专利名称：全自动大功率补偿式同步节电稳压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种节电稳压器，特别涉及一种全自动大功率补偿式同步节电稳压器。
背景技术：
目前，三相统调式稳压器采用三相电压平均值采样技术。目前的产品采样信号电压一般都取自某两根线电压，没有全面反映其余两组输出电压的变化。现在国际上主要采用三相电压平均值采样技术来解决这个问题。控制电路设有快速制动环节，当输出电压接近(或达到)稳压精度范围时，使伺服电机快速制动，保证了调压过程的平稳性。目前国外已有采用金属轮结构代替电刷结构的方法，较好地解决了电刷磨损与电刷对调压器接触点的压力之间的矛盾，使稳压器的输出容量增大到3000千伏安以上达到超大容量。
自动补偿式稳压器是利用补偿控制来保证输出电压的稳定，其稳压精度由基准信号电压上下限决定，所以自动补偿式稳压器是单闭环无静差系统，可见，反馈检测元件的精度对闭环系统的稳定精度起着决定性的作用，高精度的系统必须有高精度的反馈检测元件作保证；如果反馈检测元件产生误差，则它和被控里的偏差是难以区分的，这样通过调节作用，反而会破坏系统的稳定。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有容量大、效率高、无波形畸变、电压调节平稳，设有过压，过流，机械故障自动保护装置的全自动大功率补偿式同步节电稳压器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种全自动大功率补偿式同步节电稳压器，其特征在于它包括一稳定节电、截流过高电压的阻性节电电路；一自动调节无功功率、磁化电流节电的感性节电电路；
一保持稳定输出电压、调节三相平衡、消除浪涌谐波的补偿电路；一检测输出电压变化并控制输出电压的节电电压检测电路；一用于控制伺服电机的电机控制电路；一用于控制稳压器状态切换、控制的操作电路；及一用于进行短路保护、过欠压保护和缺相保护的保护电路；所述阻性节电电路的输出端分别接入所述感性节电电路、补偿电路和电机控制电路，所述补偿电路的输出端分别接入所述节电电压检测电路和电机控制电路，所述节电电压检测电路接入所述保护电路，所述操作电路接入所述感性节电电路的输出端。
所述阻性节电电路由一自耦变压器、继电器J11、J12，接触器J12-1、J11-1，开关K11、K12，接触器CJ2、切换开关N和指示灯组成。所述继电器J11、接触器J12-1、开关K12串联，所述继电器J12、接触器J11-1、开关K11串联，然后互相并联，所述开关K11和K12的并联处再连接切换开关N。所述接触器J12-1和J11-1的并联处接接触器CJ2，所述继电器J11和J12之间，继电器J12和接触器CJ2之间接指示灯。
所述感性节电电路由若干组电容器、电抗和一控制芯片组成。
所述电容器和电抗为5组。
所述补偿电路由补偿变压器T1和移线接触调压器T2组成。所述移线接触调压器T2的初级连接在稳压器的输出端，所述移线接触调压器T2的次级接补偿变压器T1的初级，所述补偿变压器T1的次级接节电电压检测电路。
所述的补偿变压器T1连接一个用于消除浪涌电压的浪涌消除器。
所述节电电压检测电路由取样变压器T3和一电压比较器组成。所述取样变压器T3的输入端接补偿变压器T1的输出端，所述取样变压器的输出端接电压比较器。
所述电机控制电路由电机M、降压限位开关JK、升压限位开关SK、电阻R和电容C组成。所述降压限位开关JK、升压限位开关SK、电阻R和电容C互相串联在一起，所述电机M并联在电阻R和电容C两端，然后分别接入电路的三相中。
所述操作电路由紧停按钮TA、启动按钮QA2、接触器CJ1、接触器CJ1-1、开关K111和控制方式开关K1组成。所述紧停按钮TA、启动按钮QA2和接触器CJ1互相串联组成启动停止回路，所述接触器CJ1-1、开关K111和控制方式开关K1串联后，将接触器CJ1-1并联在启动按钮QA2两端。所述紧停按钮TA和接触器CJ1一端分别接入主回路的A4和B4的端点。
所述保护电路由越限保护电路、过欠压保护电路和缺相保护电路组成。所述越限保护电路由自动开关ZK、降压限位开关JK和升压限位开关SK组成。所述过欠压保护电路由保护接触器J3、输出接触器CJ3、保护继电器J6和指示灯L3组成。所述缺相保护电路由保护继电器J8和输出接触器CJ3。
本实用新型的全自动大功率补偿式同步节电稳压器体积小、重量轻、使用安装方便，运行可靠。可广泛应用于工业、农业、交通、邮电、军事、铁路、科研文化等领域的大型机电设备、金属加工设备、生产流水线，建筑工程设备、电梯、医疗器械、微机机房、电脑控制设备，刺绣轻纺设备，空调、广播电视，宾馆及家用电器照明等一切需要稳压和节电的场所。
图1为本实用新型补偿式同步节电稳压器的电原理图。
图2为本实用新型补偿式同步节电稳压器阻性节电电路的电原理图。
图3为本实用新型补偿式同步节电稳压器补偿电路的原理图。
图4为本实用新型补偿式同步节电稳压器浪涌消除器的原理图。
图5为本实用新型补偿式同步节电稳压器节电电压检测电路的控制图。
图6为本实用新型补偿式同步节电稳压器电机控制电路的原理图。
图7为本实用新型补偿式同步节电稳压器保护电路结构图。
图8为本实用新型补偿式同步节电稳压器保护电路功能图。
具体实施方式
下面根据附图和具体实施例对本实用新型作进一步地阐述。
如图1所示，所述全自动大功率补偿式同步节电稳压器，它包括一稳定节电、截流过高电压的阻性节电电路1；一自动调节无功功率、磁化电流节电的感性节电电路2；一保持稳定输出电压、调节三相平衡、消除浪涌谐波的补偿电路3；一检测输出电压变化并控制输出电压的节电电压检测电路4；一用于控制伺服电机的电机控制电路5；一用于控制稳压器状态切换、控制的操作电路6；及一用于进行短路保护、过欠压保护和缺相保护的保护电路7。
如图1、图2所示，所述阻性节电电路1由一自耦变压器11、继电器J11、J12，接触器J12-1、J11-1，开关K11、K12，接触器CJ2、切换开关N和指示灯组成。所述继电器J11、接触器J12-1、开关K12串联，所述继电器J12、接触器J11-1、开关K11串联，然后互相并联，所述开关K11和K12的并联处再连接切换开关N。所述接触器J12-1和J11-1的并联处接接触器CJ2，所述继电器J11和J12之间，继电器J12和接触器CJ2之间接指示灯。当输入的电压处于稳定正常的状态时，继电器CJ2吸合，阻性节电电路1直接导通；当输入的电压过高时，继电器CJ2打开，电压流进自耦变压器11，截流过高的电压后再输出，稳定节电，截流电压5％时，节电量达15％以上。
所述感性节电电路2由若干组电容器、电抗和一控制芯片组成。所述感性节电电路2具有自动调节无功功率和磁化电流节电的功能。所述控制芯片可以通过对电路无功功率的检测自动调节进行补偿，当无功功率小于设定值时，一组组的电容器和电抗逐级投入，对电路进行补偿，提升功率因数。根据电路中的负载状况所述控制芯片可以同步自动调节功率因数，提供足够的无功功率容量，功率因数净提升值为0.25～0.35。同样的用电负荷，总用电容量可以节省25％～35％。所述芯片型号为JKL8F-12，可以接入12组电容器和电抗，由于电容器和电抗的成本较高，所述感性节电电路2中电容器和电抗为5组。
所述补偿电路3由补偿变压器T1和移线接触调压器T2组成。所述移线接触调压器T2的初级连接在稳压器的输出端，所述移线接触调压器T2的次级接补偿变压器T1的初级，所述补偿变压器T1的次级接节电电压检测电路。其补偿原理如图3，不计算补偿变压器的阻抗压降。
U2＝U1±Uc。
式中U1-稳压器输人相电压；U2-稳压器输出相电压；Uc-稳压器相补偿电压。
当输入相电压U1改变ΔU1时，若补偿电压Uc相应改变ΔUc且ΔU1＝ΔUc，则输出相电压U2便可保持不变。补偿电压Uc的调节是根据输出电压的变化，由电压检测单元给出信号控制伺服电机M转动，经减速及传动机构带动接触调压器上的电刷滑动，调节接触调压器的二次电压来改变补偿电压，实现自动保持输出电压稳定。
所述的补偿变压器T1另接一个浪涌消除器(如图4)，所述浪涌消除器正常情况下处于高电阻状态，当电路中出现浪涌电压时，浪涌消除器将在纳秒级时间内迅速导通，将浪涌电压引入大地，从而起到保护用电设备的作用；当浪涌电压通过浪涌消除器且消失时，浪涌消除器重新变到高电阻状态，不影响电路的正常运行。
所述移线接触调压器T2通过对相邻线上的电压波形进行移相，使得绕组匝与匝之间不存在线压差，这样各个绕组与碳刷就不会发热，从而可以使移线接触调压器T2能够进行智能三相平衡，并且能稳定地工作。
所述节电电压检测电路4由取样变压器T3和一电压比较器组成。所述取样变压器T3的输入端接补偿变压器T1的输出端，所述取样变压器的输出端接电压比较器。取样变压器T3从稳压器的补偿变压器T1输出端取电压，经变压器T3变压后得到92伏及18伏二种电压。18伏经整流、滤波、稳压后得到直流的稳定的12伏电压，作检测单元基准电压及集成电路、继电器的工作电压。9.2伏经整流、滤波后得到一个随输出电压变化的直流电压一取样电压。用集成电路LM339N组成电压比较器。下限基准由R3、W1(如图5)构成，调节W1电位器可改变下限基准大小。上限基准由RS、W2，调节W2电位器可改变上限基准大小。当取样电压低于下限基准电压时，继电器J1吸合，回中电路工作，继电器J2吸合，启动伺服电机M正转，增大补偿电压量，使稳压器输出电压升高。当取样电压高于上限基准电压时，继电器J3吸合，回中电路工作，继电器J4吸合，启动伺服电机M反转，减少补偿电压量，使稳压器输出电压降低。(注320KVA以上稳压器J2J4串接中间继电器，控制三相伺服电机的正反转。)稳压器的稳压精度由电位器W1、W2来调节，可调节在±1％～±5％范围内。稳压器稳压值由W3调节，可调节在380V±5％。(单相在220V±5％内调节)所述电机控制电路5由电机M、降压限位开关JK、升压限位开关SK、电阻R和电容C组成。所述降压限位开关JK、升压限位开关SK、电阻R和电容C互相串联在一起，所述电机M并联在电阻R和电容C两端，然后分别接入电路的三相中。伺服电机控制方式有手动、自动二种，由切换开关K1选择，手动时“升压”按SA旋钮，“降压”按JA按钮；自动时升压和降压由电压检测单元检测。原理如图6。
所述操作电路6由紧停按钮TA、启动按钮QA2、接触器CJ1、接触器CJ1-1、开关K111和控制方式开关K1组成。所述紧停按钮TA、启动按钮QA2和接触器CJ1互相串联组成启动停止回路，所述接触器CJ1-1、开关K111和控制方式开关K1串联后，将接触器CJ1-1并联在启动按钮QA2两端。所述紧停按钮TA和接触器CJ1一端分别接入主回路的A4和B4的端点。
所述操作电路6中设置了一自动开关ZK、一交流接触器CJ1和一转换开关QJ。自动开关ZK为节电稳压器电源的输入总开关，交流接触器CJ1是为了方便进行或停止电压补偿而设置的。交流接触器CJ1闭合时，稳压输出。在节电稳压器发生故障不能正常正常稳压时，为能方便使用户应急使用市电和节点稳压器的检修，在电路的输出端加装了转换开关QJ，可以方便地在“稳压”状态切换到“市电”输出状态。
稳压操作1、自动上电将面板“控制方式”拨至“自动”，控制电路板下侧“自动上电”开关拨至“闭合”状态，开启电源开关，节电稳压器延时5-7妙，自动稳压输出。
2、手动启动将控制电路板下侧“自动上电”开关拨至“打开”状态，开启电源开关，待节电稳压器自检调压后，启动启动按钮QA2，稳压输出。
所述保护电路7由越限保护电路、过欠压保护电路和缺相保护电路组成。所述越限保护电路由自动开关ZK、降压限位开关JK和升压限位开关SK组成。所述过欠压保护电路由保护接触器J3、输出接触器CJ3、保护继电器J6和指示灯L3组成。所述缺相保护电路由保护继电器J8和输出接触器CJ3。
①自动开关ZK保护主电路的过载及短路。SK及JK限位开关组成越限保护电路，当电刷滑动触及上、下限开关时，其电压调节继电器J2、J4触点开路，使伺服电机停转，达到越限保护作用。
②过、欠压保护电路过、欠压保护由稳压器的输出电压标称值来决定过、欠值的大小。过压植小于或约等于418伏；欠压值大于或约等于342伏。当稳压器输出电压高于过压值时，延时5-8秒过汪保护继电器J5吸合，保护接触器J3断电，输出接触器CJ3停止工作，过欠压指示灯L3亮，稳压器自动切断电源。当稳压器电压低于欠压值时，欠压保护继电器J6吸合，保护接触器J3断电，输出接触器C13停止工作，过欠压指示灯L3亮，稳压器自动切断电源。当取样变压器T3从补偿变压器T1的输出端得到的电压恢复到过欠值以内的电压时，保护继电器J3吸合，输出接触器L作，稳压器自动输出正常的电源。
③缺相保护在保护电路中串联了相序保护继电器J8的常开触点。当输入相序正常时，相序保护继电器J8吸合，CJ3可进入工作状态，反之CJ3不能工作，稳压器无输出电源。(如图7、图8所示)当然，对于本领域的一般技术人员，不花费创造性的劳动，在上述实施例的基础上能够作多种变化，同样能够实现本实用新型的目的。但是，上述各种变化显然应该在本实用新型的权利要求书的保护范围内。
权利要求1.一种全自动大功率补偿式同步节电稳压器，其特征在于它包括一稳定节电、截流过高电压的阻性节电电路；一自动调节无功功率、磁化电流节电的感性节电电路；一保持稳定输出电压、调节三相平衡、消除浪涌谐波的补偿电路；一检测输出电压变化并控制输出电压的节电电压检测电路；一用于控制伺服电机的电机控制电路；一用于控制稳压器状态切换、控制的操作电路；及一用于进行短路保护、过欠压保护和缺相保护的保护电路；所述阻性节电电路的输出端分别接入所述感性节电电路、补偿电路和电机控制电路，所述补偿电路的输出端分别接入所述节电电压检测电路和电机控制电路，所述节电电压检测电路接入所述保护电路，所述操作电路接入所述感性节电电路的输出端。
2.如权利要求1所述的全自动大功率补偿式同步节电稳压器，其特征在于所述阻性节电电路由一自耦变压器、继电器J11、J12，接触器J12-1、J11-1，开关K11、K12，接触器CJ2、切换开关N和指示灯组成；所述继电器J11、接触器J12-1、开关K12串联，所述继电器J12、接触器J11-1、开关K11串联，然后互相并联，所述开关K11和K12的并联处再连接切换开关N；所述接触器J12-1和J11-1的并联处接接触器CJ2，所述继电器J11和J12之间，继电器J12和接触器CJ2之间接指示灯。
3.如权利要求1所述的全自动大功率补偿式同步节电稳压器，其特征在于所述感性节电电路由若干组电容器、电抗和一控制芯片组成。
4.如权利要求3所述的全自动大功率补偿式同步节电稳压器，其特征在于所述电容器和电抗为5组。
5.如权利要求1所述的全自动大功率补偿式同步节电稳压器，其特征在于所述补偿电路由补偿变压器T1和移线接触调压器T2组成；所述移线接触调压器T2的初级连接在稳压器的输出端，所述移线接触调压器T2的次级接补偿变压器T1的初级，所述补偿变压器T1的次级接节电电压检测电路。
6.如权利要求5所述的全自动大功率补偿式同步节电稳压器，其特征在于所述的补偿变压器T1连接一个用于消除浪涌电压的浪涌消除器。
7.如权利要求1所述的全自动大功率补偿式同步节电稳压器，其特征在于所述节电电压检测电路由取样变压器T3和一电压比较器组成；所述取样变压器T3的输入端接补偿变压器T1的输出端，所述取样变压器的输出端接电压比较器。
8.如权利要求1所述的全自动大功率补偿式同步节电稳压器，其特征在于所述电机控制电路由电机M、降压限位开关JK、升压限位开关SK、电阻R和电容C组成；所述降压限位开关JK、升压限位开关SK、电阻R和电容C互相串联在一起，所述电机M并联在电阻R和电容C两端，然后分别接入电路的三相中。
9.如权利要求1所述的全自动大功率补偿式同步节电稳压器，其特征在于所述操作电路由紧停按钮TA、启动按钮QA2、接触器CJ1、接触器CJ1-1、开关K111和控制方式开关K1组成；所述紧停按钮TA、启动按钮QA2和接触器CJ1互相串联组成启动停止回路，所述接触器CJ1-1、开关K111和控制方式开关K1串联后，将接触器CJ1-1并联在启动按钮QA2两端；所述紧停按钮TA和接触器CJ1一端分别接入主回路的A4和B4的端点。
10.如权利要求1所述的全自动大功率补偿式同步节电稳压器，其特征在于所述保护电路由越限保护电路、过欠压保护电路和缺相保护电路组成；所述越限保护电路由自动开关ZK、降压限位开关JK和升压限位开关SK组成；所述过欠压保护电路由保护接触器J3、输出接触器CJ3、保护继电器J6和指示灯L3组成；所述缺相保护电路由保护继电器J8和输出接触器CJ3。
专利摘要本实用新型的目的在于公开提供一种具有容量大、效率高、无波形畸变、电压调节平稳，设有过压，过流，机械故障自动保护装置的全自动大功率补偿式同步节电稳压器。所述补偿式同步节电稳压器，包括一稳定节电的阻性节电电路，一自动调节无功功率、磁化电流节电的感性节电电路，一保持稳定输出电压的补偿电路，一检测输出电压变化并控制输出电压的节电电压检测电路，一用于控制伺服电机的电机控制电路，一用于控制稳压器状态切换、控制的操作电路，一用于进行短路保护、过欠压保护和缺相保护的保护电路及一截流过高电压的截流电路，可广泛应用于工业、农业、交通、邮电、军事、铁路、科研文化等领域的大型机电设备。
文档编号H02H3/253GK2919330SQ20062004102
公开日2007年7月4日 申请日期2006年4月13日 优先权日2006年4月13日
发明者王俊杰 申请人:上海稳稳稳压器有限公司