[其他]一种开关电压补偿式自动交流调压装置

说明书

本发明方案与交流电压的调整、稳压和控制有关。

公知的已有技术，记述在下列出版物中：

1.美国专利US4075548，提出了一种在电源和负载之间串接压控变阻器的交流电压调节器。其主要不足之处是，当电源电压低于所需要的负载电压时，无法使负载得到所需要的电压。且容量不易作得太大。

2.苏联专利SU851356，提出了一种使用可控硅换接变压器次级抽头的交流电压调节器。其主要不足之处是，用于进行电压调节的、具有若干抽头的变压器，其容量至少应不低于整个调节器所传递的容量，因而不经济。

我国《电工技术杂志》84年第10期，刊载了一篇介绍“一种低压交流自动调压装置”的文章，该“低压交流自动调压装置”在原理上与本发明方案相同，都是采用了开关电压补偿原理。但由于其补偿变压器的各抽头，使用了继电器、接触器进行开关换接控制，因而具有不可克服的噪声大、触头拉弧，容量不易作大、寿命短，维护困难等缺陷，在推广应用方面有一定局限性。

本发明方案的目的，是针对上述“低压交流自动调压装置”的缺陷，采用无触点开关代替继电器、接触器，采用电子控制器，控制无触点开关的导通和关断，同时在无触点开关和电子控制器之间，采用光耦合器件进行耦合，并使光耦合器件和电子控制器一起，组成无触点开关之间的互锁，以保证在任何时候，只有一个无触点开关导通，而每一次导通和关断都与交流电压的过零点同步（对纯电阻负载），并且先断后通，以避免补偿变压器各抽头间的瞬时短路。

作为本发明方案的核心，是开关电压补偿原理，其具体的实现，可由图1来说明。图中TR为双绕组补偿变压器，K为开关。该双绕组补偿变压器，其次级串接在电源主回路火线AC之间，初级有若干个抽头，其中一个抽头与主回路零线或中线B点固定相接，其余抽头，通过开关K与主回路火线A点相接，使补偿变压器和主回路电源之间联结成初并次串的形式。

根据图1，假设某一瞬时，输入电压A点为正，并且输入电压_AB降低，则可将开关K转向a或b点，使a或b点抽头与A点相通，则按图1所示的补偿变压器极性，_AB和_AC同向，得：

_CD＝_AB+_AC＝U_AB+U_AC（1-1）

式中：_CD、_AB和_AC为各相应下标之间的电压矢量。

U_AB和U_AC为各相应下标之间的电压标量。

由式（1-1）可知，由于_AC的正补偿作用，当输入电压_AB下降时，可维持_CD的基本不变。

同样道理，假设某一瞬时，输入电压A点为正，并且输入电压_AB上升，则可将开关K转向C或d点，使C或d点抽头与A点接通，则按图1所示的补偿变压器极性_AB和_AC反向，得：

_CD＝_AB+_AC＝U_AB-U_AC（1-2）

式中各符号的意义如上所述。由于_AC的负补偿作用，由式（1-2）可知，当输入电压_AB上升时，可维持_CD的基本不变。

如果按照上述原理，采用三个相同的补偿变压器，可组成一个三相自动交流调压装置。

图2是本发明方案采用无触点开关的主回路接线图，图中的每一个无触点开关，都附接有测量其通断状态的检测电路R，所检测到的通断状态信号，经光耦合器和门电路，送入电子控制器，进行逻辑组合，以保证在无触点开关之间形成互锁。同时，各无触点开关的通断状态，由发光二极管进行指示。其中补偿变压器对电源电压的正负调整和补偿作用，是通过电子控制器控制无触点开关的通断，换接补偿变压器的抽头实现的。

图3是本发明方案的实施方案之一。