专利名称：大功率智能电压调控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电压调控装置，具体涉及一种大功率智能电压调控装置。
背景技术：
目前，国内外的大功率电压调控和稳压装置大多采用自耦变压器，或根据输
入电压高低，用多组变压器，变换不同的绕组抽头，以获取所需电压；用有触 点切换或可控硅无触点切换的方式，自动调节输出电压，保持输出电压基本稳 定。即便如此，仍存在大容量(1000A以上)使用时，可靠性低，故障率高的问题， 当采用抽头调压方式会产生阶梯型电压跳变，不能高精度和无级平滑的控制电 压；有触点自耦调压器存在使用寿命短；感应调压器方式存在损耗大等缺点； 当采用可控硅调压方式，可控硅工作时，靠改变导通角实现调压，会造成电压 波形严重畸变，并对供电网络造成谐波污染。使用磁控变压器时，由于磁控变 压器的固有缺陷，只能应用于纯阻性或感性负载中，当容性负载时,输出电压随 负载阻抗而变化，会在某一电压范围内发生谐振，通常采取接入大功率电阻、 电容消耗谐振电压的方法，电阻消耗功率约是输出功率的8%，浪费能源，无法大 功率应用，限制了使用范围，目前尚无根本解决办法。 发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种大功率智能电压调控装置，在ov
至额定电压以上实行自动可调稳压，高精度的无级控制电压，消除在容性负载 下的谐振现象。
为解决上述技术问题，本实用新型釆用以下技术措施与输出电压端相连 的取样变换装置将输出电压变化信号输入相连的多功能曲线编程器，多功能曲 线编程器连接智能磁控装置，智能磁控装置对B-3磁控线圈绕组提供相应激磁 电流，B-3磁控线圈与B-1主电抗线圈绕组相耦合，B-l主电抗线圈连接B-4升 压线圈和B-5自偶绕组；B-2抗谐振取样线圈与B-l主电抗线圈相耦合，补偿式 抗谐振装置两端分别连接B-2抗谐振取样线圈和输出电压端。
由于采用磁控电抗器，其智能磁控装置对B-3磁控线圈绕组提供相应激磁 电流，通过改变B-1主电抗线圏绕组的电抗值，在B-4升压线圈和B-5自偶绕 组配合下实现无级平滑电压调控。由于整个调压回路无抽头及触点，无机械磨 损，无采用可控硅的谐波污染，输出波型好，效率高，
所述智能磁控装置的智能控制器外连接多功能曲线编程器、内连接激磁脉 宽调制器和功率管基极，激磁脉宽调制器与B-3磁控线圈绕组一端、功率管发 射极相连，功率管？极连接B-3磁控线圈绕组另一端，功率管工作在开关方式。
采用脉宽调制控制方式，自动调整脉宽宽度，激磁效率高，可靠性与放大
方式比大幅度提高，起到调压与稳压的双重作用。
所述多功能曲线编程器，可按预定编程曲线，随时间改变输出电压值。 实行自动调控，既可实现特定的负载自动化控制，还可接收来自温度、压力、 流量、液位等传感器信号对其负载实现自动化控制，并可方便的实现与电子通 讯有机结合,实现远程控制。
所述补偿式抗谐振装置是容性负荷抗谐振能量反馈装置，采用L-C阻尼回 路，若干支无触点静态开关与电容器串联电路与B-2抗谐振取样线圈并联，若 干无触点静态开关与谐振检测单元串联，并连通输出电压端检测点。
由于采用L-C阻尼回路，取消了原来消振电阻，将电阻上随输出功率成比 例增加的有功损耗降为几近于零，对于大功率输出设备而言，节能效果非常显 著。利用L-C阻尼回路，破坏了磁控电抗器的谐振条件，避免了容性负载和容 性、感性混合负载时，负载回路中的动态谐振，从根本上解决了磁控电抗器在 容性补偿负荷回路里的谐振难题，杜绝了谐振引起的电压震荡和功率损耗，对 功率因数也进行了有效的补偿。
所述KJ旁路触点与主电抗线圈并连。
在大功率智能电压调控装置出现故障时，触点闭合，可转入直接向负载供电。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进一步详细说明
图1是大功率智能电压调控装置方框图 图2是智能磁控装置和B-3磁控线圈图 图3是补偿式抗谐振装置和B-2抗谐振取样线圈图具体实施方式
由图1所示，输入电压端A、 N接入调控装置，调控装置的串联电路B-4升 压线圈1和B-5自偶绕组2连接并联电路KJ旁路触点3和B-1主电抗线圈4， B-l主电抗线圈4与B-2抗谐振取样线圈5和B-3磁控线圈7相耦合，智能磁控 装置8连接多功能曲线编程器9，多功能曲线编程器9连接取样变换装置10， 取样变换装置10连接输出电压端a、 n。
输入电压U1由A、 N输入调控装置，当输出电压U2升高时，由取样变换装 置10取样，送入多功能曲线编程器9，由多功能曲线编程器9输出的电压高信 号，传送给智能磁控装置8，减小B-3磁控线圈7的激磁电流，使B-l主电抗线 圈4阻抗增大，输出端a、 n电压U2降低；
反之，当输出电压U2降低时，由取样变换装置10取样，送入多功能曲线 编程器9，由多功能曲线编程器9输出的电压低信号，传送给智能磁控装置8， 增大B-3磁控线圈7的激磁电流，使B-1主电抗线圈4的阻抗减小，输出端a、 n电压U2升高，保持输出电压稳定。KJ旁路触点3与B-l主电抗线圈4并联， 在大功率智能电压调控装置8出现故障时，KJ旁路触点3触点闭合，可转入直 接向负载供电。B-4升压线圈1和B-5自偶绕组2，当需要输出电压高于输入电 压时，配合智能磁控装置，可起到提升电压的作用。实现了即可调压又自动稳
压功能。输出功率由磁控电抗器的功率所决定，尤其适合大功率、大电流、高 可靠的单相、三相调压、稳压场合。
由图2所示，多功能曲线编程器9，可按预定编程曲线，随时间改变输出电 压值，实行自动调控，既可实现特定的负载自动化控制，还可接收来自温度、 压力、流量、液位等传感器信号对其负载实现自动化控制。来自多功能曲线编 程器9信号，输入智能磁控装置8的智能控制器12，智能控制器12内连接激磁 脉宽调制器13和功率管14基极，激磁脉宽调制器13与B-3磁控线圈绕组7 — 端、功率管14发射极相连，功率管14集电极连接B-3磁控线圈绕组7另一端。 激磁脉宽调制器13采用脉宽调制控制方式，自动调整脉宽宽度，功率管14工 作在开关方式。
一般激磁控制是使用电子电路配合大功率调整管调整直流激磁控制，这种 控制方式大功率晶体管工作在放大状态，故效率低，易发热，平均效率在60% 以下。
智能磁控装置8采用开关脉宽调制控制方式，使激磁直流电压工作在开关 状态，提高了激磁效率，平均效率在95%以上。智能磁控装置8可跟踪输出采 样电压的变化，自动调整脉宽宽度，从而改变激磁电压的平均值，维持了输出 电压的稳定。在需要可变输出电压的控制时，智能磁控装置8接收来自多功能 曲线编程器9的调整信号，使输出电压按事先设定的程序调控，以获得用户所 需要的动态输出电压。控制精度由智能磁控装置和多功能曲线编程器所决定， 可控制在1%。
激磁效率高，可靠性与放大方式比大幅度提高，起到调压与稳压的双重作用。
由图3所示，补偿式抗谐振装置是容性负荷抗谐振能量反馈装置，采用L-C 阻尼回路，al，a2，……，an为无触点静态开关15， cl， c2,……，cn为电容器组 16。若干支无触点静态开关15与电容器16串联电路与B-2抗谐振取样线圈5 并联，若干无触点静态开关14与谐振检测单元16串联，并连通输出电压端检 测点ll。谐振检测单元16经过运算，会预先检测到系统谐振点，并发出指令， 自动切换相应的电容器组16，与B-2抗谐振取样线圈5构成的抗谐振L-C阻尼 回路，破坏了B-1主电抗线圈4的谐振条件，有效避免了回路中的动态谐振。
在容性或容性和感性混合性负载时(一般在电容就地补偿的场合)，随着容 性负载的变化，谐振范围较宽，磁控电抗器会产生不规则的谐振现象，造成磁控 电抗器失控，输出电压震荡。常规方法是用阻容式消振电路解决，但阻容式消 振电路会产生很大的有功损耗，其中的抗谐振电阻会产生很大的热量，使装置 效率明显降低，经实际测试，抗谐振电阻上的消耗功率，约为输出功率的8%以 上，限制了容性负载大功率场合下的应用范围。
补偿式抗谐振装置6，无阻尼电阻，不但有效解决电路谐振问题，可以使功
率因数得到提高，有功损耗接近于零。从根本上解决了磁控电抗器在容性补偿 负荷回路里的谐振难题，杜绝了谐振引起的电压震荡和功率损耗，使大功率智 能电压调控装置可以在各种负载中广泛应用。
权利要求1一种大功率智能电压调控装置，其特征在于，与输出电压端相连的取样变换装置将输出电压变化信号输入相连的多功能曲线编程器，多功能曲线编程器连接智能磁控装置，智能磁控装置对B-3磁控线圈绕组提供相应激磁电流，B-3磁控线圈与B-1主电抗线圈绕组相耦合，B-1主电抗线圈连接B-4升压线圈和B-5自偶绕组；B-2抗谐振取样线圈与B-1主电抗线圈相耦合，补偿式抗谐振装置两端分别连接B-2抗谐振取样线圈和输出电压端。
专利摘要本实用新型公开了一种大功率智能电压调控装置，为解决在0V至额定电压以上实行自动可调稳压，高精度的无级控制电压，消除在容性负载下的谐振现象等技术问题，本实用新型采用以下技术措施与输出电压端相连的取样变换装置将输出电压变化信号输入相连的多功能曲线编程器，多功能曲线编程器连接智能磁控装置，智能磁控装置对B-3磁控线圈绕组提供相应激磁电流，通过改变B-1主电抗线圈绕组的电抗值，在B-4升压线圈和B-5自偶绕组配合下实现无级平滑电压调控；补偿式抗谐振装置两端分别连接B-2抗谐振取样线圈和输出电压端，从根本上解决了磁控电抗器在容性补偿负荷回路里的谐振难题；由于整个调压回路无抽头及触点，无机械磨损，无采用可控硅的谐波污染，输出波型好，效率高。
文档编号G05F1/24GK201008126SQ200620168550
公开日2008年1月16日 申请日期2006年12月25日 优先权日2006年12月25日
发明者晓 徐 申请人:晓 徐