[实用新型]无级相控补偿式交流稳压调压装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种交流稳压装置，更具体地说，是涉及一种无级相控补偿式交流稳压调压装置。

背景技术

交流稳压装置广泛应用于工业自动化，成套设备、道路节能照明、数控机床、轻纺、医疗、宾馆、广播电视、通讯设备等各种需要稳定的交流电源供电的场合。

常用的交流稳压器以补偿式较多，是利用连接在主回路上的补偿单元产生的压降和输入电压叠加得到稳定输出电压。获得合适的补偿电压的方法有多种，可通过调整补偿变压器上初级侧工作绕组和次级绕组的变比实现，也可通过调整补偿变压器上初级绕组上所加电压的方式实现。

实用新型内容

本实用新型的目的，即在于提供一种新型的、适用于现有电网所有电压等级的相控补偿式交流稳压调压装置。与现有技术相比，本实用新型更能节省补偿变压器绕组及铁心耗材，且可供任何单相三相需要稳压的负载使用，同时，还可实现无级补偿。

本文中所指补偿式交流稳压调压装置包括有补偿变压器，该补偿变压器的次级绕组串接于电源与负载之间，其初级绕组的两端接至控制电路。

技术原理及思路：

对于补偿式交流稳压调压装置来说，其输入电压输出电压与补偿电压的关系为(假设与的相位角为Φ)：

特别地，当与同相位时，幅值U_出＝U_入+ΔU；

当与反相位时，幅值U_出＝U_入-ΔU。

由以上分析得知：显然，仅仅通过人为调整与的相位角Φ，就可以达到调整输出电压值的目的。而且，还可以实现无级调压。这与传统的通过调整补偿变压器变比以调压或稳压的方式相比，显然可以节省变压器绕组的消耗，同时，也更简单、方便、高效。

此外，由于与的相位角Φ可以为-180°～0～180°，所以，当与ΔU幅值不变时，必然存在着在特定相位角θ和-θ时，与在幅值上完全相等，而超前或滞后θ角。这可以应用于输入电压与输出电压幅值要求相同、而其相位相异的某些特殊场合。

根据如上原理及思路，本实用新型所述补偿式交流稳压调压装置包括有补偿变压器，所述补偿变压器的次级绕组串接于电源与负载之间；本装置还包括有：

1)配接有工作电源的相位调整电路，用于输出相位可调整的正弦波移相电压；本相位调整电路的输出端接所述补偿变压器的初级绕组；

2)串接于装置电源输入端与该相位调整电路之间的相位检测电路，用于检测本装置输入电源的相位信息并反馈至相位调整电路；

3)串接于该相位调整电路与负载之间的采样电路，用于采集本装置负载侧电压信号，并反馈至所述相位调整电路。

上述相位调整电路，包括有依次相连的整流电路、脉宽调制移相逆变电路、高频变压电路及滤波输出电路；所述整流电路的输入端接工作电源，所述滤波电路的输出端接至所述补偿变压器的初级绕组；所述脉宽调制移相逆变电路还与前述相位检测电路及采样电路的输出端相连。

本装置供电电源及所述相位调整电路的工作电源可为单相或三相交流电源。

本实用新型所述补偿式交流稳压调压装置的设计工作流程如下：

1、相位检测电路及采样电路对装置输入、输出侧电压进行检测、采样；

2、采样得到的输出电压值与目标值进行比较；

3、以装置输入侧电压相位为基准，调整加在补偿变压器初级绕组两端的电压相位，以在其次级绕组两端获得方向及大小合适的补偿电压。具体为：

1)先对控制电路的工作电源进行整流；

2)与采样得到的输出电压值及检测得到的输入侧电源电压相位比较，计算出所需电压相位的调整值，然后进行脉宽调制移相逆变；

3)逆变得到的交流电经高频变压、滤波后输出与装置输入电源同频的正弦波移相电压。

4、该补偿电压与输入侧电源电压相量叠加的结果，即在输出端上获得所需的目标电压。

因此，当电网电压波动或负载变动造成装置输出侧电压波动时，根据对装置输出侧采样得到的电压值，与目标值进行比较；配合以对装置输入侧电源相位进行检测的结果，调整加在补偿变压器初级绕组两端的电压相位，即可在其次级绕组两端获得方向及大小合适的补偿电压。该补偿电压与输入电压矢量叠加，即可使输出电压达到目标值，从而使该装置具有稳压功能。主动调压时情形亦可同理进行分析。