可变电压供给系统技术方案

一种用于控制向负载供应的电压的设备，包括：多相变压器，其具有用于每相的初级和次级绕组，每个次级绕组被串联连接在输入线和指向负载的输出之间；而初级绕组通过开关是可配置的，以致次级绕组的电压的相位和与其连接的线路相差一个不同于０度和１８０度的相位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及提供可变电压，例如提供一种适用于启动电动机并在负 载减少时运行电动机的可变电压系统。
技术介绍
当感应电动机运行时，它们供给反电动势(backEMF)电压。在起 动期间没有反电动势，电动机的输入阻抗相对较低而浪涌电压很高。这 使得从电源(线)中汲取不必要的电流。这不仅要求把电动机设计成经 得住这些线路，而且要求线路必须可提供这些大电流。许多解决方案已被提出并且用来在起动期间提供较低电压以及随 着电动机速度的增加而提高电压。一种方法是"星形-三角形"配置，在"星形-三角形，，配置中电动机从 三相变压器进行馈电并且当电动机加速时电动机的绕组从至电力线的星形连接切换到三角形连接。这提供了用于启动电动机的两级电压。这 种方法受以下缺点的影响1. 只存在两个电压级别以及存在从一种配置转换到另 一种配置期 间造成电压尖峰的变换(commutation)效应。2. 在功率控制器和电动机之间需要6根电线。3. 即使在起动期间电动机线电流等于供给线上的电流。4. 在两种模式之间切换的接触器传送所有的电动机电流。5. 需要辅助的大电阻器以允许在切换期间连续的电流。 第二种方法利用抽头式自耦变压器来改变电压。在这种方法中，电压经由具有多抽头的降压自耦变压器供给到电动机。电动机首先连接到 最低抽头，然后随着电动机加速，电动机的输入通过改变供给电压的抽 头而被转移到依次较高电压。这种方法受许多不同缺陷的影响。 一个是 要求每当改变电压时切换正被利用的全部功率。第二个缺陷是变压器的 线圏和铁心必须被设计成传送电动机的起动电流。这使得变压器很大且 昂贵，其尺寸类似于电动机本身的尺寸是常见的。第三个缺陷是由于 每当改变抽头时断开输出，所以存在严重的变换问题。为此，没有广泛地使用这个方法。第四，当切换电压时接触器必须传送全部电流。第三种方法利用相位控制来改变电压。在这个方法中，用晶闸管(thyristor)来控制电压而晶闸管的开启相位用来改变被输送到输出的周知的。特别是，存在固有的相位延迟，尤其在起动期间和在晶闸管开 启时的功率掠夺瞬态期间更加明显。而且，通常不可能使用电容器通过 相位控制来改善功率因数。在控制感应电动机过程中出现的另 一 个问题是感应电动机在满载 时最有效。当负载被减少时，铁心损耗仍很高且效率下降。公知的是， 当负载低于额定值时减少感应电动机上的电压会使工作效率更高。然 而，实施这种变化的切实可4亍办法还不为人所知。199一年12月5日提交的以色列专利133307描述了一种用于照明控 制的系统，其中变压器初级绕组(primary)跨越输入进行设置(在"线 路，，和"归路，，连接之间)而次级绕组(secondary)串联在负栽和线路之 间，该专利的公开内容通过引用方式并入本文。次级绕组被缠绕并连接 以对抗(因而减少)向负载供给的线电压。这提供在负载处减少的电压。 当需要满电压时，变压器输入被从归路中断开并被短路，迫使次级绕组 上的电压为零。然后，次级绕组可以被短路。可以供给多个变压器级以 提供负载电压的更大变化。对于三相而言，这种配置被重复三次。
技术实现思路
本专利技术的一些实施例的一个方面涉及向负载供给变化的电压，由此 两个以上的不同电压被提供给负载，而无需使用有源元件并且基本没有 变才奐问题。如本文所使用的，术语"而无需使用有源元件"等意指不将有源器件 比如晶体管和晶闸管用于输入和负载之间的功率路径。在该专利技术更宽泛方面中，功率输入是三相电力输入而功率路径包括 三相变压器的次级绕组，该三相变压器的初级绕组是可配置的以致次级 绕组的电压的相位和与其连接的线路相差一个不同于O度和180度的相 位。在该专利技术的一个实施例中，初级绕组在至少两个位置之间是可切换 的，所述至少两个位置中的至少一个是U)—个位置，其中初级绕6组;故连接在两个输入相之间；(2)—个位置，其中初级绕组^皮连接在 第一输入相和中性点之间；和(3)—个位置，其中初级绕组被连接在 第二输入相和中性点之间。优选地，在笫四配置(4)中，初级绕组被 断开而次级绕组被可选地短路。这种配置可以提供至少四个不同的输出 电压。如本文所使用的，术语"中性点"意指实际的或虛拟的中性点，即 当这些相的一端被连接在一起时所形成的近零电压的点。在该专利技术的一个实施例中，当启动电动机时，初级绕组被连接在与 馈电次级绕组相同的相和第二相之间。特定相的输出电压是该相的输入 电压与变换后的相间电压之和。这个电压可以大于输入电压或小于输入 电压。为了电动机启动，使用可减少电压的绕组配置。例如，假定输入 电压是400V (线间)且变压比是400V比100V,最终得到的线间输出 电压是253V (空载)。如果初级绕组从第二相切换到中性点，线间输 出电压^皮提高到298V(空载)。注意，由于次级绕组保持连接在输入 和输出之间，所以不存在由该变化产生的变换电压。可选地，跨越初级 绕组设置緩冲器或其他尖峰减少电路。接着，初级绕组被切换跨越第二相和中性点。最终得到的线间输出 电压是356V(空载)。然后，从输入断开初级绕组并短路次级绕组。 输出电压现在与输入电压相同，即400V。通过选择其他变压比，可以获得其他电压级。另外，通过改变初级 绕组的连接方向，可以获得高于输入电压的附加电压。在所述的情况下， 除了 400V之外还可以获得600、 515和460V的电压。通过其他连接也 可以获得其他电压。注意，变压器仅仅变换由负载利用的小百分比的功率。因而，变压 器可以小于在现有功率变化方法比如星形-三角形方法和抽头式自耦变 压器方法中所使用的变压器。在该专利技术的第二实施例中，执行更少的切换并获得更少的输入电压级。在该专利技术的一些实施例中，如以上所表明的，初级绕组;波直接连接该专利技术的替代性实施例中，次级绕组被串联连接到线路侧而初级绕组的 并联连接在负载侧，位于次级绕组之后。在该专利技术的另一个替代性实施 例中，每个初级绕组的一侧被连接到次级绕组的线路側而初级绕组的另一侧^皮连接在次级绕组的负载侧。本专利技术的一些实施例的一个方面涉及当负栽变化时调节至电动机 的电压以提供更有效的工作。公知的是，当由电动机供给的机械功率低 于其额定功率时，感应电动^L可以工作在比其额定电压更^f氐的电压。当 以这个较低电压工作时，电动机的功率因数被提高，导致电动机和变压 器的较低损耗以及对电力系统的较少破坏。在该专利技术的一个实施例中，测量由电源馈送的被供给到电动机的功 率。然后，可选地使用上面描述的方法，把该电压减少至将得到提高的 功率因数同时仍以低于电动机和变压器的额定电流的电流供给功率的 电压。虽然该专利技术已就三相系统的情况进行了描述，但是该专利技术的某些特 征(利用專交少的电压级)也可应用于两相系统以及还可应用于单相系统 中电压改变功率。因而，依照该专利技术的一个实施例，提供了一种用于控制向负载供给 电压的设备，该设备包括多相变压器，其具有用于每相的初级和次级 绕组，每个次级绕组被串联连接在输入线和与该负载连接的输出之间； 且初级绕组通过开关是可配置的，以致次级绕组的电压的相位与其被连 接到的线路相差一个不同于O度和180度的相位。在该专利技术的一个实施例中，这些开关包括多个开关，其是可切换 的以切换每个初级绕组的输入，以致它们用包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制向负载供给的电压的设备，包括：　多相变压器，其具有用于每相的初级和次级绕组，每个次级绕组被串联连接在输入线和与该负载连接的输出之间；和　初级绕组通过开关是可配置的，以致次级绕组的电压的相位和与其连接的线路相差一个不同 于０度和１８０度的相位。

【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：S利莫，
申请(专利权)人：强力电子系统二零零六有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]