專利名稱：自動(dòng)交流調(diào)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)交流調(diào)壓器，屬電力配電附屬裝置，它由自動(dòng)控制環(huán)節(jié)和電壓調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)兩部分組成。
交流電源常因負(fù)載變動(dòng)、負(fù)載性質(zhì)不同、季節(jié)變換等諸多原因，而引起電源電壓在一個(gè)很大范圍內(nèi)變化，而這對(duì)于都是按一定額定電壓設(shè)計(jì)的用電負(fù)載而言，運(yùn)行情況就會(huì)嚴(yán)重惡化，不僅造成用電浪費(fèi)、運(yùn)行效果不佳，而且還會(huì)損害負(fù)載壽命。
針對(duì)上述問(wèn)題，曾有過(guò)多種解決技術(shù)方案，但由于都具有某些缺欠，無(wú)法在實(shí)際中得以廣泛應(yīng)用。例如采用可控硅進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)電路，常因輸出交流電壓的正、負(fù)半周波形不對(duì)稱，負(fù)載電感中有較大直流成份，使感性負(fù)載或元件過(guò)載發(fā)熱，并產(chǎn)生過(guò)大噪聲，波形畸變、有缺口，產(chǎn)生射頻干擾，污染電源，嚴(yán)重時(shí)甚至損壞負(fù)載或元件。而且該種調(diào)節(jié)電路只能降壓、不能升壓，無(wú)法實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)壓的功能，另外它不能超載。
本實(shí)用新型的目的是克服已有技術(shù)的不足，提供一種壽命長(zhǎng)、運(yùn)行性能可靠的自動(dòng)交流雙向調(diào)壓器。
本實(shí)用新型的原理是以補(bǔ)償變壓器T對(duì)負(fù)載輸入電壓進(jìn)行雙向調(diào)節(jié)T的二次線圈與負(fù)載相串聯(lián)，T的一次線圈在以交流電源采樣信號(hào)為輸入的自動(dòng)控制電路控制下工作。當(dāng)電源電壓滿足負(fù)載額定輸入電壓值范圍時(shí)，T的二次線圈上補(bǔ)償電壓值呈0；當(dāng)電源電壓低于負(fù)載額定值下限時(shí)，T的二次線圈上呈一定值的升壓；當(dāng)電源電壓高于負(fù)載額定值上限時(shí)，T的二次線圈即呈同一定值的降壓。這樣即可保證無(wú)論交流電源事實(shí)上是怎樣變化，負(fù)載的真正輸入電壓始終能滿足額定要求的合理變化范圍。
本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)方案如下它也是由自動(dòng)控制環(huán)節(jié)和電壓調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)兩部分組成，其特點(diǎn)在于所述自動(dòng)控制環(huán)節(jié)是由整流電路、直流電壓采樣電路、比較器組、開(kāi)關(guān)電路及繼電器組成。交流電源經(jīng)過(guò)整流電路為采樣電路提供直流電壓信號(hào)，三個(gè)電壓比較器分別取各自的采樣信號(hào)與其設(shè)定的參考電壓相比較，其中調(diào)壓上、下限兩個(gè)比較器的輸出端相或后作為調(diào)壓開(kāi)關(guān)電路的輸入端、換極比較器輸出端直接作為換極開(kāi)關(guān)電路的輸入端，兩個(gè)開(kāi)關(guān)電路輸出端分別串聯(lián)著直流繼電器J2、J1的線圈；所述電壓調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)實(shí)際就是在交流電源為負(fù)載供電回路上串聯(lián)著補(bǔ)償變壓器的二次線圈；上述兩大環(huán)節(jié)之間是靠并接在交流電源兩端的補(bǔ)償變壓器一次線圈來(lái)聯(lián)系的，該線圈的短路、導(dǎo)通及導(dǎo)通極性都由一個(gè)與之相接的觸點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)所控制，而該觸點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的變換是由繼電器J1、J2控制著。
本實(shí)用新型在實(shí)際中，根據(jù)需要，既可對(duì)單相交流電源，亦可對(duì)三相交流電源調(diào)壓；可設(shè)計(jì)成不同容量的補(bǔ)償值，亦可實(shí)現(xiàn)一級(jí)或多級(jí)補(bǔ)償。
考慮到市電的三相交流電源常處于310～420V(380＋10％－20％)、單相交流電源處于180～240V(220V＋10％－20％)，因此本實(shí)用新型可在上述方案基礎(chǔ)上，將補(bǔ)償容量設(shè)計(jì)為負(fù)載容量的10％以下，三相的相補(bǔ)償電壓值取20V、單相的補(bǔ)償電壓值取20V，這樣就可將三相電源電壓調(diào)節(jié)到355～390V(370±5％)、單相電源電壓調(diào)節(jié)到200～220V(210±5％)的允許范圍內(nèi)。


圖1為本實(shí)用新型電路連接框圖。
圖2為本實(shí)用新型用于單相交流電源的電原理圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)如圖1所示，整流電路直接與交流電源相接，然后為直流采樣電路提供直流信號(hào)；比較器3與比較器2的輸出信號(hào)分別控制著調(diào)壓上、下限，比較器1的輸出信號(hào)控制著調(diào)壓極性；補(bǔ)償變壓器T的二次線圈與負(fù)載相串聯(lián)，T的一次線圈受調(diào)壓控制電路控制；當(dāng)交流電源電壓值處于調(diào)壓上、下限之間時(shí)，三個(gè)比較器都無(wú)信號(hào)輸出，則補(bǔ)償變壓器T不工作，交流電源經(jīng)過(guò)T的二次線圈直接為負(fù)載供電；當(dāng)電源電壓低于調(diào)壓下限時(shí)，比較器2即輸出一個(gè)觸發(fā)信號(hào)使開(kāi)關(guān)電路2導(dǎo)通，于是繼電器線圈2吸合，這便引起控制電路的動(dòng)作、使補(bǔ)償變壓器T的一次線圈通電，二次線圈便按設(shè)定值升壓；當(dāng)電源電壓上升到某個(gè)低于調(diào)壓上限的特定值以上時(shí)，比較器1將輸出觸發(fā)信號(hào)使開(kāi)關(guān)電路1導(dǎo)通，于是繼電器線圈1吸合，引起控制電路動(dòng)作、使T的一次線圈電路更換極性；當(dāng)電源電壓再升至高于調(diào)壓上限時(shí)，比較器3將輸出觸發(fā)信號(hào)使開(kāi)關(guān)電路2導(dǎo)通，于是T的一次線圈將通電，而此時(shí)由于該線圈極性已改，所以它將使二次線圈對(duì)負(fù)載產(chǎn)生一個(gè)降壓，如此循環(huán)往復(fù)，即達(dá)到了自動(dòng)雙向調(diào)壓的目的。
圖2是對(duì)圖1的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)電路，電源經(jīng)降壓變壓器T1后，又經(jīng)QL1整流，為直流繼電器J1、J2提供直流電源；電源經(jīng)降壓變壓器T2后，又經(jīng)QL2整流，一路為W1、W2W3三個(gè)并聯(lián)電位器提供采樣電壓，另一路經(jīng)穩(wěn)壓器IC后，為作為比較器的運(yùn)放A1、2、3及用于放大信號(hào)的555時(shí)基電路IC1、2、3提供直流電壓和參考電壓；當(dāng)電源電壓低于200V時(shí)，比較器A2即輸出低電平，IC2即有信號(hào)輸至開(kāi)關(guān)管1IC2輸入端使之導(dǎo)通，于是J2吸合，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，這樣交流接觸器2J2的線圈吸合，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，補(bǔ)償變壓器的一次線圈供電，則二次線圈即產(chǎn)生20V補(bǔ)償升壓。當(dāng)電源電壓為200～220V時(shí)，開(kāi)關(guān)管1IC2截止，J2不吸合，此時(shí)2J2的常閉觸點(diǎn)將補(bǔ)償變壓器T的一次線圈短接，這樣T的二次線圈上補(bǔ)償電壓為0。但當(dāng)電源電壓達(dá)到或超過(guò)215V時(shí)，比較器A1輸出低電平，時(shí)基電路IC1即有信號(hào)輸出，開(kāi)關(guān)管1IC1導(dǎo)通，J1動(dòng)作，使中間交流繼電器1J1吸合，其觸點(diǎn)變換狀態(tài)使T的一次線圈的通電極性改變，但此時(shí)該線圈尚不通電(因2J2未吸合)。當(dāng)電源電壓升到220V以上時(shí)，比較器A3輸出低電平，時(shí)基電路IC3有信號(hào)輸出，開(kāi)關(guān)管1IC2導(dǎo)通，J2吸合，2J2吸合，T的一次線圈通電，由于此時(shí)其極性已改，所以二次線圈所呈補(bǔ)償電壓為降壓20V。反之，當(dāng)電源電壓由高變低時(shí)，變壓器T同樣有著補(bǔ)償作用。
為使本實(shí)用新型能可靠運(yùn)行，當(dāng)電源電壓突然出現(xiàn)220V以上電壓時(shí)，應(yīng)保證J1先吸合、J2再吸合；當(dāng)電源電壓突然出現(xiàn)200V以下電壓時(shí)，應(yīng)保證J2先釋放、J1再釋放。這樣動(dòng)作順序可確保交流中間繼電器1J1不帶負(fù)載切換。為此，在本例中，J2線圈并聯(lián)一延時(shí)電容C20，J1線圈并聯(lián)一延時(shí)電容C10、還并聯(lián)一個(gè)由J1常開(kāi)觸點(diǎn)與延時(shí)電容C11串聯(lián)的支路，這里C20＞C10，C10＋C11＞C20。
與補(bǔ)償變壓器T的一次線圈相連接的2J2常閉、開(kāi)觸點(diǎn)及并聯(lián)的RC支路、變壓器線圈本身都是用以保證T的一次線圈在任何瞬間不會(huì)斷開(kāi)，抑制突變電壓出現(xiàn)；并在該線圈兩端并接一個(gè)白熾燈，利用其低值冷電阻特性來(lái)抑制線圈通、斷電瞬間的電壓變化。
本實(shí)用新型用于三相交流電源時(shí)，需對(duì)每一相負(fù)載都連接一套補(bǔ)償變壓器及其控制觸點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，共用一套自動(dòng)控制環(huán)節(jié)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.控制環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)合理，跟隨電源電壓線性升、降的直流采樣信號(hào)通過(guò)該環(huán)節(jié)控制補(bǔ)償變壓器的一次線圈通、斷電、變換其極性。
2.補(bǔ)償變壓器二次線圈直接串聯(lián)在交流電源為負(fù)載供電的回路中，隨著一次線圈的電特性變化而相對(duì)負(fù)載輸入呈升、降壓的雙向補(bǔ)償狀態(tài)；而且其補(bǔ)償容量?jī)H為負(fù)載容量的百分之幾即可達(dá)到補(bǔ)償要求，屬低耗節(jié)能產(chǎn)品。
3.該調(diào)壓器對(duì)頻率不敏感，同時(shí)因采用大規(guī)模集成電路，本身不產(chǎn)生射頻干擾，對(duì)電源無(wú)污染、抗干擾性能強(qiáng)。它可適用于阻、感、容性各種負(fù)載。
4.該調(diào)壓器可在配電系統(tǒng)中長(zhǎng)期連續(xù)工作，可瞬時(shí)超載，負(fù)載電路無(wú)斷開(kāi)瞬間，補(bǔ)償電壓無(wú)突變且無(wú)波形畸變。
權(quán)利要求1.自動(dòng)交流調(diào)壓器，由自動(dòng)控制環(huán)節(jié)和電壓調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)兩部分組成，其特征是a、自動(dòng)控制環(huán)節(jié)是交流電源經(jīng)過(guò)整流電路，為直流采樣電路提供直流電壓信號(hào)，三個(gè)電壓比較器分別取各自的采樣信號(hào)與其設(shè)定參考電壓相比較，其中調(diào)壓上下限兩個(gè)比較器的輸出端相或后作為調(diào)壓開(kāi)關(guān)電路的輸入端、換極比較器輸出端直接作為換極開(kāi)關(guān)電路的輸入端，兩個(gè)開(kāi)關(guān)電路輸出端分別串聯(lián)著直流繼電器J2、J1的線圈，b、電壓調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)是交流電源為負(fù)載供電的回路上串聯(lián)著補(bǔ)償變壓器的二次線圈，c、上述兩大環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系是在交流電源兩端跨接著補(bǔ)償變壓器的一次線圈，該線圈的短路、導(dǎo)通及導(dǎo)通極性都由一個(gè)與之相接的觸點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)所控制，而該觸點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的變換是由繼電器J1、J2控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)壓器，其特征是設(shè)計(jì)的補(bǔ)償變壓器二次線圈補(bǔ)償電壓。容量為負(fù)載容量的10％以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述調(diào)壓器，其特征是設(shè)計(jì)單相電源的調(diào)壓上限為220V、下限為200V，換極啟動(dòng)值為215V，補(bǔ)償電壓值為20V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述調(diào)壓器，其特征是直流繼電器線圈J2與J1分別并聯(lián)延時(shí)電容C20、C10，在J1線圈上還并聯(lián)一條由J1常開(kāi)觸點(diǎn)與延時(shí)電容C11串聯(lián)的支路，在此C20＞C10、C10＋C11＞C20。
專利摘要本實(shí)用新型系一種自動(dòng)交流調(diào)壓器，采用補(bǔ)償變壓器作為雙向補(bǔ)償調(diào)壓件，由采樣電路、比較器組、開(kāi)關(guān)電路及繼電器電路構(gòu)成自動(dòng)控制環(huán)節(jié)，由補(bǔ)償變壓器二次線圈串聯(lián)在交流電源為負(fù)載供電回路中構(gòu)成調(diào)壓環(huán)節(jié)，所述自控環(huán)節(jié)中繼電器電路控制著補(bǔ)償變壓器一次線圈通、斷電及變換極性、從而引起二次線圈相對(duì)負(fù)載呈一定值升、降補(bǔ)償電壓。
文檔編號(hào)H02M5/02GK2082917SQ90226589
公開(kāi)日1991年8月14日 申請(qǐng)日期1990年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月20日
發(fā)明者舒正芳, 李復(fù)生 申請(qǐng)人:大連新燃鑄造廠