一种交流稳压装置的制作方法

本发明涉及一用于稳定电网供电电压的装置。

背景技术：

随着人们生活水平的提高和家用电器的普及，别是住宅用户的用电量逐年大幅增长，然而厂矿单位、住宅小区、商店等配电线路更新改造速度相对滞后，导致线路末端电压远低于允许范围，同时电压波动很大，电网普遍频繁出现过负荷现象，洗衣机、空调器、电视机等非照明负荷难以正常工作，并对电器设备造成巨大危害。同时，由于新增电气负荷大量采用电动机、压缩机等旋转设备和电力电子装置，对无功功率需求很大，并产生大量高次谐波电流，因而导致低压线路损耗显著增大，整个电网的功率因数低，供电电压波动很大。

解决上述低电压及电压波动大的问题的最佳方案是，在配电网上，直接加装供电电压稳定装置。为低压电网加装电压自动调节装置，可实时自动调节供电电压，使其稳定于标准值，可向用电设备直接提供无功，提高配电网实际输电容量；提高供电变压器运行安全性；大幅度改善由于高压线路雷击、瞬间短路、过负荷等原因造成的电压闪变等异常情况，保护用电设备的安全。

中国专利cn204360256u公开了一种无触点交流稳压器，其采用多绕组变压器及多路晶闸管切换开关来实现稳压功能。该技术为有级调压，同时为实现级差不至于过大，需要很多路晶闸管切换开关，电路复杂，成本高，同时由于晶闸管开关切换速度慢，最快仅为10ms，对于电网的快速电压波动无能为力。尤其是，当其调节输出电压在高位时，如果电网电压发生快速跃升，其输出电压则会因为响应速度慢而产生过电压，危害用电设备安全。

技术实现要素：

本发明的目的是设计一种交流稳压装置，可有效稳定电网供电电压，其具有响应速度快，成本低，可靠性高，维护方便。

本发明所设计的一种交流稳压装置，包括：

一个交流电源输入，包含一号端口1和二号端口2；

一个变压器5，其原边的一端与所述交流电源输入的一号端口1连接，变压器原边的另一端作为本装置的输出端10；

一个单相逆变电路3，其交流侧与所述变压器5副边绕组的一端连接，用于实现将直流电转变为交流电，并通过所述变压器5耦合至原边，进行输出电压的调节；

一个直流滤波电路6，其正、负端分别与所述单相逆变电路3直流侧连接，其中点与所述变压器5副边绕组的另一端连接，用于实现直流电压滤波功能；

一个旁路开关4，与所述变压器5的原边连接，用于本发明装置待机或故障时的保护；

一个交流电压传感器8，其输入端分别与所述交流电源的两个端口连接，用于检测交流电源的电压；

一个直流电压传感器电路7，其输入端与所述直流滤波电路6连接，用于检测直流电压；

一个控制单元9，与所述交流电压传感器8、直流电压传感器电路7连接，并采集交流电源电压、直流电压信号；所述控制单元9还与所述单相逆变电路3相联接，以控制其工作状态；所述控制单元9还与所述旁路开关4联接，以检测或控制其的通断。

本发明所述的交流电源输入，是单相工频交流电源输入。

本发明所述的单相逆变电路3，是包含有两只或两组igbt等半导体功率开关器件构成的一个桥臂。

本发明所述的直流滤波电路6，是包含有两只或两组、由电解电容器或薄膜电容器或超级电容器联接成的电路。

本发明所述的旁路开关4，是由手动开关或者电动开关组成。

本发明所述的控制单元9包含有微控制器(cpu)芯片，所述微控制器存储有可执行代码及数据，可实现对所述单相逆变电路3、旁路开关4的监测及控制。

本发明所设计的一种交流稳压装置，还包括一组并联于所述变压器原边绕组的低通滤波电路15，所述低通滤波电路包含有交流滤波电容器，用于滤除变压器5原边绕组的电流谐波。

本发明所设计的一种交流稳压装置，还包括一组连接于所述单相逆变电路3交流侧及变压器5副边绕组的低通滤波电路13，所述低通滤波电路包含有交流滤波电容器及滤波电感，用于滤除变压器5副边绕组的电流谐波。

本发明所设计的一种交流稳压装置，还包括一组并联于所述变压器副边绕组的电子旁路开关12，所述电子旁路开关是由两只反并联的晶闸管、或由一个二极管单相全桥及一只晶闸管组成，所述电子旁路开关12由所述控制单元9控制，用于本装置故障时的快速旁路。

附图说明

图1是本发明一种交流稳压装置的电气结构图。

图2是本发明一种交流稳压装置的一个实施例图。

具体实施方式

下面结合附图，详细介绍本发明一种交流稳压装置实施及工作过程。

如图1所示，是本发明交流稳压装置的电气结构图。其中交流电源由一号端口1及二号端口2接入，一号端口与变压器5的原边一端串联连接后，由变压器5的原边另一端作为本发明装置的输出。变压器5原边两个端口间并联旁路开关4，用于本发明装置待机或故障时的旁路。

变压器5的副边绕组一端与单相逆变电路3连接，另一端与直流滤波电路6的中点连接，由控制单元9控制单相逆变电路3的工作，使其输出pwm调制电压，施加于变压器5的副边绕组，该电压经变压器5变压后，与一号端口电压串联，在输出端口10产生一个总电压，从而起到调整稳定输出电压的作用。

控制单元9与单相逆变电路3连接，控制其中半导体开关器件的通、断状态，同时检测其工作正常与否。控制单元9同时与交流电压传感器8、直流电压传感器电路7连接，用于检测本发明装置的输入交流电源电压、直流滤波电路6的电压。

图2是本发明交流稳压装置的另一个实施例图，低通滤波电路15并联于变压器5的原边绕组，用于滤除变压器原边的高频脉动电流。图2中电子旁路开关12与变压器5的副边绕组并联，用于本发明装置逆变电路发生故障时的快速旁路。图2中低通滤波电路13是一个lc滤波电路，连接于单相逆变电路3的输出及变压器5的副边绕组之间，用于滤除本发明装置逆变电路产生的脉动电流。图2中单相逆变电路3采用igbt14作为半导体开关器件。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一用于供电电压稳压装置。很多供电线路电压低于允许范围，同时电压波动很大，电网频繁出现过负荷现象，导致线路损耗显著增大，供电合格率低，并对电器设备造成巨大危害，甚至造成很多电气设备无法使用.本发明的交流稳压装置，可有效稳定电网供电电压，具有响应速度快，成本低，可靠性高，维护方便，可有效提高配电网实际输电容量。

技术研发人员：张东胜
受保护的技术使用者：新能动力（北京）电气科技有限公司
技术研发日：2016.09.27
技术公布日：2018.04.03