交流稳压器工作原理

一.稳压器的分类

　　按调压方式不同分类可分为三类

　　电子感应式油式稳压器

　　干式接触式调压稳压器(直接调压稳压器和补偿式调压稳压器)

　　干式无触点调压式稳压器(一般是带补偿的稳压器)

二.稳压器的分类:

　　按电源使用环境不同分类可分为两类

　　单相交流稳压器

　　三相交流稳压器

三.以干式接触式调压稳压器为例分析稳压器工作原理:

　　单相交流稳压器原理分析

　　1.单相SVC直接调压稳压器原理分析

　　A点为单相稳压器输入侧,B点为单相稳压器的输出侧.

　　其实这一类用调压器直接调压式的稳压器就是利用自耦变压器的原理做成的.图中AN侧就是自耦变压器的输入侧,BN侧就是自耦变压器的输出侧,如果输入电压高于输出设置点220V时,这个自耦变压器就工作在降压状态,如果输入电压低于220V时,这个自耦变压器就工作在升压状态.(图中所示就是处在降压状态)

这种稳压器不同于自耦变压器的主要是输入点A是可以由0V到250V之间任意滑动.这样就可以随时调整输入电压的输入点来满足输出电压的恒定.一般我们把输入侧A点叫做滑臂,它由电机通过减速装置来驱动,电机的转向由稳压控制电路来控制完成.

　　稳压器的取样电路时刻监视稳压器的输出两点间电压,输出电压升高时,控制电机朝自耦变压器降压的方向移动,(如图二)当输出电压达到所要的电压时,停止控制电机运动.反之控制电路则控制电机朝自耦变压器升压的方向转动.(图三)达到所要的电压时停止.

图二

图三

　　此类稳压器的容量大小全部由这个输出电压可以变压器的自耦变压器来承担,但由于它制造工艺的影响,它不能做得很大,只能适应小功率的场合.要相把稳压器的功率做得更大,就要加入补偿变压器来实现稳压器的功率扩大

　　2.单相补偿式稳压器原理分析(图四)

图四

　　上图为带补偿式单相交流稳压器原理图.主要由调压变压器T1和补偿变压器T2组成.从图中可以看出,补偿变压器的低压侧线圈串联在稳压器的主回路中,那么,这种稳压器输出的主要能量是通过补偿变压器的低压侧线圈直接加给输出负载的.只要把补偿变压器的二次线圈的线径作得足够大,稳压器的功率就可以做得很大.调压变压器T1只要负担输入电压与输出电压的差额部分,按稳压器可允许的输入变化范围的大小不等,调压变压器T1的功率大小往往是稳压器实际容量的几分之一,这由稳压器的配比这个参数来决定调压变压器的大小.

　　下面我们分析它的工作原理:

　　调压变压器主要担任提供补偿电压,这个补偿电压的大小和方向根据调压变压器的滑臂的移动都是可以改变的,这就可以在补偿变压器的低压侧得到大小和方向都可以改变的补偿电压,这个电压会和输入端提供的电压进行矢量叠加.使输出电压稳定在所需要的设置点上.

　　举个实例来说明:

　　输入电压U1=240V,要求输出电压稳定在UO=220V.那么就有下面等式关系:

　　UO=U1-△U

　　也就是△U的方向要与U1的方向相反,大小刚好为20V.

　　输入电压U1=200V,要求输出电压稳定在UO=220V.那么就有下面等式关系:

　　UO=U1+△U

　　也就是△U的方向要与U1的方向相同,大小刚好为20V.

　　从上面公式可以看出,补偿电压△U是由调压变压器通过输给补偿变压器的高压侧再通过铁芯感应给补偿变压器的低压侧,再与输入电压进行矢量的叠加.补偿变压器主要负责补偿电压的传递,而调压变压器则负责提供方向和大小都可以改变的补偿电压.

　　下面我们分析调压变压器怎样改变补偿电压的方向和大小的:

     从图五中可以看出,调压变压器的C.D点是跨接在220V电压上的.而E点刚好是调压变压器的中心点.我们假定滑臂停在C点.那么加在补偿变压器的高压侧的电压为F点高于G点,电流由F点流向G点.

图五

　　当滑臂停在D点时,(如图六)加在补偿变压器高压侧的电压为G点高于F点,电流由G点流向F点.这样一来,加给补偿变压器的补偿电压就改变了方向.

图六

　　那么调压变压器怎样改补偿电压的大小呢,当然也是通过滑臂的移动来实现的.当滑臂离调压变压器的中心点E时,在补偿变压器的高压侧F点和G点得到的电压就越高,反之就越低.当稳压器的输入电压刚好为220V时,滑臂移到E点时,F点和G点间的补偿电压就为0.补偿变压器的低侧既不相加也不相减.输出电压就是输入电压大小.

四.三相稳压器工作原理:

      三相稳压器实际就是把三个稳压单元用”Y”形接法联接在一起.再用控制电路板和电机驱动系统来控制调压变压器,达到稳定输出电压的功能.如果三个调压变压器的滑臂都是由一个电机来驱动的调压方式为统调稳压器.如果三个调压变压器的滑臂由三个电机来独立调整的稳压器就是三相分调式稳压器.它们的工作原理同单相的稳压器完全相同.

五.调压器怎样保证连续输出

     调压器在调压过程中,就是通过移动碳刷改变接触的线圈匝数来实现的.那么,调整中要求始终保持与线圈接触.否则就会出现断电的现象.

     调压器怎样保持连续输出呢?

　　1.   碳刷必须保证一定的厚度.

　　2.   在碳刷还没有完全移开已经接触的那一匝线圈时,碳刷又已经接触了线圈的另一匝.

图七

　　3.   移动中必须跨接两匝(至少两匝)

　　4.   调压器工作中始终存在匝间短路现象,碳刷的厚度越厚,短路的匝数就越多.所以,调压器碳刷的厚度是根据调压器线径不同而不同的.

　　5.   因为匝间短路是有害无益的,它会造成短路环流,所以要控制它的大小,因此调压器的匝电压一般都在1V以下,常见的大功率调压器匝电压为0.8-0.9V,小功率则更小,一般为0.4-0.7V不等.如果匝电压过高,调压器的稳定性就越差,极易烧毁.