单相和三相斩波工变补偿交流稳压电源的制作方法
【专利摘要】单相和三相斩波工变补偿交流稳压电源，它由1个或3个工频补偿变压器、滤波电容、滤波电感、2个或6个主控双向全控电子开关、2个或6个续流双向半控电子开关及其控制电路组成，它与单相或三相智能无触点补偿式交流稳压电源相比：用2块或6块IGBT功率模块替代5块或15块晶闸管模块，因此，功率模块由单相7块或三相21块减少为单相4块或三相12块，模块总成本降低。用单相1个或三相3个初级带有中心抽头的工频补偿变压器替代了单相2个或三相6个工频变压器(调压和补偿变压器各3个)，变压器总成本也大幅降低，利润高，並且精度超越智能型，可达到1级精度，它是现有智能型无触点补偿式交流稳压电源的更新换代产品，有很大经济效益和社会效益。
【专利说明】单相和三相斩波工变补偿交流稳压电源
[0001][一]【技术领域】本设计涉及斩控式交流调压电源，尤其是涉及到用工频变压器补 偿电压，双主控双向电子开关和双续流电子开关的斩控交流调压稳压电源。
[0002] [二]【背景技术】智能型无触点补偿式交流稳压电淋是为克服炭刷调压稳压电源 存在有触点和反应速度慢等缺陷而推出的新产品，目前有很多单位在生产这类交流稳压电 源，这类交流稳压电源，单相使用一个带有六个抽头，其中有一个中心抽的调压变压器，和 一个补偿变压器，七块晶闸管做自动切换调压控制，电路结构决定它可以做到快速反应和 不连续跳跃式调压，不能做到连续无级调压，因此，稳压精度就无法做得高。如何做到连续 无级电子调压稳压，又不使补偿式交流稳压电源成本不增大，是交流稳压电源界需要解决 的大难题。
[0003] [三]
【发明内容】
本发明的目的是用2块主控全控双向模块和2块续流模块组成的 交流斩波连续无绂调压电路，替代智能型无触点补偿式交流稳压器中的多抽头调压变压器 和7块晶闸管模块，这样就能节省摸块总成本和调压变压器材料成本，不但能做到无触点 连续无级调压稳压提高精度等性能，而且还可降低交流稳压器制造成本和提高利润。
[0004] 本设计的单相和三相斩波工变补偿交流稳压电源，它由1个或3个工频补偿变压 器（B)、滤波电容、滤波电感、2个或6个主控双向电子开关（S1、S3或S1A、S3A、SIB、S3B、 SIC、S3C)、2个或6个续流双向电子开关（S2、S4或S2A、S4A、S2B、S4B、S2C、S4C))及其控 制电路组成，每个主控双向电子开关由2个带阻尼整流二极管的2个三极管组成，每个续流 双向电子开关是由2个反向并联的单向晶闸管组成，其特征在于：单相交流稳压电源结构 是第1交流输入端（2)与工频补偿变压器（B)次级绕组（W2) -端、滤波电容（C3) -端、主 控双向电子开关（S1) -端、主控双向电子开关（S3) -端连接，第2交流输入端（1)与第2 交流稳压输出端、滤波电容（C3)另一端、续流双向电子开关（S2) -端、续流双向电子开关 (S4) -端、滤波电感（L) 一端连接，主控双向电子开关（S1)另一端（5)与续流双向电子开 关（S2)另一端、滤波电容（C1) 一端、工频补偿变压器初级绕组（W11) -端连接，主控双向 电子开并（S3)另一端（7)与续流双向电子开关（S4)另一端、滤波电容（C2) -端、工频补 偿变压器初级绕组（W12) -端连接，滤波电感（L)另一端（8)与滤波电容（C1)另一端、滤 波电容（C2)另一端、工频变压器两个初级绕组（Wll、W12)的另一端连接，第1交流稳压输 出端（3)与工频补偿变压器次级绕组（W2)另一端连接，，三相交流稳压电源由上述3个单 相交流稳压电源星形连接组成。
[0005] 本设计的单相交流稳压电源有1个交流输入端（2)、1个交流稳压输出端（3)和1 个交流输入和交流稳压输出的公共端（1)、控制2个主控双向全控电子开关（SI、S2)，就达 到输出电压稳定的单相交流稳压电源。2个主控双向电子开关（S1、S3)是由2个整流管和 2个全控器件组成的双向全控电子开关，或者由4个整流管和1个全控器件组成的双向全控 电子开关。
[0006] 本设计的三相交流稳压电源是由3个相同的单相交流稳压电源连接成星形，有1 个交流输入和交流稳压输出公共零端（N)，3个三相交流输入端（Al、Bl、C1)和3个三相交 流稳压输出端（A2、B2、C2)，能同时输出三相380V交流稳定电压和三个有公共零线（N)的 单相220V交流交流稳定电压，用调节6个主控双向全控电子开关（S1A、S3A、S1B、S3B、S1C、 S3C)中的全控器件的斩控通断比调节补偿电压大小，达到输出电压稳定的三相交流稳压电 源。
[0007] [四]【专利附图】
【附图说明】附图1是本发明的单相斩波工变补偿交流稳压电源主电路。附 图2是本发明的三相斩波工变补偿交流稳压电源主电路。
[0008] [五]【具体实施方式】由附图1可知：由2个带二极管（D1、D2)的三极管（V1、V2) 组成主控双向电子开关（S1)，由另2个带二极管（D3、D4)的三极管（V3、V4)组成另一个主 控双向电子开关（S3)，由2个单向晶闸管（V5V6)组成续流电子开关（S2)，由另2个单向晶 闸管（V7、V8)组成另1个续流电子开关（S4)。滤波电容（C3)是为减少斩波交流调压电路 的谐波进入电网而设置。电路工作原理如下：
[0009] 由主控双向电子开关（S1)和续流双向电子开关（S2)组成斩波交流调压电路，斩 波电压经电感（L)和电容（C1)滤波获得工频电压，给工频补偿变压器⑶初级绕组（W11) 供电，次级绕组（W2)感应电压与交流输入2端（1、2)电压反串联，抵消高于交流稳压输出2 端（1、3)的交流输入电压，达到输出电压的稳定。由另1个主控双向电子开关（S3)和另1 个续流双向电子开关（S4)组成另1个斩控交流调压电路，输波电压经电感（L)和电容（C2) 滤波获得工频电压，给工频补偿变压器（B)初级绕组（W12)电压，次级绕组（W2)感应电压 与交流输入2端（1、2)电压正向串联，补偿交流输出2端（1、3)的电压不足，达到输出电压 的稳定。在交流输入2端的电压等于交流稳压输出2端的电压时，只要将2个续流电子开 关（S2、S4)零触发导通，工频变压器次级绕组（W2)上电压降为零，补偿电压也为零。它就 相当于单相智能型补偿交流稳压电源中的第7个旁路晶间管模块。
[0010] 对比智能型补偿式交流稳压器和本发明的补偿式交流稳压器电路图可知：两者所 使用模块电流容量相同，本发明减少了 3块模块，由于同规格的IGBT模块一艘只比单向晶 间管模块价格高1，5倍，因此，2块IGBT模块的总价肯定比5块单向晶间管模块低很多，因 此，本发明单相稳压电路所用4块模块的总价格比知能型7块模块总价低很多。本统明的 补偿变压器的容量与知能型相同，但多了一级初级绕组，需要增加初级绕组用銅量，但由于 本发明节省1个多抽头调压变压器，本发明的1个补偿变压器的材料成本，远低于智能型2 个变压器的材料成本。因此，本发明不但在控制精度高等方面的技术性能获得大幅度提高， 而且更重要的是节约原材料成本，提高利润，更受生产单位的欢迎，它就必将替代智能型补 偿式交流稳压器。
[0011] 由附图2可知：本发明的三相斩波工变补偿交流稳压电源是由附图1所示的3个 单相斩波工变补偿交流稳压电淋主电路星形连接而成的主电路，它有1个交流输入和交流 稳压输出公共零端（N)，3个三相交流输入端（A1、B1、C1)和3个三相交流稳压输出端（A2、 B2、C2)，能同时输出三相380V交流稳定电压和有公共零线（N)的三个单相220V交流交流 稳定电压，用调节6个主控双向全控电子开关（S1A、S3A、S1B、S3B、S1C、S3C)中的全控器件 的斩控通断比调节补偿电压大小，达到输出电压稳定的三相交流稳压电源。三相交流稳压 电源的工频补偿变压器可以是3个单相工频补偿变压器，也可以是1个初级绕组和次级绕 组星形连接的三相工频补偿变压器。
[0012] 本发明具有成本低、功率因数高、谐波少、连续无级、无触点、精度高等优点，是现 有智能无触点交流稳压器和炭刷调节的交流稳压电源更新换代产品。
【权利要求】
1. 单相和三相斩波工变补偿交流稳压电源，它由1个或3个工频补偿变压器（B)、滤波 电容、滤波电感、2个或6个主控双向电子开关（S1、S3或S1A、S3A、SIB、S3B、SIC、S3C)、2 个或6个续流双向电子开关（S2、S4或S2A、S4A、S2B、S4B、S2C、S4C))及其控制电路组成， 每个主控双向电子开关由2个带阻尼整流二极管的2个三极管组成，每个续流双向电子开 关是由2个反向并联的单向晶闸管组成，其特征在于：单相交流稳压电源结构是第1交流输 入端（2)与工频补偿变压器（B)次级绕组（W2) -端、滤波电容（C3) -端、主控双向电子开 关（S1) -端、主控双向电子开关（S3) -端连接，第2交流输入端（1)与第2交流稳压输出 端、滤波电容（C3)另一端、续流双向电子开关（S2) -端、续流双向电子开关（S4) -端、滤 波电感（L) 一端连接，主控双向电子开关（S1)另一端（5)与续流双向电子开关（S2)另一 端、滤波电容（C1) 一端、工频补偿变压器初级绕组（W11) -端连接，主控双向电子开并（S3) 另一端（7)与续流双向电子开关（S4)另一端、滤波电容（C2) -端、工频补偿变压器初级绕 组（W12) -端连接，滤波电感（L)另一端⑶与滤波电容（C1)另一端、滤波电容（C2)另一 端、工频变压器两个初级绕组（W11、W12)的另一端连接，第1交流稳压输出端（3)与工频补 偿变压器次级绕组（W2)另一端连接，，三相交流稳压电源由上述3个单相交流稳压电源星 形连接组成。
2. 根据权利要求1所述的单相和三相斩波工变补偿交流稳压电源，其特征在于：单相 交流稳压电源有1个交流输入端（2)、1个交流稳压输出端（3)和1个交流输入和交流稳压 输出的公共端（1)、控制2个主控双向全控电子开关（S1、S2)，就达到输出电压稳定的单相 交流稳压电源。
3. 根据权利要求2所述的单相和三相斩波工变补偿交流稳压电源，其特征在于：所述 的2个主控双向电子开关（S1、S3)是由2个整流管和2个全控器件组成的双向全控电子开 关。
4. 根据权利要求2所述的单相和三相斩波工变补偿交流稳压电源，其特征在于：所述 的2个主控双向电子开关（S1、S3)是由4个整流管和1个全控器件组成的双向全控电子开 关。
5. 根据权利要求1所述的单相和三相斩波工变补偿交流稳压电源，其特征在于：三相 交流稳压电源是由3个相同的单相交流稳压电源连接成星形，有1个交流输入和交流稳压 输出公共零端（N)，3个三相交流输入端（Al、Bl、C1)和3个三相交流稳压输出端（A2、B2、 C2)，能同时输出三相380V交流稳定电压和三个有公共零线（N)的单相220V交流交流稳定 电压，用调节6个主控双向全控电子开关（S1A、S3A、S1B、S3B、S1C、S3C)中的全控器件的斩 控通断比调节补偿电压大小，达到输出电压稳定的三相交流稳压电源。
【文档编号】H02M5/257GK104124875SQ201410397377
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月6日 优先权日:2014年8月6日
【发明者】龚秋声 申请人:龚秋声