專利名稱：新型步進交流電壓調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型主要用于交流電壓調(diào)節(jié)和交流穩(wěn)壓設(shè)備。屬電氣技術(shù)應(yīng)用。
目前常用的交流穩(wěn)壓裝置，有614型穩(wěn)壓器，它是利用飽和電抗器調(diào)節(jié)的。它的響應(yīng)速度慢、效率低；有正弦能量分配式穩(wěn)壓器，它的調(diào)節(jié)范圍窄；有晶閘管控制變壓器抽頭步進式穩(wěn)壓器，其可靠性差；此外還有恒壓變壓器穩(wěn)壓器、伺服電機驅(qū)動自耦變壓器等都有各自的缺點。
本實用新型的目的是針對上述穩(wěn)壓器存在的缺點，提供一種響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)范圍寬、可靠性高，有一定精度的新型步進式電壓調(diào)節(jié)裝置代替現(xiàn)有的交流穩(wěn)壓裝置。
本實用新型中調(diào)節(jié)單元(

圖1)是一個帶有短路線圈的變壓器和分別與其初級及短路線圈串聯(lián)一個雙向晶閘管組成。將多個這種調(diào)節(jié)單元中變壓器次級串聯(lián)，控制各初級、短路線圈中雙向晶閘管的通斷，達到輸出電壓步進調(diào)節(jié)。并采用多相采樣檢測電路提高調(diào)節(jié)和閉環(huán)工作響應(yīng)速度。
圖1是帶有短路線圈變壓器的原理圖。它是調(diào)節(jié)裝置的基本單元，由一個具有初級線圈N1、次級線圈N2、短路線圈N0和兩個雙向晶閘管Th1、Th0組成。N1與晶閘管Th1串聯(lián)接到交流電壓Vi端。N0與Th0串聯(lián)短路，Th0與Th1反相工作。即Th1導(dǎo)通時，N1接到交流電壓Vi上，此時Th0截止，N2輸出與Vi成正比的Vt。當Th1截止時，N0為Th0導(dǎo)通而短路，因此N2上的電壓Vt為零。如果有電流在N2中流過，此時變壓器作電流互感器運行，在N2兩端僅有很小的漏抗壓降。如果將多個圖1所示的變壓器次級按所需極性串聯(lián)起來，通過有選擇地觸發(fā)初級線圈串聯(lián)的晶閘管和短路線圈串聯(lián)的晶閘管，就可以調(diào)節(jié)總的串聯(lián)電壓。
電路調(diào)節(jié)的響應(yīng)速度，一般取決于采樣檢測電路的響應(yīng)速度。通常采樣電路采用單相整流濾波，由于紋波大，需要很大的濾波電容，因此響應(yīng)速度慢。為了提高響應(yīng)速度，本實用新型采用多相采樣電路。
圖2(a)為多相采樣電路，它是由具有初級線圈NA和多組帶有中心抽頭及一組不帶中心抽頭的次級線圈的采樣變壓器B與相應(yīng)的RC電路構(gòu)成的橋式移相電路組成。如采樣電壓加到變壓器初級NA上，在次級NB上產(chǎn)生與采樣電壓成正比的電壓V1′。此電壓加在橋的一個對角線上。另一個對角線RC端與中心抽頭輸出電壓V1。V1與V1′的向量關(guān)系如圖2(b)。改變RC的數(shù)值即可改變V1與V1′的夾角α。因V1′與V2同相，所以V1相對V2移相角α。V3也可用RC移相獲得(也可更多相)。如果次級只有兩組中心抽頭線圈(圖2(a))，可調(diào)整R1C1和R2C2分別移相60°和120°分別經(jīng)整流并聯(lián)，并經(jīng)很小的電容濾波，就可得到誤差電壓。因濾波電容小，電路響應(yīng)快。
本實用新型用于交流穩(wěn)壓電路如圖3。圖3中由12個完全相同的圖1所示的調(diào)節(jié)單元組成。穩(wěn)壓電路輸出電壓V0等于輸入電壓Vi與調(diào)節(jié)部分1的輸出電壓VT之和。當輸出電壓低于額定值220伏時，選擇導(dǎo)通同相輸出變壓器B1～B7初級晶閘管Th11～Th17中的一個或數(shù)個。其余全部接通短路晶閘管。反之接通反相變壓器B
～B12初級晶閘管Th18～Th112中的一個或數(shù)個。每個變壓器輸出電壓相等(6.5伏)，所有變壓器初級并聯(lián)接到已被穩(wěn)壓的輸出端，保證每接通一級的輸出電壓相等。12個變壓器中7個同相(B1～B7)和5個反相(B8～B12)。當輸入電壓在175伏～250伏之間變化時，保證輸出電壓穩(wěn)定在220伏±1.5％。
圖3中采樣電路是由輸入采樣部分1和輸出采樣(反饋)部分3組成。其輸出分別經(jīng)R1、R2綜合加到誤差檢測電路R3、W上，經(jīng)同步電路與電阻RR1～RR13和直流基準電壓VR組成的比較電路，驅(qū)動相應(yīng)的施密特觸發(fā)器例如I1翻轉(zhuǎn)，經(jīng)A1整形控制調(diào)節(jié)單元初級線圈中晶閘管Th11導(dǎo)通(截止)。A1輸出經(jīng)A2反相使短路線圈中晶閘管截止(導(dǎo)通)。
本實用新型也用于低壓大電流電源調(diào)節(jié)。利用圖3中調(diào)節(jié)單元1直接輸出可調(diào)的VT，但初級線圈并聯(lián)后連接在輸入端Vi上。根據(jù)變壓器初次級功率相等(不計損耗)的原理，當初級晶閘管截止時，由于變壓器被短路線圈短路，初級晶閘管僅承受電源電壓峰值，電流僅是次級電流與匝比n的乘積。選擇適當?shù)木€圈匝數(shù)及適當定額的晶閘管，可獲得最佳性能價格比。用于交流穩(wěn)壓器由于用分立變壓器調(diào)節(jié)，所以不會象改變變壓器抽頭步進式穩(wěn)壓器因某一級誤導(dǎo)通造成整個穩(wěn)壓裝置失效的現(xiàn)象，大大提高了可靠性。與正弦能量分配式穩(wěn)壓器相比，本裝置可達到任意設(shè)計調(diào)節(jié)范圍和穩(wěn)壓精度。與磁飽和式穩(wěn)壓器相比，因采用多相檢測電路和直接控制晶閘管通斷，響應(yīng)速度大大加快，同時效率很高，附加失真小。
權(quán)利要求1.一種步進交流電壓調(diào)節(jié)裝置，由變壓器、雙向晶閘管和檢測控制電路組成，其特征是(1)基本調(diào)節(jié)單元是一個帶有短路線圈的變壓器和分別與初級線圈、短路線圈串聯(lián)一個雙向晶閘管組成；(2)將多個調(diào)節(jié)單元變壓器次級線圈串聯(lián)，用于交流電壓調(diào)節(jié)；(3)所有變壓器初級并聯(lián)，并接到輸入端(用于調(diào)節(jié))或輸出端(用于穩(wěn)壓)；(4)采用多相采樣電路，減小濾波電容，獲得快速檢測誤差信號，提高響應(yīng)速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)中的檢測電路，其特征是采用多路RC移相組成多相整流電路，是由采樣變壓器B和多組帶有中心軸頭的次級線圈分別與RC構(gòu)成橋式移相電路形成多相電路，經(jīng)整流并聯(lián)獲得紋波很小的直流誤差電壓，減小取樣電路中濾波電容，提高裝置的響應(yīng)速度。
專利摘要本實用新型屬電氣技術(shù)應(yīng)用，采用分立變壓器調(diào)節(jié)。每一個調(diào)節(jié)單元是由一個帶有短路線圈的變壓器和分別與其初級及短路線圈串聯(lián)一個雙向晶閘管組成的。將多個調(diào)節(jié)單元中變壓器次級串聯(lián)，控制各初級、短路線圈中雙向晶閘管的通斷，以達到輸出電壓的步進調(diào)節(jié)或穩(wěn)定。本實用新型利用多路RC移相組成整流電路減小采樣電路中濾波電容，提高響應(yīng)速度。本實用新型主要用于交流電壓調(diào)節(jié)和交流穩(wěn)壓設(shè)備。
文檔編號G05F1/10GK2055266SQ89205270
公開日1990年3月28日 申請日期1989年7月29日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月29日
發(fā)明者潘昌波 申請人:南京九龍電子儀器設(shè)備廠