专利名称：一种高压电力稳压电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压电力稳压电源。
背景技术：
近几十年来，随着现代工业技术的发展，大型供电设备以及通信设备等应用场合急速增加，这些设备对供电质量的要求越来越高，采用由交流电网直接供电而不采取任何措施的方式已不能满足需要，使得国内外交流稳压电源技术发展飞速，势头迅猛。随着国内交流稳压电源技术不断改进，交流稳压器在工矿企业、交通运输、邮电通讯、国防科研等许多方面得到了广泛应用。其主要用作平滑无级调节电压的调压电源或稳定电压的稳压电源。经过多年发展，交流调压和稳压电源已成为电源技术的一个重要分支，但目前主要是在 380V以下的交流稳压，高压电力稳压电源研究和应用国内还处于起步阶段。(一)380V以下的交流稳压的稳压形式1.铁磁谐振式交流稳压器利用铁磁饱和元件与谐振电容组合后具有恒压伏安特性而制成的交流稳压装置。 磁饱和式是这种稳压器的早期典型结构。它结构简单，制造方便，工作可靠，输入电压允许变化范围宽。但输出波形失真较大，稳定度不高，称为非线性交流稳压器。近年发展起来的稳压变压器，也是借助电磁元件的非线性实现稳压功能的电源装置。它与磁饱和式稳压器的区别在于磁路结构形式的不同，而基本工作原理则相同。这种铁磁谐振的实用价值在于不用很大的输入电流就能使电感饱和，从而克服了稳压电路从电网吸取电流过大的缺点。 它在一个铁心上同时实现稳压和变压双重功能，所以优于普通电源变压器和磁饱和稳压
ο2.磁放大器式交流稳压器它是由自祸变压器，磁放大器，电子检测，控制回路等部分组成。利用电子线路改变磁放大器的阻抗以稳定输出电压的装置。其电路形式可以是线性放大，也可以是脉宽调制等。这类稳压器具有反馈控制作用，所以稳定度高，输出波形好，称为线性交流稳压器。但因采用惯性较大的磁放大器，所以该种交流稳压器反应慢一些，恢复时间长。3.动式交流稳压器通过改变变压器滑动接点位置，来使输出电压获得稳定的装置，它由控制电路控制一个伺服电机，带动调压器进行电压自动调整的交流稳压器。这类稳压器效率高，输出电压波形好，对负载性质无特殊要求。但由于存在变压器滑点机械摩擦及滑点连接处打火等问题，长时间工作会使滑点磨损，且稳压过程恢复时间较长。4.补偿式交流稳压器该种稳压器又称部分调整式稳压器。补偿变压器的附加电压串接在电源与负载之间，随着输入电压的高低，用连续式的伺服电动机带动补偿变压器滑点的移动或通过算法改变变压器初级线圈匝数来改变附加电压的大小或极性，把输入电压高出的部分电压减去，把输入电压不足的部分电压加上，以达到稳定输出电压的目的。通常补偿变压器容量仅为输出功率的1/7左右，因此这类稳压器具有结构简单、造价低廉的优点，但稳定度不高， 精度较差而且补偿变压器的滑点容易损坏。为了实现交流高压稳压系统，国内目前主要研究采用380V交流稳压电源技术中的动式交流稳压器与补偿式交流稳压器的稳压方式的改进，以适应电压等级的提高，主要是采用变压器的分接头改变以达到电压的调节，但有触点稳压电源在换档开路时输出端会产生瞬间电压跌落，且不能连续进行电压调节，动态响应速度慢及维护难等缺点，应用范围受到很大局限。国内无触点高压电力稳压器的研究研究起步较晚，大连电源技术有限公司、 河南舞钢规划设计研究所等也只在做有关的技术研究，国内还没有形成产品生产能力，也没有查到相关应用研究报告。国外高压电力稳压电源研究较早，像Spellman、Classman等高压电源公司已生产出小型化、高效化、智能化的高压电力稳压电源，但主要用作设备测试时的高压电源，容量较小，价格比较昂贵，还没有应用于实际供电系统中。目前工业上对6KV、10KV的电源稳压采用的主要技术手段是通过变换变压器的档位来进行电压的调整。这种调压方式的稳压精度较低，不能连续调压，且换档开路时输出端会产生瞬间电压跌落，对生产安全和产品质量产生重大隐患。
实用新型内容本实用新型其目的就在于提供一种高压电力稳压电源，具有谐波容易滤除，滤波器成本较低，输出波形畸变小，不产生谐波增量的特点，达到了以低压控制高压的目的，提高了系统的可靠性。实现上述目的而采取的技术方案，包括输入电压端的补偿变压器，输出电压端设有采样单元变压器，所述的采样单元变压器二次端连接交流调压模块，交流调压模块输出端连接补偿变压器的二次端，所述的交流调压模块并联推动整形变压器。与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果。本实用新型采用了在高压回路中串接补偿变压器的结构设计，通过高压取样，低压调整，再补偿高压，以低压控制高压，从而稳定高压供电系统输出电压，整个调压过程响应速度快，无电压突变和波形畸变，不产生谐波增量，是一个纯绿色过程，具有谐波容易滤除，滤波器成本较低，输出波形畸变小，不产生谐波增量的特点，达到了以低压控制高压的目的，提高了系统的可靠性。
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。
图1为本装置电原理示意图。图2为本装置实施例电原理示意图。
具体实施方式
包括输入电压Ui端的补偿变压器BT1，如图1所示，输出电压U。端设有采样单元变压器BA，所述的采样单元变压器BA 二次端连接交流调压模块，交流调压模块输出端连接补偿变压器BTl的二次端，所述的交流调压模块并联推动整形变压器AT。所述的交流调压模块输出端设有旁路单元。[0022]所述的补偿变压器BTl和交流调压模块设有若干组，每组之间并联连接。所述的交流调压模块为无触点交流无极纯正弦波分极斩波调压模块。本装置为无触点补偿式高压电力稳压电源，不仅应用于军工航天、通信行业、钢铁、石化、矿山等领域要求供电质量较高的行业，满足设备供电电压稳定要求，而且在变压器的制造过程中可与高压电力稳压设备结合在一起，构成变压、稳压一体机，应用在路灯照明、LED照明、体育场馆、会议中心、博览中心、歌剧院、商业设施等场所，起到用电安全保障和节能效果，使用变压、稳压一体机的城市路灯照明系统，可按季节和纬度及要求来调节并稳定路灯照明系统的电压和工作时间，降低灯具和线路的工作温度，在不影响正常照明的同时，极大限度地节约能源，保护照明设备，经过试验表明，使用变压、稳压一体机的城市路灯照明系统的用电量减小20-30%，节能效益和市场应用前景很好。其技术原理为采用“无触点交流无极纯正弦波分极斩波调压模块”作为高压电力稳压电源的主控单元。当输入电压Ui波动或因负载变化而引起输出电压U0变化时，通过采样单元获取反馈电压信号，经交交调压模块内部控制电路与其设定的Usc基准电压比较后，主控单元输出控制信号给调压芯片，调压芯片配合BT1、ATl产生一个极性和大小不同的补偿电压Δ U。当输入电压Ui波动或因负载变化而引起输出电压U0降低时，产生的补偿电压Δ U与输入电压Ui同极性，U。=Ui+AU，使输出电压U。升高。反之，当输入电压Ui 波动或因负载变化而引起输出电压U。升高时，产生的补偿电压Δ U与输入电压Ui反极性， U0=Ui- Δ U,使输出电压U0降低，这样就达到了稳定输出电压U0的目的。电力电子器件只在低压补偿电路的AT中使用，在高压侧的电路中的BT不使用电力电子器件，降低了谐波抑制成本，考虑到正弦波的对称性，这种方式所产生谐波容易滤除，滤波器成本较低，输出波形畸变小，不产生谐波增量，达到以低压控制高压的目的，提高了系统的可靠性。高压设备一般容量都比较大，本装置中采用多级补偿分流控制。如BTl- ΒΤΝ，Ν是指补偿级数，依据需要补偿的容量和单级交交调压模块参数来确定，通过这种方式可把每级补偿的容量降低到总补偿容量的1/Ν，大大降低了每一级的补偿电流，达到了以小控大的目的，提高了系统的可靠性和稳定性。实施例如图2所示，在输入电压U相、V相和W相端设有补偿变压器BT1U、BT1V 和BT1W，输出电压U。端设有采样单元变压器BT2U、BT2V和BT2W，采样单元变压器BT2U、BT2V 和BT2W 二次端连接U相自动调压控制单元、V相自动调压控制单元和W相自动调压控制单兀。通过本项目的实施，进一步优化交流纯正弦波无极调压模块的控制算法，通过微机控制器的查表和在线计算相结合，解决了 6-10KV高压稳压中的性快速无极调压的技术问题，其稳压精度、响应时间、波形畸变、可靠性等方面满足设备用电要求。
权利要求1.一种高压电力稳压电源，包括输入电压Ui端的补偿变压器(BT1)，其特征在于，输出电压U。端设有采样单元变压器(BA)，所述的采样单元变压器(BA) 二次端连接交流调压模块，交流调压模块输出端连接补偿变压器(BTl)的二次端，所述的交流调压模块并联推动整形变压器(AT)。
2.根椐权利要求1所述的一种高压电力稳压电源，其特征在于，所述的交流调压模块输出端设有旁路单元。
3.根椐权利要求1或2所述的一种高压电力稳压电源，其特征在于，所述的补偿变压器 (BT1)和交流调压模块设有若干组，每组之间并联连接。
4.根椐权利要求1所述的一种高压电力稳压电源，其特征在于，所述的交流调压模块为无触点交流无极纯正弦波分极斩波调压模块。
专利摘要一种高压电力稳压电源，包括输入电压端的补偿变压器，输出电压端设有采样单元变压器，所述的采样单元变压器二次端连接交流调压模块，交流调压模块输出端连接补偿变压器的二次端，所述的交流调压模块并联推动整形变压器。具有谐波容易滤除，滤波器成本较低，输出波形畸变小，不产生谐波增量的特点，达到了以低压控制高压的目的，提高了系统的可靠性。
文档编号H02J3/01GK202221895SQ20112030249
公开日2012年5月16日 申请日期2011年8月19日 优先权日2011年8月19日
发明者王贤长 申请人:王贤长