[發明專利]單相交流穩壓器

有效

• 申請號: 201811355996.2
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109254610B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 肖會芹;凌云;王兵;袁川來;曾紅兵
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: G05F1/44
• 分類號: G05F1/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種單相交流穩壓器，包括補償式主電路、模數轉換編碼單元、延時保護單元、互鎖控制單元、觸發單元、檢錯控制單元，補償式主電路由補償變壓器組、晶閘管橋和繼電器保護開關組成，模數轉換編碼單元對交流電源電壓進行電壓采樣，經模數轉換后輸出電壓等級編碼值，延時保護單元輸出延遲后的電壓等級編碼值和不觸發區控制信號至互鎖控制單元，互鎖控制單元輸出觸發控制信號控制主電路晶閘管橋中晶閘管的通斷；在實現互鎖控制的同時，檢錯控制單元還對模數轉換編碼單元或互鎖控制單元是否出現邏輯錯誤來對晶閘管橋進行開路保護，有效地加強了所述單相交流穩壓器針對工作過程異常的保護力度，使所述單相交流穩壓器的工作更加穩定、可靠。

技術領域

本發明涉及電源技術領域，尤其是一種單相交流穩壓器。

背景技術

現有的補償式交流穩壓器，其優點是穩壓范圍寬，波形幾乎沒有失真，整機效率高，負載適應性強。其原理是根據輸入電壓的高低情況，自動控制補償變壓器上初級繞組的不同繞組線圈的投切，利用初級側工作繞組和次級繞組的變比關系，或者通過調整初級繞組上所加電壓的方式，提供雙向多檔的電壓補償，從而實現調壓穩壓的目的。

現有補償式交流穩壓器的不足之處是：采用電機控制碳刷移動來改變向補償變壓器勵磁線圈施加不同電壓時，碳刷容易磨損，經常出現故障。采用電子開關切換的方式來進行補償變壓器上初級繞組的不同繞組線圈的投切，或者調整初級繞組上所加電壓時，電子開關的延遲關斷容易造成電源短路故障；采用單片機、PLC等的程序方式控制電子開關切換時，程序飛跑、死機等問題也會造成穩壓器失效，或者是因控制邏輯錯誤造成電源短路故障。

發明內容

為了解決現有補償式交流穩壓器所存在的問題，本發明提供了一種補償式單相交流穩壓器，包括補償式主電路、模數轉換編碼單元、延時保護單元、互鎖控制單元、觸發單元、檢錯控制單元。

補償式主電路由補償變壓器組、晶閘管橋和繼電器保護開關組成；由晶閘管橋中晶閘管的通斷組合，控制補償變壓器組中各補償變壓器勵磁線圈電壓的大小及極性組合，實現不同的補償工作狀態，即電壓補償狀態。模數轉換編碼單元對交流電源電壓進行電壓采樣，經模數轉換后，將交流電源電壓波動區間范圍的電壓區分為電壓等級區間并轉換為電壓等級編碼值輸出；延時保護單元輸入電壓等級編碼值，輸出延遲后的電壓等級編碼值和不觸發區控制信號；互鎖控制單元輸入延遲后的電壓等級編碼值和不觸發區控制信號，輸出觸發控制信號；觸發單元根據輸入的觸發控制信號，控制主電路晶閘管橋中晶閘管的通斷；檢錯控制單元依據輸入的觸發控制信號是否錯誤來啟動或者停止對晶閘管橋的開路保護。電壓等級比較值和電壓等級編碼值均為二進制值。

交流電源電壓波動使電壓等級編碼值發生變化，導致需要改變晶閘管橋中晶閘管的通斷組合狀態時，在晶閘管橋中晶閘管的先后2種不同的通斷組合狀態之間，維持一個不觸發區時間，關斷晶閘管橋中的所有晶閘管；維持一個不觸發區時間由不觸發區控制信號實現。控制不觸發區控制信號在電壓等級編碼值發生改變后輸出一個單脈沖；不觸發區控制信號在輸出單脈沖期間有效，在非輸出單脈沖期間無效。延時保護單元中，延遲的電壓等級編碼值信號改變時刻晚于電壓等級編碼值發生改變后不觸發區控制信號中輸出的單脈沖的前沿時刻；延時保護單元中，延遲的電壓等級編碼值信號改變時刻早于電壓等級編碼值發生改變后不觸發區控制信號中輸出的單脈沖的后沿時刻。進一步地，所述電壓等級編碼值發生改變后，不觸發區控制信號中單脈沖的寬度時間在10ms至30ms之間選取。

交流電源電壓波動區間范圍的電壓被分成M個電壓等級區間來進行補償控制；由晶閘管橋中晶閘管的通斷組合狀態控制選擇多個補償變壓器中的0個，或者是1個，或者是多個補償變壓器來進行電壓補償，實現與電壓等級區間對應的電壓補償狀態；交流電源電壓的每個電壓等級區間對應一個電壓補償狀態。電壓等級編碼值共有M個有效編碼值，M個電壓等級區間與M個有效編碼值一一對應。互鎖控制單元輸出的有效觸發控制信號共有M+1組；有效的M+1組觸發控制信號中的M組用于實現交流電源電壓M個電壓補償狀態的補償控制，1組用于關斷晶閘管橋中的所有晶閘管。M為大于等于2的整數。