组合式高稳压精度的无触点稳压器主电路及无触点稳压器的制作方法

本发明涉及一种组合式高稳压精度的无触点稳压器主电路，还涉及一种利用该组合式高稳压精度的无触点稳压器主电路实现稳压的无触点稳压器。
背景技术：
：稳压器主要是将一定范围内的输入电压通过稳压电路变换为要求精度范围内的输出电压，其中稳压范围输入电压允许波动范围和稳压精度输出电压相对于要求值的精度是衡量稳压器性能的重要参数。传统的机械补偿式稳压器，如图1所示，主要依靠伺服电机的正反转带动调压器tb上的碳刷在调压器线圈表面滑动，从而改变补偿变压器t的补偿电压，它的调压基本上是线性的。但是工作过程中需要碳刷在调压器线圈表面来回滑动，因此存在传动部件可靠性差，碳刷往返运动造成磨损需定期检查更换等问题，维护成本较高。另一种为利用可控硅切换自耦变压器固定抽头的方式调整补偿电压，如图2所示。但是该方法如果要提高稳压范围及稳压精度，自耦变压器上需要设置大量的抽头，而且每个抽头同时需要连接多个可控硅开关，在稳压器制作过程中，抽头部分难以处理，因此该方法只适用于对稳压精度等要求不高的场所。技术实现要素：本发明所要解决的第一个技术问题，就是提供一种组合式高稳压精度的无触点稳压器主电路，其稳压精度高、稳压范围宽，且制造工艺简单，结构更加可靠。本发明所要解决的第二个技术问题，就是提供一种利用上述的组合式高稳压精度的无触点稳压器主电路实现稳压的无触点稳压器，实现了高精度、宽范围的稳压，且制造工艺简单。解决上述第一个技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种组合式高稳压精度的无触点稳压器主电路，包括补偿变压器t，其特征在于：还包括第一自耦变压器tt1、第二自耦变压器tt2和换向电路，第一自耦变压器tt1上设有分别位于两端的两个第一引出端子和位于两个第一引出端子之间的m个第一抽头，两第一引出端子和m个第一抽头分别通过第一接触器开关k1-k9以并联形式与一条第一并联导线连接，第二自耦变压器tt2上设有分别位于两端的两个第二引出端子和位于两个第二引出端子之间的n个第二抽头，两个第二引出端子和n个第二抽头分别通过第二接触器开关k18-k23以并联形式与一条第二并联导线连接，在第一并联导线上和第二并联导线上每两个相邻的连接点之间均设有第三接触器开关k10-k17、k24-k28，第一并联导线的两端与第二并联导线的两端分别连接，第二自耦变压器tt2的主线圈的两端分别通过换向电路与补偿变压器的初级绕组连接。所述换向电路包括第一开关kk1、第二开关kk2、第三开关kk3和第四开关kk4，第一开关kk1、第二开关kk2、第三开关kk3和第四开关kk4依次头尾相连，第二自耦变压器tt2的主线圈的一端与第一开关kk1和第三开关kk3之间的连接线连接，另一端与第二开关kk2和第四开关kk4之间的连接线连接，补偿变压器的初级绕组的一端与第一开关kk1和第二开关kk2之间的连接线连接，另一端与第三开关kk3和第四开关kk4之间的连接线连接。所述第一接触器开关k1-k9、第二接触器开关k18-k23、第三接触器开关k10-k17、k24-k28、第一开关kk1、第二开关kk2、第三开关kk3和第四开关kk4均为接触器常开触点。解决上述第二个技术问题，本发明所采用的技术方案如下：一种利用上述的组合式高稳压精度的无触点稳压器主电路实现稳压的无触点稳压器，其特征在于，包括：所述无触点稳压器主电路，其补偿变压器的次级绕组串联在需稳压的电路上；输出采样电路，采集需稳压的电路的输出端的电压；比较器，与输出采样电路连接，接收输出采样电路采取的电压信号；控制电路，与比较器的结果信号输出端连接，接收比较器的结果信号，还与换向电路、第一接触器开关k1-k9、第二接触器开关k18-k23和第三接触器开关k10-k17、k24-k28连接，控制换向电路的换向，控制第一接触器开关k1-k9、第二接触器开关k18-k23和第三接触器开关k10-k17、k24-k28的打开和关闭。所述无触点稳压器还包括用于保护其电路的保护电路。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的组合式无触点稳压器主电路组合设置了第一自耦变压器和第二自耦变压器，再通过第一接触器开关、第二接触器开关和第三接触器开关可实现种匝数组合，组合种数多，且还通过换向电路实现电路的换向，从而能极大的减少自耦变压器的抽头数量及开关数量，在设置较少的抽头和开关数量的情况下，还能实现高精度稳压和宽范围稳压，较少的抽头也使得其制造工艺变得简单，且结构更加可靠。本发明的无触点稳压器由于采用了上述的组合式无触点稳压器主电路，实现了高精度、宽范围的稳压。本发明在满足性能要求的前提下，简化了产品的制造工艺，还提高了稳压器的调节速度，并增强了稳压器的可靠性和工作寿命。附图说明图1是现有的机械补偿式稳压器的主电路原理图；图2是现有的利用可控硅切换自耦变压器的固定抽头来实现稳压的稳压器的主电路原理图；图3是本发明的组合式无触点稳压器主电路原理图；图4是本发明的无触点稳压器的电路原理图。图中附图标记含义：t补偿变压器；tb调压器；tt1第一自耦变压器；tt2第二自耦变压器；k1-k9第一接触器开关；k18-k23第二接触器开关；k10-k17、k24-k28第三接触器开关；kk1第一开关；kk2第二开关；k31第三开关；k41第四开关。具体实施方式下面结合实施例对本发明进一步描述。如图3所示为本实施例的组合式高稳压精度的无触点稳压器主电路，其包括补偿变压器t、第一自耦变压器tt1、第二自耦变压器tt2、第一接触器开关k1-k9、第二接触器开关k18-k23、第三接触器开关k10-k17、k24-k28和换向电路。第一自耦变压器tt1上设有分别位于两端的两个第一引出端子和位于两个第一引出端子之间的m个第一抽头，两个第一引出端子分别与第一自耦变压器tt1的主线圈的两端连接，两第一引出端子和m个第一抽头分别通过第一接触器开关k1-k9以并联形式与一条第一并联导线连接。第二自耦变压器tt2上设有分别位于两端的两个第二引出端子和位于两个第二引出端子之间的n个第二抽头，两个第二引出端子分别与第二自耦变压器tt2的主线圈的两端连接，两个第二引出端子和n个第二抽头分别通过第二接触器开关k18-k23以并联形式与一条第二并联导线连接。在第一并联导线上和第二并联导线上每两个相邻的连接点之间均设有第三接触器开关k10-k17、k24-k28，第一并联导线的两端与第二并联导线的两端分别连接，第二自耦变压器tt2的主线圈的两端分别通过换向电路与补偿变压器的初级绕组连接，通过换向电路实现电路的正方向变换，从而切换电压的正补偿和负补偿。m个第一抽头将第一自耦变压器tt1分隔成m+1个匝数段，每个匝数段的匝数根据设计需要而定，相邻的匝数段间的匝数并不完全一致，通过控制第一接触器开关k1-k9和第三接触器开关k10-k17的开启和关闭可形成种匝数组合。n个第二抽头将第二自耦变压器tt2分隔成n+1个匝数段，每个匝数段的匝数根据设计需要而定，相邻的匝数段间的匝数并不完全一致，通过控制第二接触器开关k18-k23和第三接触器开关k24-k28的开启和关闭可形成种匝数组合。那么在第一自耦变压器tt1和第二自耦变压器tt2相互连接组合后，即可形成种匝数组合，通过优选匝数配合，并排除相同项后，可以使得由这种匝数组合得到的有序匝数组合中，每相邻两项之间电压差小于所需满足最小精度的要求，从而可以保证通过匝数组合可以实现自耦变压器输出电压对精度要求的全范围覆盖。本实施例的换向电路包括第一开关kk1、第二开关kk2、第三开关kk3和第四开关kk4，第一开关kk1、第二开关kk2、第三开关kk3和第四开关kk4依次头尾相连，第二自耦变压器tt2的主线圈的一端与第一开关kk1和第三开关kk3之间的连接线连接，另一端与第二开关kk2和第四开关kk4之间的连接线连接，补偿变压器的初级绕组的一端与第一开关kk1和第二开关kk2之间的连接线连接，另一端与第三开关kk3和第四开关kk4之间的连接线连接。换向电路通过第一开关kk1、第二开关kk2、第三开关kk3和第四开关kk4的组合来调整正补偿电压或负补偿电压，如：第二开关kk2、第三开关kk3闭合，第一开关kk1、第四开关kk4断开为正补偿；那么相应的第一开关kk1、第四开关kk4闭合，第二开关kk2、第三开关kk3断开为负补偿。本实施例的第一接触器开关k1-k9、第二接触器开关k18-k23、第三接触器开关k10-k17、k24-k28、第一开关kk1、第二开关kk2、第三开关kk3和第四开关kk4均为接触器常开触点。如图4为本实施例的利用上述的组合式高稳压精度的无触点稳压器主电路实现稳压的无触点稳压器，其包括无触点稳压器主电路、输出采样电路、比较器和控制电路。无触点稳压器主电路的补偿变压器的次级绕组串联在需稳压的电路的火线上。输出采样电路并联在需稳压的电路的输出端处，采集需稳压的电路的输出端的电压。比较器与输出采样电路连接，比较器接收输出采样电路采取的电压信号，将接收的电压信号与其内设定的额定电压进行比较，得到需要的补偿电压，将比较得出的结果信号从其结果信号输出端输出。控制电路与比较器的结果信号输出端连接，接收比较器的结果信号，还与第一接触器开关k1-k9、第二接触器开关k18-k23和第三接触器开关k10-k17、k24-k28连接，控制换向电路的换向，控制第一接触器开关k1-k9、第二接触器开关k18-k23和第三接触器开关k10-k17、k24-k28的打开和关闭，可实现根据比较器得出的结果信号，控制换向电路、第一接触器开关k1-k9、第二接触器开关k18-k23和第三接触器开关k10-k17、k24-k28，从而获得需要的补偿电压。本实施例的无触点稳压器还包括用于保护其电路的保护电路。如下为m＝7、n＝4时的具体技术方案：此时，第一自耦变压器tt1仅有7个第一抽头，主线圈被分隔成8个匝数段，分别为n1-n8。第二自耦变压器tt1仅有4个第二抽头，主线圈被分隔成5个匝数段，分别为n9-n13。当稳压范围要求输入电压为220v±20％(176v-264v)，稳压精度要求输出电压为220v±5‰(±1v)，根据要求，将补偿变压器t的变比设计为4.89，第一自耦变压器tt1的主线圈的两端接于需稳压的电路的输出侧零线和火线上，因此第一自耦变压器tt1的主线圈电压为220v，将第一自耦变压器tt1的总匝数设计为220匝。第二自耦变压器tt2的主线圈的两端与换向电路连接，总匝数也设计为220匝。为满足性能要求，所选择的匝数组合如下表1和表2所示：表1第一自耦变压器tt1匝数组合匝数段n1n2n3n4n5n6n7n8匝数202010510934915表2第二自耦变压器tt2匝数组合匝数段n9n10n11n12n13匝数44111837110选用上表1和表2所示的匝数组合，通过对接触器开关的控制，就可以实现在输入电压在176v-264v范围内波动时，保持输出电压为220±1v的精度。当输入电压为176v-220v时，需要补偿变压器t提供正补偿电压，此时换向开关状态为：第二开关kk2和第三开关kk3闭合，第一开关kk1和第四开关kk4断开。当输入电压为220v-264v时，需要补偿变压器t提供负补偿电压，此时换向开关状态为：第一开关kk1和第四开关kk4闭合，第二开关kk2和第三开关kk3闭合断开。通过以上方式实现正负补偿电压的转换，而对于具体的0v-44v的补偿电压值，接触器开关的控制策略列表如下表3：表3稳压器控制策略表例如，当输入电压为176v时，此时需要补偿的电压值为220-176＝44v，需要正补偿电压，按照上述控制策略，需要闭合的接触器开关分别为：第二开关kk2、第三开关kk3、第一接触器开关k4、第一接触器开关k7、第三接触器开关k10-k12、第三接触器开关k16-k17、第二接触器开关k22-k23、第三接触器开关k24-k27，其余的接触器开关均为断开，结合表1和表2中的匝数组合可知，此时第一自耦变压器tt1接入次级的匝数为n4+n5+n6＝108匝，总匝数为220匝，因此，此时的第一自耦变压器tt1变比为由于第一自耦变压器tt1的主线圈接于需稳压的电路的输出侧，故此时第一并联导线两端之间的电压为108v。第二自耦变压器tt2的主线圈通过换向电路与补偿变压器的初级绕组连接，次级接入的匝数为n13＝110匝，总匝数为220匝，因此此时自耦变tt2变比为次级电压为108v，因此，此时第二自耦变压器tt2的主线圈两端电压为108×2＝216v。该电压经过补偿变压器t的电压变换，得到补偿电压为与需求值44v仅相差0.17v。由此可见，本发明所述无触点稳压器既能满足220v±20％稳压范围的要求，也能满足220v±5‰的稳压精度要求。而且自耦变压器的抽头数量少，制造工艺简单，极大提高了稳压器的可靠性。本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。当前第1页12