之间)；本装置还包括有配接有工作 电源的相位调整电路、电源输入端与该相位调整电路之间设有的相位检测电路、相位调整 电路与负载之间设有的采样电路；相位调整电路的输出端与补偿变压器的初级绕组Qtt相 接。 采样电路用于采集本装置负载侧Ua的电压信号，并反馈至相位调整电路； 相位检测电路用于检测本装置输入电源U J勺相位信息，并反馈至相位调整电路； 相位调整电路根据上述信息与目标电压值进行比较后，对工作电源的相位进行调 整，然后输出至补偿变压器的初级绕组Qtt。 图中的本装置供电电源及所述相位调整电路的工作电源，可根据实际需要选用单 相或三相交流电源。 图2是相位调整电路的一个电路示意框图。如图所示，该相位调整电路包括有依次相连的整流电路、脉宽调制移相逆变电路、高频变压电路及滤波输出电路；所述整流电路的输入端接工作电源，所述滤波电路的输出端接至所述补偿变压器的初级绕组；所述脉宽调制移相逆变电路还与前述相位检测电路及采样电路的输出端相连。 整流电路，用于实现将工作电源的AC/DC变换； 脉宽调制移相逆变电路，包括DC/AC转换电路及脉宽调制移相信号产生电路；脉 宽调制移相信号产生电路，用于产生脉宽调制信号(P丽)，并用于控制所述AC电压；其中 P丽信号产生部分包括有相位调节部分，所述相位调节部分可根据装置采样电路及相位检测电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无级相控补偿式交流稳压调压装置，包括有补偿变压器，所述补偿变压器的次级绕组串接于电源与负载之间；其特征在于还包括有：１）配接有工作电源的相位调整电路，用于输出相位可调整的正弦波移相电压；２）串接于装置电源输入端与该相位调整电路之间的相位检测电路，用于检测输入电源的相位信息并反馈至相位调整电路；３）串接于该相位调整电路与负载之间的采样电路，用于采集负载侧电压信号，并反馈至所述相位调整电路；所述补偿变压器的初级绕组接至所述相位调整电路的输出端。

【技术特征摘要】
一种无级相控补偿式交流稳压调压装置，包括有补偿变压器，所述补偿变压器的次级绕组串接于电源与负载之间；其特征在于还包括有1)配接有工作电源的相位调整电路，用于输出相位可调整的正弦波移相电压；2)串接于装置电源输入端与该相位调整电路之间的相位检测电路，用于检测输入电源的相位信息并反馈至相位调整电路；3)串接于该相位调整电路与负载之间的采样电路，用于采集负载侧电压信号，并反馈至所述相位调整电路；所述补偿变压器的初级绕组接至所述相位调整电路的输出端。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：骆武宁，
申请(专利权)人：南宁微控技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：45[中国|广西]