CN103795265A - 单相和三相交流稳压电源 - Google Patents

Abstract

本发明属于单相和三相交流稳压电源，它由带抽头的单相或三相自耦变压器、感容滤波器、整流二极管和全控器件组成的双向全控电子开关、晶闸管组成的双向半控电子开关、及其控制触发电路组成。每相2个双向电子开关连接在自耦变压器输入端，用自动调节双向全控开关中的2个全控器件斩控通断比，使输出交流电压达到稳定的交流稳压电源。它具有无触点，反应迅速，电子元器件数量小，成本低，可靠性好等优点。它可替代现有单、三相补偿式全自动交流稳压电源，单、三相全自动补偿式电力稳压电源，智能型无触点交流电力稳压电源，有广泛市场开发前景。

Description

单相和三相交流稳压电源

一、技术领域  本发明属于电源技术领域，涉及单相和三相补偿式交流稳压电源。 

二、背景技术  目前应用极广的单、三相补偿式全自动交流稳压电源(SVC系列)和单、三相全自动补偿式电力稳压电源(BW/DBW-SG系列)都存在着炭刷易损坏，调整时间长等缺点。而目前生产的智能型无触点交流电力稳压电源(ZBW/ZDBW等)，虽然无触点、反应速度快，但存在着变压器需要很多引出头，要使用很多半控双向电子开关转换调节输出电压，并且严格的说，它的输出电压是不连续的。同一发明人发明的“一种补偿式斩控调压交流稳压电源”(申请号：201310017931.8)，也还存在有不足之处。 

三.发明内容  本发明为减少自耦变压器绕组的匝数，将同一发明人发明的“一种补偿式斩控调压交流稳压电源”中的2个双向电子开关移到自耦变压器电源输入侧。本发明的交流稳压电源有单相和三相两类。单相交流稳压电源，由1个带有2个中间抽头和2个端头的自耦变压器、2个感容滤波器、1个半控双向电子开关和1个全控双向电子开关及其触发控制电路组成，自动调节全控双向电子开关中的全控器件斩控通断比，达到调节补偿电压大小来达到输出交流电压稳定的目的。三相交流稳压电源，由星形连接的三相带抽头自耦变压器、感容滤波器，3个双向全控电子开关、3个双向半控电子开关，及其触发控制电路组成，三相交流稳压电源中每相绕组和元器件的连接方式都与单相交流稳压电源相同，同时调节3个双向全控开关电子开关中的全控器件斩控通断比来达到三相输出电压稳定的目的。 

本发明的单相和三相交流稳压电源，它由单相，或三相自耦变压器(B)、感容滤波器(L1C1、L2C2)、双向全控电子开关(S1)、双向半控电子开关(S2)及控制触发电路组成，单相自耦变压器绕组有2个端头(2、6)和2个中间抽头(4、5)，三相自耦变压器绕组由3个与单相自耦变压器相同的绕组连接成星形，双向全控电子开关(S1)由2个全控器件和2个整流管组成，双向半控电子开关(S2)由二个反向并联的晶闸管组成，其特征在于：单相和三相交流稳压电源是用调节双向全控电子开关(S1)中的两个全控器件(V13、V4)斩控通断比来调节输出电压，每一相有1个交流输入端(1)连接有1个滤波电感(L1)，滤波电感另一端(3)连接滤波电容(C1)、双向半控电子开关(S2)、双向全控电子开关(S2)的一端，双向半控电子开关(S2)另一端与自耦变压器(B)一个端头(6)连接，双向全控电子开关(S1)另一端与自耦变压器(B)低中间抽头端(4)连接，自耦变压器(B)高中 间抽头(5)与滤波电感(L2)连接，滤波电感(L2)另一端与滤波电容(C2)一端和交流稳压电源输出端(7)连接，两个滤波电容(C1、C2)另一端与交流稳压电源输入、输出公共端(2)连接。 

三相交流稳压电源，它由三相自耦变压器(B)、感容滤波器(LC)、3个双向全控电子开关(SA1、SB1、SC1)、3个双向半控电子开关(SA2、SB2、SC2)及控制电路组成，三相自耦变压器的每一相绕组都有2个端头和2个中间抽头，其特征在于：三相交流稳压电源的每一相的连接方式都与单相交流稳压电源相同。三相交流稳压电源是三相四线输入和三相四线输出，有1个输入、输出公共零线(N)，三相非稳压输入端(A1、B1、C1、N)和三相稳压输出端(A2、B2、C2、N)。 

四、附图说明 附图1是本发明的单相交流稳压电源主电路原理图，非稳定交流电压，由(1)和(2)端输入，稳定单相电压由(7)和(2)输出。附图2是本发明的三相交流稳压电源主电路原理图，非稳定三相交流电源，由三相四线(A1、B1、C1、N)输入，稳定三相电压，由三相四线(A2、B2、C2、N)输出，它可以输出稳定的三相380V交流电压，也可以输出3个有公共零线的220V单相交流稳定电压。 

五、具体实施方法 附图1示出单相流稳压电源电路图，它与同一发明人发的“一种补偿式斩控调压交流稳压电源”不同之处在于：2个双向电子开关由放在自耦变压器的输出端改为本发明放在自耦变压器的输入端，由此就产生：1)关闭2个双向电子开关信号就可使自耦变压器上的电压和稳压输出端电压匀为零，自耦变压器就无空载损耗。2)自耦变压器绕组的最高电压是交流电源的最高电压，而前一发明的自耦变压器最高绕组的最高电压远高于最高输入交流电源的最高电压。以交流输入电压变化范围为-25％到+25％为例，本发明用的自耦变压器绕组电压最高为275伏，而前一发明自耦变压器统组电压最高为365伏，要比本发明的自耦变压器绕组高出90伏，这说明本发明具有明显节材节能的优点，具有明显的先进性和创造性。 

由附图1可知：1)在输入两端(1、2)U12为最高电压时，2个全控器件(V3、V4)正负半周无脉宽控制信号，2个半控器件(V1、V2)正负半周有直流触发信号，输入电压通过L1、V1或V2将输入两端电压加到自耦变压器两个端头(6、2)，通过自耦变压器降压，在抽头(5)与端头(2)输出所需的降压电压。2)在输入两端(1、2)U12为最低电压时，2个全控器件(V3、V4)全导通，输入电压通过L1、D1或D2、V3或V4将输入两 端电压加到自耦变压器低中间抽头(4)与端头(2)之间，通过自耦变压器的升压[自耦变压器端头(6)的电压比抽头(4)端电压高，V1、V2承受反压即使有直流触发信号也不会导通]在抽头(5)与端头(2)输出所需的降压电压。3)输入电压在最高电压和高低电压之间变化时，调节全控器件(V3、V4)的脉冲信号的通断比就能调节自耦变压器输出两端(5、2)电压和交流稳压电源两端(7、2)电压U72，只要用输出两端的电压负反馈控制双向全控电子器件(S1)中两个全控器件(V3、V4)的脉宽控制信号的通断比就可实现交流电压的稳定。在实现稳压过程中应持别指出：双向半控电子开关S2中的2个晶闸管，V1在电源整个正半周内有直流触发信号，在电源负半周内无触发信号；V2在电源整个正半周内无触发信号，电源负半周内有直流触发信号。双向全控电子开关S1中的2个全控器件，V3在电源正半周内有脉宽调节信号，V4在电源负半周内有脉宽调节信号。自耦变压器(B)高中间抽头(5)与端头(2)之间的输出电压是1个自耦变压器(B)降压输出电压上叠加有1个斩控升降输出电压波形，此电压经感容(L2、C2)滤波获得输出正弦波稳压电压。输入两端的感容(L1、C1)是为防止交流稳压器斩控调压产生的谐波进入电网而设计。 

附图2的三相交流稳压电源电路图，它是由3个图1所示的单相交流稳压电源按星形连接方式组成的三相交流稳压电源电路图，它由三相自耦变压器(B)、感容滤波器、3个双向全控电子开关(SA1、SB1、SC)、3个双向半控电子开关(SA2、SB2、SC2)及触发控制电路组成。它的工作原理和连接方法多单相交流稳压电源相同，它能同时输出三相380V稳定交流电压和3个单相220V稳定电压。 

本发明与用炭刷调节的补偿式交流稳压电源相比，由于无炭刷和调节电机，因此，可靠性好，反应迅速，与智能型无触点交流电力稳压电源相比，显然可以节省很多双向交流电子开关和自耦变压器抽头，並且输出交流电压连续无级之优点，与同一发明人发明的“一种补偿式斩控调压交流稳压电源”相比，具有节材节能优点。因此，现有交流稳压电源的更新换代新产品，它具有较大的经济效益和社会效益。 

Claims (3)

1.一种单相和三相交流稳压电源，它由单相，或三相自耦变压器(B)、感容滤波器(L1C1、L2C2)、双向全控电子开关(S1)、双向半控电子开关(S2)及控制触发电路组成，单相自耦变压器绕组有2个端头(2、6)和2个中间抽头(4、5)，三相自耦变压器绕组由3个与单相自耦变压器相同的绕组连接成星形，双向全控电子开关(S1)由2个全控器件和2个整流管组成，双向半控电子开关(S2)由二个反向并联的晶闸管组成，其特征在于：单相和三相交流稳压电源是用调节双向全控电子开关(S1)中的两个全控器件(V13、V4)的斩控通断比来调节输出电压，每一相有1个交流输入端(1)连接有1个滤波电感(L1)，滤波电感的另一端(3)连接滤波电容(C1)、双向半控电子开关(S2)、双向全控电子开关(S2)的一端，双向半控电子开关(S2)另一端与自耦变压器(B)一个端头(6)连接，双向全控电子开关(S1)另一端与自耦变压器(B)低中间抽头端(4)连接，自耦变压器(B)高中间抽头(5)与滤波电感(L2)连接，滤波电感(L2)另一端与滤波电容(C2)一端和交流稳压电源输出端(7)连接，两个滤波电容(C1、C2)另一端与交流稳压电源输入、输出公共端(2)连接。

2.根据权利要求1所述的单相和三相交流稳压电源，其特征在于：三相交流稳压电源是由3个相同的单相交流稳压电源组成。

3.根据权利要求2所述的三相交流稳压电源，其特征在于：3个相同的单相交流流稳压器是星形连接的三相交流稳压电源。

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