專利名稱：超補償交流調(diào)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及物理學(xué)，自動控制類，具體說是一種對市電進行穩(wěn)壓并補償傳輸線壓降的交流穩(wěn)壓電源。
現(xiàn)有的交流穩(wěn)壓電源，有磁飽合式，多抽頭自耦變壓器式。這兩類穩(wěn)壓器的波形失真小，穩(wěn)壓特性好。但是，磁飽合式工作效率低自損耗大，成本高。自耦調(diào)壓方式有機械滑動部件，易磨損，環(huán)境條件要求高。另外也有用可控硅進行穩(wěn)壓的交流穩(wěn)壓器，這種穩(wěn)壓器是一種無觸點的調(diào)壓方式，體積小，但是其輸出的波形嚴(yán)重失真，要花費許多力量進行整形或帶通濾波。而無論是哪種穩(wěn)壓方式都只能穩(wěn)定穩(wěn)壓器輸出端的電壓，不能克服穩(wěn)壓器輸出后線路上所產(chǎn)生的壓降。882106800專利是一種低成本，高效率的方式，但是在變檔切換時，繼電器觸點將承受來自變壓器漏感產(chǎn)生的自感電弧，而且在低匝數(shù)線組通電時，高匝數(shù)線組承受的電壓很高，加上繼電器的容量有限，很難做成大功率穩(wěn)壓器，此外，當(dāng)要求有較高的調(diào)壓精度時，變壓器抽頭數(shù)和繼電器數(shù)都將大幅度增加，繼電器觸點承受的電壓也提高較多，以至達到無法承受的程度。
本實用新型可對市電進行自動穩(wěn)壓，并自動補償輸電線路所產(chǎn)生的壓降損耗。為了實現(xiàn)這一任務(wù)，利用輔助變壓器B1，該變壓器的次級串聯(lián)在主電路中，次級設(shè)置多個抽頭，在控制電路的作用下，使變壓器B1某個次級繞組聯(lián)通，使其感應(yīng)出與市電同相或反相位的電壓，與市電電壓疊加后達到穩(wěn)壓的目的。變壓器B1采用兩組多抽頭繞組串聯(lián)使用的辦法，目的在于用少量開關(guān)元件和繞組實現(xiàn)更多檔級的電壓調(diào)節(jié)。調(diào)壓器輸出端的電流取樣，起到正反饋作用，來補償調(diào)壓器與負載間因線路阻抗所造成的壓降損耗。
以下結(jié)合附圖描述本實用新型細節(jié)。
本調(diào)壓器由電壓取樣電路(1)，電流取樣電路(2)，極性與相位變換電路(3)，比較器(4)，調(diào)節(jié)量產(chǎn)生及相關(guān)電路(5)，電平表(6)，選通譯碼電路(7)，光電隔離電路(8)，調(diào)壓電路(9)構(gòu)成。其中調(diào)壓電路(1)由輔助變壓器B1功率場效應(yīng)功率場效應(yīng)管(TMOS〕T1～T14，以及二極管D1～D14構(gòu)成，連接形式見附圖一，采用14只TMOS管和具有10個次級抽頭的輔助變壓器B1，實現(xiàn)18個檔級調(diào)壓，選用TMOS管優(yōu)點在于開關(guān)速度快，損耗小，有很寬的安全工作區(qū)，輸入阻抗高，基本不需驅(qū)動功率，二極管D1～D14起保護TMOS管作用。當(dāng)市電輸入電壓為最低值時，此時正半周TMOS管T13，T12，T2同時導(dǎo)通，其余截止，電流從繞組N1－1下端進入，經(jīng)T13繞組N2－1，N2－2，N2－3，N2－4，N2－5和T3，T2后到輸出端。負半周T14，T18，T1導(dǎo)通，其余截止，電流經(jīng)T1，繞組N2－5，N2－4，N2－3，N2－2，N2－1和T8，T14，N1－1后流出。此狀態(tài)本調(diào)壓器升壓值最大。 在繞組參數(shù)設(shè)計時，將N1的繞組N1－2，N1－3匝數(shù)繞制成N2各繞組匝數(shù)的三分之一，則N1－2，N1－3感應(yīng)電壓也相應(yīng)為N2各繞組的三分之一，因此本調(diào)壓器調(diào)壓最小值為N1－2，或N1－3。當(dāng)市電電壓為本調(diào)壓器調(diào)節(jié)范圍內(nèi)某一值時，當(dāng)正半周T11，T17，T2導(dǎo)通，那么升壓值為VN2－1，VN1－2，VN1－1，負半周T12，T18，T1導(dǎo)通，升壓值亦為VN2－1，VN1－2，VN1－1，當(dāng)市電電壓為最高值時，正半周TMOS管T9，T8，T2導(dǎo)通，電流從繞組N1－1下端進入，經(jīng)N1－2，N1－3和T9，T8，T2后輸出。負半周經(jīng)T1，T3，T10，和繞組N1－3，N1－2，N1－1后流出，此狀態(tài)為本穩(wěn)壓電源降壓最大。
其中繞組N1－1在整個升降壓調(diào)節(jié)過程中起降壓作用，目的在于使N2－1至N2－5處于升壓。
由變壓器B2的次級抽頭構(gòu)成的電壓互感器，其輸出的信號作為電壓取樣，變壓器B3接成電流互感器形成，其次級輸出作為電流取樣信號。電壓取樣用于負反饋作用，電流取樣用于正反饋作用，兩路信號同時存在，經(jīng)合成后得到電壓調(diào)節(jié)信號。電壓取樣接在調(diào)壓器輸入端目的是對市電進行穩(wěn)壓，電流互感器B3串接在主回路的輸出線上，其次級作為電流取樣用于補償調(diào)壓器內(nèi)阻和輸出線內(nèi)阻的影響。當(dāng)輸出電流增大時，線路壓降也隨之增大，但是，電流取樣的正反饋，在控制電路作用下，將變換變壓器B1次級繞組，增大升壓值或減少降壓值，來抵消線路所造成壓降，因而達到負載端電壓恒定。
附圖三中，A3包括極性相位變換電路(3)，調(diào)節(jié)量產(chǎn)生及相關(guān)電路(5)，電平表(6)，選通譯碼電路(7)，當(dāng)電隔離電路(8)。和調(diào)節(jié)量產(chǎn)生及相關(guān)電路(5)(附附圖4)，為了減少電平表的級數(shù)和譯碼電路的復(fù)雜程度，比較器(4)輸出的信號在調(diào)節(jié)量產(chǎn)生及相關(guān)電路(5)中變換成單極性的電壓信號，并通過A12－3的輸出端輸出一個極性信號，調(diào)節(jié)量產(chǎn)生及相關(guān)電路由運放A11－3，A12－3和電阻，二極管搭接而成，它接收比較器(4)的信號△V后，其中一路經(jīng)A11－3倒相，A12－3過零比較后，將其分為兩段，一段是升壓輸出L為高電平1，另一段降壓輸出L為低電平O，給選通譯碼電路(7)；而另外一路調(diào)節(jié)量的大小信號H經(jīng)A11－2，A11－3整流合成后，送給中平表(6)，因此，A3經(jīng)過模／數(shù)轉(zhuǎn)換，譯碼控制后，輸出給A4的，即為某狀態(tài)下控制TMOS管導(dǎo)通信號，A4即為附圖一的調(diào)壓電路，A3可以用單片機和接口電路實現(xiàn)。
本實用新型的優(yōu)點是明顯的，兩組線圈的不同抽頭組合工作方式實現(xiàn)了在較少的功率驅(qū)動文件和較小的變壓器抽頭情況下，調(diào)節(jié)檔次增多；電壓負反饋和電流正反饋同時實現(xiàn)了穩(wěn)壓和超補償(或稱負內(nèi)阻)功能，使現(xiàn)有的只能補償穩(wěn)壓器輸入端線路壓降擴展到還能補償輸出線的壓降。
圖面說明附

圖1調(diào)壓電路電原理圖附圖2本實用新型方框原理圖附圖3電壓、電流取樣電原理圖附圖4調(diào)節(jié)量產(chǎn)生及相關(guān)電路電原理圖附圖5輸入電壓Uλ，調(diào)節(jié)量H及升、降壓分段信號L關(guān)系曲線圖。
權(quán)利要求1.一種電壓取樣電路(1)，電流取樣電路(2)，極性與相位變換電路(3)，比較器(4)，調(diào)節(jié)量產(chǎn)生及相關(guān)電路(5)，電平表(6)，選通譯碼電路(7)，光電隔離電路(8)，調(diào)壓電路(9)構(gòu)成的超補償交流調(diào)壓器，其特征為1的輸出端與(2)的輸出信號疊加后與(4)輸入端聯(lián)接，(4)的輸出端接(5)的輸入端，(5)的輸出端分兩路分別與(6)和(7)的輸入端聯(lián)接，(6)的輸出端與(7)的另一個輸入端聯(lián)接，(7)的輸出端接(8)輸入端，(8)的輸出端接(9)，(2)的另一輸出端接(3)輸入端，(3)輸出端接(7)的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)壓器，進一步的特征為電源輸入端A接B1的初級1端和N1繞組3端、4、5、6端分別通過D13、D11、D9接T13，T11，T9漏極，T9、T11、T13的源極聯(lián)通后接N2繞組7端，7、8、9、10、11、12端分別經(jīng)D8、D7、D6、D5、D4、D3與T8、T7、T6、T5、T4、T3的漏極聯(lián)接，T8、T7、T6、T5、T4、T3的源極聯(lián)通后經(jīng)D2與T2漏極聯(lián)接，T2源極接保險絲RD接B3、T2的源極還經(jīng)過D1與T1漏極聯(lián)接，T1源極接N2繞組12端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)壓器，進一步的特征為電壓互感器B2與A4輸入端A、B兩點聯(lián)接，電流互感器B3串接于輸出線路中，這兩種互感器的輸出端(次級)通過A2、D1、D2等元件與比較器電路的A1輸入端聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)壓器，進一步的特征為A11－2的同相輸入端與R8聯(lián)接，R8的另一端接A11－3的反相輸入端，A11－2的輸出端接D8陽極，A11－3輸出端接D9陽極，D8，D9的陰極接通并通過R12聯(lián)接輸出給(6)，A11－3的輸出端通過R11接A12－3反相輸入端，A12－3輸出端接(7)。
專利摘要超補償交流調(diào)壓器，是一種采用變壓器和控制電路進行相位反轉(zhuǎn)與市電相疊加的交流穩(wěn)壓裝置，該裝置的特征是在輸入端的電壓取樣對市電進行穩(wěn)壓，而在輸出端的電流取樣進行線路壓降的補償。采用變壓器兩組多抽壓次級繞組串聯(lián)使用，在起開關(guān)作用的功率場效應(yīng)管控制下，隨著市電電壓變化，自動進行電壓調(diào)整和相位疊加，該裝置體積小，重量輕，穩(wěn)壓性能好。
文檔編號G05F1/20GK2129020SQ9223415
公開日1993年3月31日 申請日期1992年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月6日
發(fā)明者周琨, 李錦冬, 蒲彬 申請人:中國人民解放軍二炮第一研究所