[发明专利]单相交流稳压器

说明书

一种单相交流稳压器，包括补偿式主电路、模数转换编码单元、延时保护单元、互锁控制单元、触发单元、检错控制单元，补偿式主电路由补偿变压器组、晶闸管桥和继电器保护开关组成，模数转换编码单元对交流电源电压进行电压采样，经模数转换后输出电压等级编码值，延时保护单元输出延迟后的电压等级编码值和不触发区控制信号至互锁控制单元，互锁控制单元输出触发控制信号控制主电路晶闸管桥中晶闸管的通断；在实现互锁控制的同时，检错控制单元还对模数转换编码单元或互锁控制单元是否出现逻辑错误来对晶闸管桥进行开路保护，有效地加强了所述单相交流稳压器针对工作过程异常的保护力度，使所述单相交流稳压器的工作更加稳定、可靠。

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其是一种单相交流稳压器。

背景技术

现有的补偿式交流稳压器，其优点是稳压范围宽，波形几乎没有失真，整机效率高，负载适应性强。其原理是根据输入电压的高低情况，自动控制补偿变压器上初级绕组的不同绕组线圈的投切，利用初级侧工作绕组和次级绕组的变比关系，或者通过调整初级绕组上所加电压的方式，提供双向多档的电压补偿，从而实现调压稳压的目的。

现有补偿式交流稳压器的不足之处是：采用电机控制碳刷移动来改变向补偿变压器励磁线圈施加不同电压时，碳刷容易磨损，经常出现故障。采用电子开关切换的方式来进行补偿变压器上初级绕组的不同绕组线圈的投切，或者调整初级绕组上所加电压时，电子开关的延迟关断容易造成电源短路故障；采用单片机、PLC等的程序方式控制电子开关切换时，程序飞跑、死机等问题也会造成稳压器失效，或者是因控制逻辑错误造成电源短路故障。

发明内容

为了解决现有补偿式交流稳压器所存在的问题，本发明提供了一种补偿式单相交流稳压器，包括补偿式主电路、模数转换编码单元、延时保护单元、互锁控制单元、触发单元、检错控制单元。

补偿式主电路由补偿变压器组、晶闸管桥和继电器保护开关组成；由晶闸管桥中晶闸管的通断组合，控制补偿变压器组中各补偿变压器励磁线圈电压的大小及极性组合，实现不同的补偿工作状态，即电压补偿状态。模数转换编码单元对交流电源电压进行电压采样，经模数转换后，将交流电源电压波动区间范围的电压区分为电压等级区间并转换为电压等级编码值输出；延时保护单元输入电压等级编码值，输出延迟后的电压等级编码值和不触发区控制信号；互锁控制单元输入延迟后的电压等级编码值和不触发区控制信号，输出触发控制信号；触发单元根据输入的触发控制信号，控制主电路晶闸管桥中晶闸管的通断；检错控制单元依据输入的触发控制信号是否错误来启动或者停止对晶闸管桥的开路保护。电压等级比较值和电压等级编码值均为二进制值。

交流电源电压波动使电压等级编码值发生变化，导致需要改变晶闸管桥中晶闸管的通断组合状态时，在晶闸管桥中晶闸管的先后2种不同的通断组合状态之间，维持一个不触发区时间，关断晶闸管桥中的所有晶闸管；维持一个不触发区时间由不触发区控制信号实现。控制不触发区控制信号在电压等级编码值发生改变后输出一个单脉冲；不触发区控制信号在输出单脉冲期间有效，在非输出单脉冲期间无效。延时保护单元中，延迟的电压等级编码值信号改变时刻晚于电压等级编码值发生改变后不触发区控制信号中输出的单脉冲的前沿时刻；延时保护单元中，延迟的电压等级编码值信号改变时刻早于电压等级编码值发生改变后不触发区控制信号中输出的单脉冲的后沿时刻。进一步地，所述电压等级编码值发生改变后，不触发区控制信号中单脉冲的宽度时间在10ms至30ms之间选取。

交流电源电压波动区间范围的电压被分成M个电压等级区间来进行补偿控制；由晶闸管桥中晶闸管的通断组合状态控制选择多个补偿变压器中的0个，或者是1个，或者是多个补偿变压器来进行电压补偿，实现与电压等级区间对应的电压补偿状态；交流电源电压的每个电压等级区间对应一个电压补偿状态。电压等级编码值共有M个有效编码值，M个电压等级区间与M个有效编码值一一对应。互锁控制单元输出的有效触发控制信号共有M+1组；有效的M+1组触发控制信号中的M组用于实现交流电源电压M个电压补偿状态的补偿控制，1组用于关断晶闸管桥中的所有晶闸管。M为大于等于2的整数。