一種曲折接線型交流調(diào)壓裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及交流穩(wěn)定電源及變壓器領(lǐng)域，具體為一種曲折接線型交流調(diào)壓裝置。包括分別都具有左邊柱、中心柱和右邊柱的三柱式結(jié)構(gòu)的a相鐵心、b相鐵心和c相鐵心，a相鐵心、b相鐵心和c相鐵心的左邊柱、中心柱和右邊柱上都纏繞有繞組，調(diào)壓裝置的輸出端連接有整流橋，整流橋的直流端連接有可關(guān)斷電子元件。本實用新型用三只三柱式結(jié)構(gòu)的三相鐵心及十八只繞組，并用三只電容器構(gòu)成了PWM調(diào)節(jié)電壓的主電路；該調(diào)壓裝置具有-50%—15%額定電壓調(diào)節(jié)的較寬范圍，同時具有響應(yīng)時間小于30ms、損耗小于1%、功率因數(shù)提高0.1（平均）和造價低的優(yōu)點。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及交流穩(wěn)定電源及變壓器領(lǐng)域，具體為一種曲折接線型交流調(diào)壓裝 置。 一種曲折接線型交流調(diào)壓裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 目前的變壓器有載調(diào)壓與大功率交流調(diào)壓技術(shù)，都局限于不超過正負(fù)20%額定電 壓的調(diào)節(jié)范圍，若將其調(diào)節(jié)范圍進(jìn)一步擴大，尤其是將負(fù)向調(diào)節(jié)范圍超過30%額定電壓，現(xiàn) 行的調(diào)壓技術(shù)則存在一定的問題。現(xiàn)時的大功率補償型交流調(diào)壓器，采用補償變壓器與自 耦式調(diào)壓器兩個電磁器件及伺服電機傳動的方式來調(diào)節(jié)輸出電壓，但其采用兩組電磁器件 進(jìn)行調(diào)節(jié)與補償?shù)姆绞剑嬖陧憫?yīng)速度較慢與效率較低的問題。脈沖變壓器耦合的開關(guān)調(diào) 壓電源，是用開關(guān)管受脈沖信號控制而周期性地導(dǎo)通與截止，由此脈沖寬度變化的電壓并 經(jīng)變壓器耦合，在次級的脈沖電壓經(jīng)整流濾波可得到穩(wěn)定的直流輸出電壓，但用其對大功 率的交流電壓調(diào)節(jié)則需配加交流變頻環(huán)節(jié)。申請?zhí)枮?0235152. 8的中國專利雙曲折移相 調(diào)壓器，利用三個組合調(diào)壓繞組的自耦作用，使其原邊繞組發(fā)生相位和電壓數(shù)值的變化，并 使其副邊繞組發(fā)生相應(yīng)的電壓變化，但其對正、負(fù)30%以上額定電壓范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)，也存在 無法進(jìn)行平滑的調(diào)節(jié)及結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的問題。在三相大功率交流調(diào)壓技術(shù)方面，隨著城市建 設(shè)的快速發(fā)展與供電質(zhì)量的提高，尤其是對供電電壓瞬間出現(xiàn)大幅度跌落及較大電源容量 的場所，如何快速地將電壓提升到額定電壓值，還是一項具有一定市場需求及研究價值的 課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型為了解決現(xiàn)有的調(diào)壓裝置的調(diào)壓范圍有限而無法滿足城市建設(shè)和發(fā) 展需求的問題，提供了一種曲折接線型交流調(diào)壓裝置。
[0004] 本實用新型是采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種曲折接線型交流調(diào)壓裝置，包括 分別都具有左邊柱、中心柱和右邊柱的二柱式結(jié)構(gòu)的a相鐵心、b相鐵心和c相鐵心，a相鐵 心的中心柱上纏繞有繞組Wa4,繞組Wa4的首端和繞組Wa3的尾端連接，b相鐵心的中心柱 上纏繞有繞組Wb4,繞組Wb4的首端和繞組Wb3的尾端連接，c相鐵心的中心柱上纏繞有繞 組Wc4,繞組Wc4的首端和繞組Wc3的尾端連接，繞組Wa4的尾端、繞組Wb4的尾端和繞組 Wc4的尾端分別為a相、b相和c相的輸入端，繞組Wa4的首端、繞組Wb4的首端和繞組Wc4 的首端相互連接且連接處作為裝置的中性點〇 ;
[0005] a相鐵心的左邊柱上纏繞有繞組Wa2和繞組Wal，右邊柱上纏繞有繞組Wa6和繞組 Wa5，b相鐵心的左邊柱上纏繞有繞組Wb2和繞組Wb 1，右邊柱上纏繞有繞組Wb6和繞組Wb5， c相鐵心的左邊柱上纏繞有繞組Wc2和繞組Wcl，右邊柱上纏繞有繞組Wc6和繞組Wc5，
[0006] 繞組Wbl的首端和繞組Wb5的尾端連接，繞組Wb5的首端和繞組Wa6的首端連接， 繞組Wa6的尾端和繞組Wa2的首端連接，繞組Wa2的尾端和繞組Wcl的尾端連接，繞組Wcl 的首端和繞組Wc5的尾端連接，繞組Wc5的首端和繞組Wb6的首端連接，繞組Wb6的尾端和 繞組Wb2的首端連接，繞組Wb2的尾端和繞組Wal的尾端連接，繞組Wal的首端和繞組Wa5 的尾端連接，繞組Wa5的首端和繞組Wc6的首端連接，繞組Wc6的尾端和繞組Wc2的首端連 接，繞組Wc2的尾端和繞組Wbl的尾端連接；
[0007] 繞組Wa4的尾端還和繞組Wb 1的尾端連接，繞組Wa3的首端和繞組Wc5的首端連 接，繞組Wb4的尾端和繞組Wcl的尾端連接，繞組Wb3的首端和繞組Wa5的首端連接，繞組 Wc4的尾端和繞組Wal的尾端連接，還和繞組Wb2的尾端連接，繞組Wc3的首端和繞組Wb5 的首端連接；
[0008] 繞組Wa5的尾端通過第三電容Co3和繞組Wb6的尾端連接，繞組Wa5的尾端還作為 調(diào)節(jié)端c0和三相整流橋的第一輸入端連接，繞組Wa6的尾端通過第二電容Co2和繞組Wc5 的尾端連接，繞組Wc5的尾端還作為調(diào)節(jié)端b0和三相整流橋的第二輸入端連接，繞組Wb5 的尾端通過第一電容Col和繞組Wc6的尾端連接，繞組Wb5的尾端還作為調(diào)節(jié)端a0和三相 整流橋的第三輸入端連接，三相整流橋的直流兩端和可關(guān)斷電子元件T連接，可關(guān)斷電子 元件T用PWM方式控制；
[0009] 繞組Wa6的尾端、繞組Wb6的尾端和繞組Wc6的尾端分別為裝置的輸出端b2、C2 和a2。
[0010] 本裝置的工作原理是：在a相鐵心、b相鐵心和C相鐵心的中心柱上的繞組聯(lián)接于 三相電源時，各相鐵心中心柱上的繞組分別承受不同相位的相電壓，各相鐵心中心柱上的 繞組電流產(chǎn)生的磁通一分為二而分別經(jīng)兩邊柱鐵心構(gòu)成回路，并使其兩邊柱鐵心上的繞組 電勢與中心柱繞組電勢形成初始的1 :2的電勢值比例，從而在六相星形的中心柱繞組與其 六個端點之間分別聯(lián)接串聯(lián)的兩邊柱繞組構(gòu)成了其電勢相量為六相星形與六邊形組合的 初始關(guān)系；依據(jù)單、三相變壓器相位變換的原理，基本恒定的中心柱磁通與兩邊柱磁通保持 方向相反及相位差是π角度的關(guān)系，若在邊柱磁通的基礎(chǔ)上再疊加正向或負(fù)向π / 2相 角的磁通量，例如對調(diào)節(jié)端c〇進(jìn)行逐漸接近于中性點〇的控制時，則在右邊柱繞組Wa5的 電勢相量向超前方向轉(zhuǎn)移、左邊柱繞組Wal的電勢相量向滯后方向轉(zhuǎn)移的過程中，使得a三 相鐵心中的磁通相量接近于對稱的三相磁通；繞組Wa6與Wa2、Wb6與Wb2、WC6與WC2三對邊 柱繞組分別保持電勢相位及數(shù)值對等及同步發(fā)生相位轉(zhuǎn)移，也就是在三個調(diào)節(jié)端控制其交 流端的電壓量，從初始的1.732 / 2輸入相電壓值向零值的控制中，a2、b2、c2三個輸出端 的電壓值從1. 732 / 2輸入相電壓值向1. 732倍輸入相電壓值變化；從其調(diào)壓原理來看，其 輸出端電壓值的上升實質(zhì)上是用磁通移相方式來改變繞組電勢，例如繞組Wal向中性點接 近時，其繞組電流較繞組Wa3與Wa4的電流相量滯后π / 2相角，由此負(fù)向疊加 π / 2相 角的電流相量使其左或右邊柱磁通逐漸向滯后或超前方向轉(zhuǎn)移，并使其磁通數(shù)值與中柱磁 通接近于相同；在初始的末帶負(fù)荷及未調(diào)節(jié)階段，六個串聯(lián)繞組支路兩兩成對而保持其電 勢相量為正六邊形的幾何圖形，三個輸出端較三個輸入端保持1.732 / 2 :1的數(shù)值比例關(guān) 系；當(dāng)三相整流橋中的可關(guān)斷電子元件T全導(dǎo)通或用三相交流開關(guān)將三個調(diào)節(jié)端短接時， 三對左邊柱的繞組向滯后方向轉(zhuǎn)移π/3相位角，三對右邊柱的繞組向超前方向轉(zhuǎn)移π/3 相位角，六對邊柱繞組的電勢值與中心柱繞組在1 :1的匝數(shù)比的條件下形成W&與Wbl與Wb5 與Wa6、Wa2與^與與Wb6、Wb2與W al與Wa5與L分別的四個繞組電勢相量相同，整體為正 三角形的幾何圖形，對應(yīng)的三個輸出端的電壓值較初始時升高2倍而與輸入端形成1. 732 : 1的電壓值比例；在三相整流橋的直流端聯(lián)接一只可關(guān)斷電子元件構(gòu)成先整流而后直流斬 波的調(diào)壓電路時，利用其脈沖寬度的變化對其輸入端的交流電壓進(jìn)行平滑的調(diào)節(jié)，尤其在 三相整流橋各二極管分別通流2/3 π角度及間隔π/3角度自然換流的特點下，使得三相交 流電路的雙向電壓調(diào)節(jié)變成簡易的單向調(diào)節(jié)；可關(guān)斷電子元件可采用PWM及三角形載波進(jìn) 行的斬波控制，必須在三只電容器的配合下才能進(jìn)行其快速的通斷控制，由聯(lián)接于調(diào)節(jié)端 與輸出端的電容器對可關(guān)斷電子元件突然截止(斷流）時的繞組電感電流形成續(xù)流回路，并 用此電容器的內(nèi)補償作用產(chǎn)生無功電流補償與輸出濾波的綜合效應(yīng)。
[0011] 本實用新型用三只三柱式結(jié)構(gòu)的三相鐵心及十八只繞組，并用三只電容器構(gòu)成了 PWM調(diào)節(jié)電壓的主電路，隨其輸出端的電壓值升高，各鐵心邊柱中的磁通量由初始的1/2向 中心柱磁通值升高，并以其中柱磁通保持不變及邊柱磁道相量接近于轉(zhuǎn)移η /3相角的移 相調(diào)壓方式，較抽頭式調(diào)壓具有調(diào)節(jié)電路簡易的優(yōu)點；該型調(diào)壓方式具有-50% -15%額定 電壓調(diào)節(jié)的較寬范圍，同時具有響應(yīng)時間小于30ms、損耗小于1%、功率因數(shù)提高0. 1 (平均） 和造價低的優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本實用新型的接線圖。
[0013] 圖2為本實用新型的主電路的調(diào)壓原理圖。

【具體實施方式】
[0014] 實施例：一種曲折接線型交流調(diào)壓裝置，包括分別都具有左邊柱、中心柱和右邊柱 的三柱式結(jié)構(gòu)的a相鐵心、b相鐵心和c相鐵心，a相鐵心的中心柱上纏繞有繞組Wa4,繞組 Wa4的首端和繞組Wa3的尾端連接，b相鐵心的中心柱上纏繞有繞組Wb4,繞組Wb4的首端 和繞組Wb3的尾端連接，c相鐵心的中心柱上纏繞有繞組Wc4,繞組Wc4的首端和繞組Wc3 的尾端連接，繞組Wa4的尾端、繞組Wb4的尾端和繞組Wc4的尾端分別為a相、b相和c相 的輸入端，繞組Wa4的首端、繞組Wb4的首端和繞組Wc4的首端相互連接且連接處作為裝置 的中性點0 ;
[0015] a相鐵心的左邊柱上纏繞有繞組Wa2和繞組Wal，右邊柱上纏繞有繞組Wa6和繞組 Wa5, b相鐵心的左邊柱上纏繞有繞組Wb2和繞組Wbl，右邊柱上纏繞有繞組Wb6和繞組Wb5， c相鐵心的左邊柱上纏繞有繞組Wc2和繞組Wcl，右邊柱上纏繞有繞組Wc6和繞組Wc5，
[0016] 繞組Wbl的首端和繞組Wb5的尾端連接，繞組Wb5的首端和繞組Wa6的首端連接， 繞組Wa6的尾端和繞組Wa2的首端連接，繞組Wa2的尾端和繞組Wcl的尾端連接，繞組Wcl 的首端和繞組Wc5的尾端連接，繞組Wc5的首端和繞組Wb6的首端連接，繞組Wb6的尾端和 繞組Wb2的首端連接，繞組Wb2的尾端和繞組Wal的末端連接，繞組Wal的首端和繞組Wa5 的尾端連接，繞組Wa5的首端和繞組Wc6的首端連接，繞組Wc6的尾端和繞組Wc2的首端連 接，繞組Wc2的尾端和繞組Wbl的尾端連接；
[0017] 繞組Wa4的尾端還和繞組Wbl的尾端連接，繞組Wa3的首端和繞組Wc5的首端連 接，繞組Wb4的尾端和繞組Wcl的尾端連接，繞組Wb3的首端和繞組Wa5的首端連接，繞組 Wc4的尾端和繞組Wal的尾端連接，還和繞組Wb2的尾端連接，繞組Wc3的首端和繞組Wb5 的首端連接；
[0018] 繞組Wa5的尾端通過第三電容Co3和繞組Wb6的尾端連接，繞組Wa5的尾端還作為 調(diào)節(jié)端cO和三相整流橋的第一輸入端連接，繞組Wa6的尾端通過第二電容Co2和繞組Wc5 的尾端連接，繞組Wc5的尾端還作為調(diào)節(jié)端bO和三相整流橋的第二輸入端連接，繞組Wb5 的尾端通過第一電容Col和繞組Wc6的尾端連接，繞組Wb5的尾端還作為調(diào)節(jié)端aO和三相 整流橋的第三輸入端連接，三相整流橋的正端和IGBT或IEGT的集電極連接，IGBT或IEGT 的發(fā)射極和三相整流橋的負(fù)端連接，IGBT或IEGT用PWM方式控制；
[0019] 繞組Wa6的尾端、繞組Wb6的尾端和繞組Wc6的尾端分別為裝置的輸出端b2、c2 和a2。
[0020] 具體實施時，a相鐵心、b相鐵心和c相鐵心的中心柱和兩邊住的橫截面相等，三相 整流橋用整流二極管進(jìn)行整流。
【權(quán)利要求】
1. 一種曲折接線型交流調(diào)壓裝置，其特征在于包括分別都具有左邊柱、中心柱和右邊 柱的三柱式結(jié)構(gòu)的a相鐵心、b相鐵心和c相鐵心，a相鐵心的中心柱上纏繞有繞組Wa4,繞 組Wa4的首端和繞組Wa3的尾端連接，b相鐵心的中心柱上纏繞有繞組Wb4,繞組Wb4的首 端和繞組Wb3的尾端連接，c相鐵心的中心柱上纏繞有繞組Wc4,繞組Wc4的首端和繞組Wc3 的尾端連接，繞組Wa4的尾端、繞組Wb4的尾端和繞組Wc4的尾端分別為a相、b相和c相 的輸入端，繞組Wa4的首端、繞組Wb4的首端和繞組Wc4的首端相互連接且連接處作為裝置 的中性點0 ; a相鐵心的左邊柱上纏繞有繞組Wa2和繞組Wal，右邊柱上纏繞有繞組Wa6和繞組Wa5， b相鐵心的左邊柱上纏繞有繞組Wb2和繞組Wbl，右邊柱上纏繞有繞組Wb6和繞組Wb5, c相 鐵心的左邊柱上纏繞有繞組Wc2和繞組Wcl，右邊柱上纏繞有繞組Wc6和繞組Wc5， 繞組Wbl的首端和繞組Wb5的尾端連接，繞組Wb5的首端和繞組Wa6的首端連接，繞組 Wa6的尾端和繞組Wa2的首端連接，繞組Wa2的尾端和繞組Wcl的尾端連接，繞組Wcl的首 端和繞組Wc5的尾端連接，繞組Wc5的首端和繞組Wb6的首端連接，繞組Wb6的尾端和繞組 Wb2的首端連接，繞組Wb2的尾端和繞組Wal的末端連接，繞組Wal的首端和繞組Wa5的尾 端連接，繞組Wa5的首端和繞組Wc6的首端連接，繞組Wc6的尾端和繞組Wc2的首端連接， 繞組Wc2的尾端和繞組Wbl的尾端連接； 繞組Wa4的尾端還和繞組Wbl的尾端連接，繞組Wa3的首端和繞組Wc5的首端連接，繞 組Wb4的尾端和繞組Wcl的尾端連接，繞組Wb3的首端和繞組Wa5的首端連接，繞組Wc4的 尾端和繞組Wal的尾端連接，還和繞組Wb2的尾端連接，繞組Wc3的首端和繞組Wb5的首端 連接； 繞組Wa5的尾端通過第三電容Co3和繞組Wb6的尾端連接，繞組Wa5的尾端還作為調(diào)節(jié) 端cO和三相整流橋的第一輸入端連接，繞組Wa6的尾端通過第二電容Co2和繞組Wc5的尾 端連接，繞組Wc5的尾端還作為調(diào)節(jié)端bO和三相整流橋的第二輸入端連接，繞組Wb5的尾 端通過第一電容Col和繞組Wc6的尾端連接，繞組Wb5的尾端還作為調(diào)節(jié)端aO和三相整流 橋的第三輸入端連接，三相整流橋的直流兩端和可關(guān)斷電子元件T連接，可關(guān)斷電子元件T 用PWM方式控制； 繞組Wa6的尾端、繞組Wb6的尾端和繞組Wc6的尾端分別為裝置的輸出端b2、c2和a2。
【文檔編號】H02M5/10GK203911770SQ201420284561
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】劉濤, 張保平 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山西省電力公司忻州供電公司