专利名称:大功率高稳定度单相(三相)交流稳压器的制作方法
本发明是关于交流稳压器，特别是大功率、高稳定度单相(三相)交流稳压器的发明。该交流稳压器是采取多重电压调整、可控硅原边开关控制的变压器串联组合网络。
公知的交流稳压器，例如磁饱和式交流稳压器，十分笨重，波形失真严重，不能承受电抗性负载;饱和电抗器式电子交流稳压器，仍比较笨重，亦不能承受电抗性负载，可靠性也差;伺服电机调压器式自动交流稳压器，响应速度太慢，动态特性不好;抽头变压器式和组合绕组式交流稳压器，转换开关(可以是可控硅)上的导通电流和负载电流大小相当，仅限于中小功率;感应电机调压器能实现大功率交流稳压，但体大笨重，而且输入电压和输出电压在相位上不同步。
本发明的任务是提供一种输出功率不受限制，输出电压稳定度可以任意高，不仅用于电阻性负载，也能适应电抗性负载，无失真、效率高、响应快、体积小、重量轻的单相(三相)交流稳压器。这种交流稳压器，既能以大功率型，实现数百千伏安以上的集中稳压供电，又能以几千伏安以下的小功率型，为负载提供优质的交流稳压。
其实施方案是，有n个降压变压器组成串联组合网络，其副边绕组上提供n个极性可变的正弦补偿电压序列△Ui(i＝1、2……n)，一组逻辑开关，根据约定的程序，实行输入电压Ui和补偿电压△Ui之间的最佳组合，最终使输出电压稳定在预定的额定值U上，即Uo＝Ui+Σi = 1n]]>△Ui＝U本发明的改进是将△Ui序列分成若干组，让第一组的△Ui对电网Ui进行初步补偿校正;让第二组的△Ui对第一组调整的剩余部分进行细补偿;再由第三组的△Ui对第二组调整的剩余部分进行更细的调整……，直到输出电压Uo达到预定的精度为止。
本发明的进一步改进是用电流过零触发的可控硅作逻辑开关，在变压器的原边进行开关控制。
本方案的优点是第一，采用△Ui叠加补偿，其补偿功率只占额定输出功率的很小一部分，使整个稳压器的体积、重量约相当于普通稳压器的四分之一;第二，由于采用变压器串联组合网络结构，单个变压器都很小，并随补偿电压△Ui序列的递减越来越小。处于这些变压器原边的可控硅的导通电流也将一个比一个小。例如300KVA(三相)的稳压器，最大的可控硅仅50A;第三，由于实行逐级再补偿的多重稳压结构，在同样稳压精度下，比抽头变压器式交流稳压器所需的可控硅数量显著减少。例如9～10只可控硅可以实现1%的稳定度;第四，由于输出电压Uo是Ui和△Ui的线性叠加，又采用电流过零触发的可控硅作全周期导通转换开关，因此，无论是电阻性负载，还是电抗性负载，其输出电压波形都不失真，并且相位也和Ui保持一致。第五，由于变压器和可控硅都较小，适宜做成大功率稳压器;第六，在多重稳压结构里，允许增加精细的补偿电压，从而获得任意高的稳定度。
附图描述了大功率、高稳定度交流稳压器的实施例。
图1为实施例的电路图;
图2为实施例的另一种电路图;
图3为本发明交流稳压器的电压调整特性;
图4为本发明交流稳压器的输入、输出电压波形。
在图1中，变压器B1、B2……Bn组成一个副边绕组相串联的变压器网络，其副边绕组Ni(i＝1、2……n)上产生补偿电压△Ui(i＝1、2……n)。变压器B1有一个原边绕组N11，与可控硅S1、S2、S3和S4构成的桥型开关相连，控制桥型开关的工作状态，可以使△U1为正值、负值或零。B2的原边绕组N21与可控硅S5、S6相连，控制S5、S6可使△U2或为正值、或为零。B3、B4……Bn各有一个正向原边绕组N31、N41……Nn1和一个反向原边绕组N31′、N41′……Nn1′，分别由可控硅S7、8，S9、10，……S(2n+1)、(2n+2)转换使△U3、△U4……△Un或为正值、负值。
可控硅的导通和关断，由选通电路2、4、6确定，其中选通2根据采样器1的信号进行编程，并输出S1～S6的驱动信号;选通4根据采样器3的信号进行判别，输出S7、S8的驱动信号;选通6根据采样器5的信号进行判别，输出S9、S10的驱动信号，……选通2n根据采样器(2n-1)的信号进行判别，输出S(2n+1)、(2n+2)驱动信号。
变压器B1、B2，采样器1，选通2构成预稳压器，其输出电压为U2U2＝Ui+△U1+△U2若取△U1＝△U2＝0.1U(U为输出电压Uo的额定值)，则U2相对U有±5%的稳定度。
变压器B3、采样器3、选通4组成二次稳压器，其输出电压为U3U3＝U2+△U3若取△U3＝△U1/4，则U3相对U有约±2.5%的稳定度。
变压器B4、采样器5、选通6组成三次稳压器，其输出电压为U4U4＝U3+△U4若取△U4＝△U3/2，则U4相对U有约±1%的稳定度。
显而易见，只要继续增加递减的△U5、△U6……△Un，就能实现更高的稳定度。
电流传感器7和过零脉冲产生电路8为选通2、4、6提供同步信号。
图2给出的实施例原理上和图1实施例相同，所不同的是变压器B1、B2的结构。这里B1有四个绕组副边绕组N12、正向原边绕组N11、反向原边绕组N11′和短路绕组N13。B2有三个绕组副边绕组N22、正向原边绕组N21和短路绕组N23。这样的结构，使预稳压器只需要S1～S5这五只可控硅就能完成控制。此外专门设置的短路绕组可以使用小电流可控硅切换。在图2中还能看到全部的可控硅都有一个公共端，这对简化散热和驱动电路非常有利。
用和图1或图2相同的三个独立电路，分别对三相电网的A相、B相和C相进行补偿校正，就是三相交流稳压器。
权利要求
1.交流稳压器，特别是大功率、高稳定度的交流稳压器，其特征是n个降压变压器Bi(i=1、2……n)，组成副边绕组相串联的变压器网络，在串联的副边绕组Ni2(i=1、2……n)上产生补偿电压△Ui(i=1、2……n)，输入电压Ui和补偿电压△Ui按需要组合叠加成稳定的输出电压Uo。
2.按照权利要求
1的交流稳压器，由变压器B1和B2构成预稳压器;变压器B3作二次稳压器，对预稳压器的输出电压U2进行细补偿;变压器B4作三次稳压器，对二次稳压输出U3作更细的补偿，……。实行多重电压调整结构，使输出电压获得任意高的稳定度。
3.按照权利要求
1或权利要求
2的交流稳压器，实行变压器原边可控硅开关控制。B1的原边绕组N11由可控硅S1～S4的桥形开关网络控制，使△U1为正、为负或零。B2的原边绕组N21由可控硅S5、S6转换工作方式，使△U2或为正、或为零。B3、B4……Bn都各有一个正向原边绕组N31、N41……Nn1，一个反向原边绕组N31′、N41′……Nn1′，分别由可控硅S7、8，S9、10……S(2n+1)(2n+2)转换使△U3、△U4……△Un或为正、或为负。
4.按照权利要求
1或权利要求
2的交流稳压器，实行变压器原边可控硅开关控制。变压器B1有一正向原边绕组N11，一个反向原边绕组N11′，以及短路绕组N13，由可控硅S1、S3、S2转换，使△U1或为正、或为负、或为零。B2有一个原边绕组N21和短路绕组N23，由可控硅S4、S5转换，使△U2或为正、或为零。B3、B4……Bn各有一正向原边绕组N31、N41……Nn1，一个反向原边绕组N31′、N41′……Nn1′，分别由可控硅S6、7，S8、9，……S2n、(2n+1)转换，使△U3、△U4……△Un或为正、或为负。
专利摘要
本发明是关于交流稳压器，特别是大功率、高稳定度的单相(三相)交流稳压器的发明。它用可控硅原边开关控制的变压器串联组合网络，实行多重电压调整，取得输出功率不受限制、输出电压稳定度可以任意高的交流稳压性能。它适于几百千伏安以上的大功率集中稳压供电，又可制成几千伏安以下的小功率交流稳压器在生产和科研中使用。
文档编号G05F1/10GK86100399SQ86100399
公开日1987年7月29日 申请日期1986年1月18日
发明者倪本来 申请人:倪本来导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan