零电流无弧切换式调压稳压装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种零电流无弧切换式调压稳压装置，其补偿变压器的次级绕组串接于电源与负载之间；其初级绕组的两个端部抽头均各通过若干个切换开关接至电源的零线及其相线；所述初级绕组的其中至少一个端部抽头，与其接至电源零线和／或相线的切换开关之间，还包括有第一电子开关。由于本实用新型专利技术的调压稳压切换是在切换开关所在线路零电流的情况下进行，故能真正实现无弧切换；同时，与现有技术相比，分相调压稳压切换时不会对其它两相产生干扰；并且，结构更简单，便于降低整机制造成本及运行维护费用。本实用新型专利技术调节精度高、应变迅速、效率高，稳压效果好，并可供任何单相三相需要调压稳压的各类型负载使用，适用于现有电网所有电压等级。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种交流调压稳压装置，更具体地说，是涉及一种零电流无弧切换式调压稳压装置。
技术介绍
交流稳压装置广泛应用于工业自动化，成套设备、道路节能照明、数控机床、轻纺、医疗、宾馆、广播电视、通讯设备等各种需要稳定的交流电源供电的场合。 常用的交流稳压器以补偿式较多，是利用连接在主回路上的补偿绕组产生的电压和输入电压叠加得到稳定输出电压。此类调压稳压电路多通过补偿变压器上初级绕组的不同绕组线圈的投切，利用初级侧工作绕组和次级绕组的变比关系，或者通过调整初级绕组上所加电压的方式，提供双向多档的电压补偿，从而实现调压稳压的目的。但是，在进行档位投切过程中，如果线路设计不周，切换开关的触头间容易产生飞弧，轻则容易缩短开关的使用寿命、重则甚至可能导致线路短路。 中国专利200410013162.5公开了一种无弧补偿式单相调压稳压装置，它在负责补偿变压器初级绕组的线圈各抽头间切换的继电器(J2与J4)和负责相线与零线间换相切换的继电器(J1与J3)的触点产生切换动作之前，控制电源输入相线的继电器(J5)触点先切断控制电路的电源若干时间后，负责补偿变压器初级绕组的线圈各抽头间切换的继电器(J2与J4)和负责相线与零线切换的继电器(J1与J3)才动作，并且待各个继电器(J1-J4)完成切换后，控制电源输入相线的继电器(J5)再接通电源线。该方案使得继电器J1-J4的两端触点能在无电压差的情形下切换，即零压切换，从而实现无压无弧切换调压稳压的目的。 可是，我们在实践中还发现即便继电器两端触点间不存在电压差，但如果线路中因种种原因还存在有电流，则继电器触头间仍然可能发生飞弧现象。以常见的补偿式交流稳压器为例，在开关切换瞬间，补偿变压器次级绕组往往因带有负载而使次级回路中仍然存在有电流，该电流会通过铁芯在初级绕组处于零档短接状态时感应出相应的磁场平衡电流。该磁场平衡电流在开关切换时，也会造成继电器触头间的飞弧。
技术实现思路
本技术的目的，即在于提供一种适用于现有电网所有电压等级的零电流无弧切换式调压稳压装置。与现有技术相比，本技术能使线路开关在零电流下进行调压稳压切换，更能有效避免飞弧现象的发生。 本技术所述零电流无弧切换式调压稳压装置，包括有补偿变压器及控制电路；所述补偿变压器的次级绕组串接于电源与负载之间，其初级绕组的两个端部抽头均各通过若干切换开关接至电源的零线及其相线；其特征在于所述初级绕组的其中至少一个端部抽头，与其接至电源零线或相线的各切换开关之间，还包括连接有第一电子开关；该第一电子开关为功率电子开关器件，例如可采用一个固态继电器、或者一个双向可控硅、或者两个反向并联的单向可控硅、IGBT、MOS器件等。上述方案优选地，仅在初级绕组的其中一个端部抽头与其接至电源零线或相线的各切换开关之间，设置有第一电子开关。 上述装置的控制方法为 1)对装置输入、输出侧电压进行检测、采样； 2)采样得到的输出电压值与目标值进行比较； 3)通过所述切换开关将所述补偿变压器初级绕组接至同相或异相电压、或线电压，在所述次级绕组两端获得方向及大小合适的补偿电压； 其特别之处在于需要补偿电压时，在上述切换开关进行换档切换前，先使该第一电子开关断开；在上述切换开关完成换档切换后，再使该第一电子开关恢复至闭合状态。 这样做的目的在于先用第一电子开关将初级绕组侧的电流通路断开，再对相应的负责完成电压补偿任务的切换开关进行投切；待切换开关的投切完成后，再闭合第一电子开关，使初级绕组侧的电流通路恢复至闭合状态。藉此，本技术方案克服了无电压状态下零档切换时，当次级绕组(带负载)有电流的情况下，初级绕组因产生相应的磁场平衡电流而导致非零电流状态下飞弧切换的缺点。 作为对上述零电流无弧切换式调压稳压装置的进一步优化，所述补偿变压器还包括有独立的辅助绕组；该辅助绕组的两个端部抽头间，串联连接有电阻及第二电子开关。与第一电子开关一样，该第二电子开关可为一个固态继电器、或者一个双向可控硅、或者两个反向并联的单向可控硅、或者其它的功率电子开关器件。当然，初级绕组的两个端部抽头间，串联连接有电阻及第二电子开关也是可以的，只是设计耐压要高。 对应的该优化装置的控制方法增加如下步骤补偿电压时，在上述第一电子开关断开前，先闭合该第二电子开关；在所述第一电子开关闭合后，再断开该第二电子开关。 在此，该辅助绕组起磁场平衡并电流续流的作用，以避免切换过程中初级绕组断开后、次级绕组转而进入电抗器工作状态并进而导致负载侧电压大大降低。而且，如果没有此辅助绕组及其回路，由于次级绕组在进入电抗器工作状态后，其两端产生较大的电压降，通过铁芯就会在初级绕组两端感应出极高的电压；该极高电压由于远高于线路中可控硅的设计耐压，极可能导致烧坏可控硅。 由于该辅助绕组为短时工作制(一般约为0.1ms左右)，所以其匝数及线径可以比其它两绕组小很多，因而并不会明显增加整个装置的成本。 为增加调压稳压范围及精度，在上述零电流无弧切换式调压稳压装置补偿变压器的初级绕组上，还可包括有一个或多个中部抽头；所述各中部抽头，也通过切换开关接至电源零线，和/或，电源相线。 显然，本技术零电流无弧切换式调压稳压装置的调压稳压电源，可为单相或三相交流电。 根据上述技术方案及分析可知，本技术零电流无弧切换式调压稳压装置具有如下特点及优点 1)能完全实现稳压调压无飞弧切换，调压稳压更安全、高效；而且，适用范围广，可供任何单相三相需要稳压的各类型负载使用，适用于现有电网所有电压等级。 2)由于本装置在调压稳压切换过程中，仅是断开本相的初级绕组所在回路，其它两相不须动作，所以，在分相调压稳压切换时，可避免调压稳压切换对其它两相产生干扰。 3)结构更简单，便于降低整机制造成本及运行维护费用。 与现有技术中国专利200410013162.5相比，由于负责切断初级绕组所在回路的第一电子开关，在本方案中由位于切换开关与电源之间，移到了初级绕组抽头与各切换开关之间，故可减少第一电子开关在装置中的使用量。例如，和在先申请中的采用5个可控硅相比(零线也要控制)，本方案在进行三相交流电的调压稳压时，可以只需使用3个第一电子开关；而在单相调压稳压时，本方案只需使用1个第一电子开关。 出于同样原因，在对三相交流电进行调压稳压时，如果采用在先专利200410013162.5的技术方案，当对初级绕组施加线电压时，可控硅上通过的电流为线电流(等于√3倍相电流)，但若使用本方案，由于第一电子开关位置后移直接与初级绕组串接，所以其上通过的电流仍为相电流，因而对第一电子开关的过流、耐压等参数要求也可比在先专利中的明显降低。附图说明图1是本技术零电流无弧切换式调压稳压装置的一个实施例的电路原理示意图。 图2是本技术零电流无弧切换式调压稳压装置的一个零电流无弧切换时序示意图。 图3是本技术零电流无弧切换式调压稳压装置的另一实施例的电路原理示意图。 附图标记说明 U入-本装置输入端电压(接电源) U出-本装置输出端电压(接负载) ΔU-补偿电压 T-补偿变压器 Q初-补偿变压器T的初级绕组 Q次-补偿变压器T的次级绕组 Q辅-补偿变压器T的辅助绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
零电流无弧切换式调压稳压装置，包括有补偿变压器及控制电路；所述补偿变压器的次级绕组串接于电源与负载之间，其初级绕组的两个端部抽头均各通过若干个切换开关接至电源的零线及其相线；其特征在于：所述初级绕组的其中至少一个端部抽头，与其接至电源零线或相线的各切换开关之间，还包括连接有第一电子开关；该第一电子开关为功率电子开关器件。

【技术特征摘要】
1.零电流无弧切换式调压稳压装置，包括有补偿变压器及控制电路；所述补偿变压器的次级绕组串接于电源与负载之间，其初级绕组的两个端部抽头均各通过若干个切换开关接至电源的零线及其相线；其特征在于所述初级绕组的其中至少一个端部抽头，与其接至电源零线或相线的各切换开关之间，还包括连接有第一电子开关；该第一电子开关为功率电子开关器件。2.根据权利要求1所述的零电流无弧切换式调压稳压装置，其特征在于所述补偿变压器还包括有独立的辅助绕组；该辅助绕组的两个端部抽头间，串联连接有电阻及第二电子开关；该第二电子开关为功率电子开关器件。3.根据权利要求1或2所述的零电流无弧切换式调压稳压装置，其特征在于所述功率电子开关器件为一个固态继电器，或者一个双向可控硅，或者两个反向并联的单向可控硅。4.根据权利要求1或2所述的零电流无弧切换式调压稳压装置，其特征在于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆武宁，海涛，
申请(专利权)人：南宁微控技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：45[中国|广西]