專利名稱：三相有載自動(dòng)調(diào)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
多少年來人們用電磁原理及電子線路來解決穩(wěn)壓?jiǎn)栴}，例如磁飽和穩(wěn)壓器，穩(wěn)定變壓器，三相有載可調(diào)變壓器以及磁調(diào)器，可控硅穩(wěn)壓電路等等大功率方面交流穩(wěn)壓裝置。
眾所周知，目前不僅是我國(guó)，在世界各地普遍存在著電力不足，反應(yīng)在電網(wǎng)上是電壓過低，頻率下浮，由于交流不能儲(chǔ)存運(yùn)輸，故當(dāng)用電容量急劇增加，而電網(wǎng)容量不足時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生輸出電壓降低的現(xiàn)象。
電壓下降的百分?jǐn)?shù)與用電設(shè)備的力矩關(guān)系是V2＝M，很明顯當(dāng)電壓下降20％，力矩已下降36％，對(duì)于用電設(shè)備十分不利。
但目前大功率有載調(diào)壓器如SZL7等用高壓線圈抽頭，以電壓差為信號(hào)，經(jīng)放大線路后控制小型電動(dòng)機(jī)，使其左右轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)壓。至于SFZ3特大型有載調(diào)壓雙線圈電力變壓器更是價(jià)格十分昂貴。僅以SZL－1600KVA／10KV為例，1982年公布參考價(jià)為33800元，而1989年已突破10萬。就這種變壓器來說，產(chǎn)地少，用電子控制，易出故障，難維修。
此外也有采用磁放大器原理作穩(wěn)壓器，或采用雙向可控硅調(diào)感穩(wěn)壓(即凈化電源)，以及采用帶伺服電機(jī)全自動(dòng)補(bǔ)償式穩(wěn)壓，但價(jià)格太高。優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)壓精度高，但有很多場(chǎng)合不需要。如1988年公布參考價(jià)格以JA型三相穩(wěn)壓器為例如下1.5KVA1900元3KVA2200元5KVA3300元10KVA4500元15KVA5300元30KVA9000元50KVA135000元100KVA21000元
150KVA30000元200KVA415000元而本產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)如下1、主電路無觸點(diǎn)切換，也無火花。
2、可以不必更換正在運(yùn)行的普通變壓器，而作為一個(gè)用電器接上便可使用。
3、當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，可以自動(dòng)地進(jìn)行補(bǔ)償，可以使電網(wǎng)電壓160伏特時(shí)輸出電壓基本是額定值，相電壓為220伏。
4、原邊繞組不需要使用10千伏電源。(利用此原理制造特高電壓的本產(chǎn)品，另有說明)。
5、本產(chǎn)品無電子放大元件，線路比較簡(jiǎn)單，又是電磁原理不易出故障，要求維修技術(shù)低，堅(jiān)固耐用使用壽命長(zhǎng)。
6、可以與任何普通電力變壓器(即無載調(diào)壓器)進(jìn)行配套，保證用戶正常用電。
7、其主要磁路系統(tǒng)的容量?jī)H為電力變壓器的三分之一。
8、對(duì)直接投入電網(wǎng)的各種大功率用電器進(jìn)行系列設(shè)計(jì)，以滿足各種用電器的要求。
9、有極大的過載能力。
10、本產(chǎn)品從160伏特到220伏特相電壓波動(dòng)范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)壓，不需要人工控制。與目前有載調(diào)壓變壓器相比，可減少許多麻煩。
11、本產(chǎn)品成本低，售價(jià)廉。
電磁結(jié)構(gòu)本產(chǎn)品的主磁路系統(tǒng)由兩個(gè)幾何尺寸稍有差別的四柱鐵芯磁路構(gòu)成A、B兩個(gè)磁路系統(tǒng)。
其中，A磁路系統(tǒng)是主要磁路系統(tǒng)，而B磁路系統(tǒng)為輔助儲(chǔ)能系統(tǒng)，如

圖1所示。圖2所示是主電磁路系統(tǒng)，每個(gè)磁路系統(tǒng)只有三個(gè)鐵柱上有繞組，而第四個(gè)鐵柱上沒有任何繞組。
如圖3所示，A系統(tǒng)的初級(jí)繞組為Woa、Wob、Woc，次級(jí)繞組為W1a、W1b、W1c，它們的始端與末端聯(lián)在三相電源A、B、C端。A系統(tǒng)付邊繞組末端接在三相電源上，而另一端接在輸出端a、b、c。
B系統(tǒng)所初級(jí)繞組為W’oa、W’ob、W’oc在主電路中沒有次級(jí)繞組，而有直流繞組。兩個(gè)系統(tǒng)的初級(jí)繞組最后均組成星形繞組。
從宏觀上來看，這是用兩段磁路組成的降壓式自耦變壓器，電源A、B、C成為中心軸頭，a、b、c是始端，再組成星形電路。但使用時(shí)卻是一個(gè)升壓式的自耦變壓器電路。
圖4是本產(chǎn)品的直流控制電路圖，在A系統(tǒng)的各主繞組的鐵柱上，再繞有三相付邊繞組W2a、W2b、W2c，注意它們是同向串聯(lián)。而后由ab端輸出。這樣的效果，是在每相直流繞組內(nèi)均因磁路內(nèi)三相磁通的交變而產(chǎn)生交流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)這三相的合成等于零，成為一個(gè)純粹的直流繞組。由于直流方向相同，故各鐵柱磁通相加后，必須有傍路磁路，使其磁通構(gòu)成回路。這便是為什么要附加一個(gè)鐵柱磁路的道理。并且可以看出，這個(gè)磁路僅通過直流磁通，它是直流磁路。而不通過交流磁通。
在B系統(tǒng)上的直流附加繞組W3a、W3b、W3c的結(jié)構(gòu)作用，工作原理與A系統(tǒng)一樣，故不重述。其直流端，即輸入端為c、d。
圖5是每一相中的磁通量變化的情況，在A、B磁路系統(tǒng)中的反映?，F(xiàn)說明如下(在μ＝常數(shù))1、GH是相電壓從160伏－220伏變化時(shí)，每相磁通的變化情況。如果220伏時(shí)，磁通為100％，那么在160伏電壓時(shí)，只有72.72％的額定磁通了。
2、GE是A系統(tǒng)內(nèi)的磁通，在整個(gè)電網(wǎng)電壓變化過程中，無論是外部“擠”進(jìn)來，還是本磁路內(nèi)舊有的磁通按此斜線變化。
3、AH是B系統(tǒng)內(nèi)的磁通在整個(gè)電網(wǎng)電壓變化過程中，無論是外部擠進(jìn)來，還是本磁路內(nèi)舊有的磁通，均應(yīng)按此斜線變化。
4、BD是一條假想的線，故用點(diǎn)劃線表示，它是GH的中心線，表示A及B系統(tǒng)內(nèi)的磁通分配。
5、△CDE所包圍的磁通范圍是表示電網(wǎng)相電壓從185伏－220伏時(shí)，從A系統(tǒng)中應(yīng)向B系統(tǒng)轉(zhuǎn)移的磁通量，也就是應(yīng)從A系統(tǒng)中扣除的磁通量。
6、△ABC所包圍的磁通范圍是表示電網(wǎng)相電壓從160伏－185伏時(shí)，從B系統(tǒng)中應(yīng)向A系統(tǒng)轉(zhuǎn)移的磁通量，也就是應(yīng)從系統(tǒng)中扣除的磁通量，很明顯△CDE＞△ABC。從A系統(tǒng)扣的多，補(bǔ)的少。
圖6是說明A系統(tǒng)中的磁通變化情況，在185－220伏時(shí)，φ1直線下降，但160－185伏相電壓時(shí)，是由B系統(tǒng)轉(zhuǎn)過來的磁通△φ。
圖7是本產(chǎn)品補(bǔ)加功率的情況。當(dāng)相電壓為160伏時(shí)補(bǔ)充功率最大，而220伏時(shí)補(bǔ)加功率為零。圖8說明交直流在磁路中的外特性。
圖9是本產(chǎn)品的A、B系統(tǒng)的磁路系統(tǒng)，主電路及直流系統(tǒng)電路圖。
圖10是本產(chǎn)品的輔助磁路系統(tǒng)電磁結(jié)構(gòu)，它由二個(gè)“□”字型鐵芯TB1及TB2所組成。TB1系統(tǒng)中W5是初級(jí)繞組，產(chǎn)生磁通φ1，它接在電源相電壓220伏上。其付邊繞組W4產(chǎn)生交流電動(dòng)勢(shì)，其大小與相電壓有很大關(guān)系。經(jīng)整流橋后轉(zhuǎn)變成直流接入ab直流側(cè)繞組，控制A磁路系統(tǒng)的磁導(dǎo)率μ1。W6是TB2的初級(jí)繞組，它直接接在輸出端的相電壓，所產(chǎn)生交流為φ2。W7是跨繞TB1及TB2兩個(gè)鐵芯磁路的共同交流繞組。由它經(jīng)整流橋所產(chǎn)生的直流輸出端，直接接cd直流繞組，用來控制B系統(tǒng)的磁導(dǎo)率μ2。但應(yīng)注意的是φ1與φ2與W7相交鏈時(shí)，一個(gè)是正向，一個(gè)是反向，如果φ1＝φ2的話W7的輸出電壓為零。由于輸出端的相電壓是恒定的，故用此作為比較電壓的標(biāo)準(zhǔn)電壓。所產(chǎn)生的φ2也是不變的，只有φ1隨電網(wǎng)被動(dòng)而變化。當(dāng)φ1越小則與φ2的差值越大，W7的輸出也大，在設(shè)計(jì)中永遠(yuǎn)是φ1≤φ2這個(gè)基本原則。
圖11所示本產(chǎn)品的工作原理。這是當(dāng)三相電壓的相電壓為220伏時(shí)，用虛線表示的A磁路系統(tǒng)。因W5的電壓為220伏，故W4感應(yīng)的電壓很高，經(jīng)整流后所產(chǎn)生的直流激磁也十分強(qiáng)。故A磁路系統(tǒng)的導(dǎo)磁率μA此刻已等于零，那么Woa及W1a(其它各相一樣)所分配電壓及感應(yīng)出來的電壓均為零。相當(dāng)于一根導(dǎo)線，故此時(shí)A與a基本上是一個(gè)點(diǎn)。因此a相的相電壓與A相的相電壓相同，是220伏。這是在正常送額定電壓時(shí)的情況。
圖12是三相的相電壓為最低時(shí)(如160伏時(shí))。用虛線表示了B磁路系統(tǒng)。因W5的電壓已是160伏，W4所感應(yīng)的電壓很低很低。對(duì)A磁路系統(tǒng)的直流控制已失去作用。雖然A磁路系統(tǒng)內(nèi)的導(dǎo)磁率μA很高，但由Woa所產(chǎn)生的磁通量確未達(dá)到額定狀態(tài)，只有一半左右。
但從圖10來看，W6仍保持比較高的電壓，使φ2－φ1有很大差值。這差值使W7產(chǎn)生很大的感應(yīng)電壓，經(jīng)整流橋輸出很大的直流電動(dòng)勢(shì)，它直接用來控制B磁路系統(tǒng)，使其導(dǎo)磁率μB很小，接近于零，那么Woa相當(dāng)于空芯線圈(W’ob及W’oc也是如此)。這樣三相的160伏相電壓就全加在Woa、Wob及Woc上，A系統(tǒng)此時(shí)因?qū)Т怕师藺很高，加之初級(jí)繞組電壓升高故磁路中的磁通量達(dá)到額定值。而此時(shí)2是組成升壓式的自耦變壓器，W1a也獲得應(yīng)該表現(xiàn)的電壓值。那么a相的相電壓就達(dá)到220伏了。
圖13所示，是三相電網(wǎng)電壓在160伏－220伏之間的任何一個(gè)相電壓狀態(tài)時(shí)所表示的工作狀態(tài)。它有兩方面說明比如三相相電壓在185伏－220伏之間，W’oa分配的電壓比較高，Woa分配很少，W1a上電壓也只不多不少起到彌補(bǔ)電網(wǎng)相電壓不足的電壓差就夠了；再如三相電壓若在160－185伏之間，Woa’分配的電壓比較少，Woa分配電壓卻很多，W1a上產(chǎn)生比較多的電壓。這種分配多與少電壓完全決定于W4、W7的直流電流多少?？傊筗1a起到了彌補(bǔ)電網(wǎng)相電壓不足的電壓差的作用。
圖14是表現(xiàn)了本產(chǎn)品的主電磁及輔助電磁路系統(tǒng)的總電路圖。其中TB1及TB2的共用鐵芯用一個(gè)，沒有這種圖例來示意，說明W7是繞在TB1及TB2共用磁路上。為使本產(chǎn)品總電路圖表示更完整，清楚起見畫制圖15示意圖表示W(wǎng)7。使產(chǎn)品的工作原理說明更完善一些。
權(quán)利要求1.一種“三相有載自動(dòng)調(diào)壓器”，其特征在于具有主磁系統(tǒng)路，輔助磁路系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的三相有載自動(dòng)調(diào)壓器，其特征在于主磁路系統(tǒng)具有兩個(gè)尺寸不同的四柱鐵芯A、B，在第二、三、四個(gè)鐵柱上有初級(jí)繞組和直流繞組，鐵芯A上有次級(jí)繞組，鐵芯B沒有，鐵芯A的初級(jí)繞組始端與次級(jí)繞組末端接于三相電源，次級(jí)繞組始端接于輸出端，初級(jí)繞組末端與鐵芯B初級(jí)繞組相連。
3.如權(quán)利要求1所述的三相有載自動(dòng)調(diào)壓器，其特征在于輔助磁路系統(tǒng)具有兩個(gè)“□”型鐵芯，鐵芯1的初級(jí)繞組接于相電壓220伏上，次級(jí)繞組經(jīng)整流橋與主磁路系統(tǒng)鐵芯A直流繞組相連，鐵芯2的初級(jí)繞組接于輸初端，次級(jí)繞組跨越1和2，經(jīng)整流橋與主磁路系統(tǒng)鐵芯B的整流繞組相連。
專利摘要一種“三相有載自動(dòng)調(diào)壓器”，其電磁系統(tǒng)為兩個(gè)四柱鐵芯磁路，僅其中一個(gè)電磁系統(tǒng)有交流副邊繞組，與初級(jí)繞組組成磁路分兩段的升壓式自耦變壓器。用與電網(wǎng)波動(dòng)有直接關(guān)系的直流分別對(duì)兩個(gè)磁路系統(tǒng)進(jìn)行控制。而輔助磁路又利用從磁通差取得交流的方法，對(duì)磁路進(jìn)行控制。輸出端為穩(wěn)定電壓。
文檔編號(hào)H02P13/00GK2064132SQ8921562
公開日1990年10月17日 申請(qǐng)日期1989年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月29日
發(fā)明者齊賢 申請(qǐng)人:齊賢