[發明專利]一種工頻變壓器耦合的無隔離恒幅矢量交流調壓器

無效

• 申請號: 201210103698.0
• 申請日: 2012-04-10
• 公開（公告）號: CN102638175A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 張代潤;劉紅萍
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H02M5/44
• 分類號: H02M5/44
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 鄧繼軒

技術領域

本發明涉及一種工頻變壓器耦合的無隔離恒幅矢量(或恒幅相量)交流調壓器，特別涉及電源與負載間無隔離的工頻變壓器耦合的單相或三相無觸點、無級、寬幅的正弦波電力電子調壓器、穩壓器。屬于交流調壓、交流穩壓技術領域。

背景技術

現有交流調壓、穩壓方法主要有：

(1)采用伺服電動機帶動電刷移動實現變壓器輸出電壓調壓，輸出電壓實現有級(變壓器有多個分接頭)或無級(如自耦變壓器)調節。但由于電動機和電刷的存在，即是有觸點的調壓方式，其缺點是調壓速度緩慢、壽命短、易卡殼等。

(2)采用可控硅作為電子開關來調節變壓器輸出電壓，實現無觸點的調壓方式。但因調壓是有級的，無法實現連續調壓，因而有輸出電壓精度低的不足。

(3)用AC/DC/AC變換的方式實現交流正弦波調壓，直流環的大電解電容使直流環電壓調節緩慢，而僅靠調制系數來控制輸出電壓時，在輸出電壓較高或較低時有波形差、精度低的不足，難以實現寬幅調壓。

(4)用AC/AC變換的方式實現交流正弦波調壓時，有輸出電壓波形差、精度低的不足；同時，也難于用到單相電源的系統。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種工頻變壓器耦合的無隔離恒幅矢量交流調壓器，其特點是：有工頻變壓器耦合的無隔離的無觸點、無級、寬幅的正弦波電力電子調壓器、穩壓器；適用于不同容量等級的單、三相系統；性價比較高。

本發明的目的由以下技術措施實現。

工頻變壓器耦合的無隔離恒幅矢量交流調壓器由電源的輸入電壓矢量補償電壓矢量負載的輸出電壓矢量電源輸入電壓經電力電子變換器和工頻耦合變壓器T獲得補償電壓并通過電力電子變換器電路、調壓器電路依次連接成整體；補償電壓相對于電源電壓的相位差α，不改變的大小，只調整相對于的相位角α，就能實現寬幅的輸出電壓矢量調節。

工頻變壓器耦合的無隔離恒幅矢量交流調壓器電路由交流電源輸入到電力電子變換器，經工頻耦合變壓器T后產生補償電壓和之和得到輸出電壓保持幅值不變，只改變其相對于電源電壓的相位角α，就能得到幅值不同的正弦波輸出電壓即U→O=U→S+U→C.]]>

電力電子變換器電路一端接有輸入C_f1?L_f1濾波器，由主開關管T₁～T₈構成兩個背靠背的橋式變換器結構，公共直流環上接有直流儲能電容器C_dc，另一端與輸出L_f2?C_f2濾波器和工頻耦合變壓器T連接。

工頻變壓器耦合的無隔離恒幅矢量交流調壓器的用途：

當電源電壓和負載電壓間沒有隔離，負載電壓的頻率須保持與電源電壓相同；該電路無法實現變頻，只能實現對輸出電壓的調節，適用于作工頻變壓器耦合的無隔離的交流調壓器、交流穩壓器、交流移相器、電力電子變壓器。

用作調壓器時，當U_S＝U_N，U_N為額定電壓，要求輸出電壓U_O在(0～1.2)*U_N間變化，相位角α應在180°～106.26°之間調節；由于α＞90°，工頻耦合變壓器T從處吸收電能，傳遞給電力電子變換器，然后由電力電子變換器把電能反饋回電網。

本發明具有如下優點：

(1)實現大容量寬幅無觸點、無級、有工頻變壓器耦合的正弦波無隔離電力電子調壓器、穩壓器。

(2)適用于單、三相系統。

(3)性價比較高。

圖片說明

圖1為本發明的工頻變壓器耦合的無隔離恒幅矢量調壓器原理圖。

1.電源的輸入電壓矢量2.補償電壓矢量3.輸出到負載的輸出電壓矢量4.工頻耦合變壓器T。