[实用新型]一种用于可控补偿式交流稳压电源变压器的铁芯结构

说明书

本实用新型涉及一种在输入电压波动时保持输出电压稳定的可控补偿式交流稳压电源变压器的铁芯结构。

目前，我国许多地区电网电压不稳定，波动范围大，变化频繁，对用电设备的可靠运行带来很大影响，因此，需要高性能的稳压电源。

现时的交流稳压电源中，自动补偿式交流电力稳压电源占有重要地位。它采用补偿原理，通过副边串联在主回路的补偿变压器改变叠加在输入电压上的电压的极性及大小，来达到稳压的目的，而其电压的大小及极性是用接在补偿变压器原边的自耦变压器来调节的，自耦变压器上的电动机通过机械减速装置可改变其电刷接触的位置，从而改变了补偿变压器原边的电压。用电子电路检测输出电压的大小，控制电动机旋转方向进而使电刷位置随电压大小相应改变，保持输出电压不变。由于采用补偿原理，其体积小、成本低、可做成大功率；但又由于其调压原理是电动机通过机械减速装置带动电刷移动来改变电压，因而响应时间慢、可靠性差、使用寿命短、需经常维护。

后来，人们提出了一种由补偿变压器、自耦变压器、可控电开关、控制电路连接而成的可控补偿式交流稳压电源变压器，其中补偿变压器的副边串联在电源的输入和输出端之间，中间设有抽头的自耦变压器并接在电源的输出端，在自耦变压器和补偿变压器原边之间，连接有可控电开关及控制电路，自耦变压器及补偿变压器的铁芯的主磁路是有空气隙的，可控电开关可以选用单、双向晶闸管(可控硅)、固态继电器或由它们组合成的模块构成，控制电路由检测部分及控制部分连接构成。

该变压器通过控制电路检测电压变化同时对可控电开关作出相应控制接通自耦变压器的抽头位置，使加于补偿变压器原边的电压大小及方向相应变化，使电源输出电压稳定。自耦变压器切换抽头时电压是有级跳变的，因而电源输出电压也是稳定在一定范围内，这个范围的大小由自耦变压器抽头形式、补偿变压器原、副边匝数比及可控电开关组合方式决定。为防止可控开关切换自耦变压器抽头时造成短路，切换是在可控开关电流过零时进行的；由于可控电开关不是一个理想的开关器件，在导通时存在交流正反方向的不对称现象，这一不对称加于变压器上就产生了偏磁现象，使通过变压器的电流上下半波严重不对称，造成电流波形畸变，对电源系统造成不良影响。

本实用新型的目的，是提供一种应用于可控补偿式交流稳压电源变压器的铁芯结构，该铁芯结构包括在变压器的铁芯磁路上设置空气隙，以改善可控电开关对电源系统造成不良影响。

一种用于可控补偿式交流稳压电源变压器的铁芯结构，其可控补偿式交流稳压电源变压器由补偿变压器、自耦变压器、可控电开关、控制电路连接而成，补偿变压器的副边串联在电源的输入的输出端之间，中间设有抽头的自耦变压器并接在电源的输出端，在自耦变压器和补偿变压器原边之间，连接有可控电开关及控制电路，在自耦变压器及补偿变压器铁芯的主磁路上设有空隙。

本实用新型通过采用铁芯磁路带空气隙的变压器，大大改善了变压器的非线性特性，使由可控电开关导通不对称引起的变压器偏磁不会进一步强化，由此带来产品的可靠性提高。补偿变压器和自耦变压器均是不对称电流的通道，因此，它们同时采用磁路带空气隙的方法是效果最好的，只要其中之一的磁路带空气隙时就有很好的效果。

附图1为本实用新型结构示意图。

附图2(a)为本实用新型气隙结构示意图。

附图2(b)为本实用新型气隙结构示意图。

附图3为本实用新型实施例结构示意图。

如图1，本实用新型由补偿变压器(1)、自耦变压器(2)、可控电开关(3)、控制电路(4)连接而成，其中补偿变压器(1)的副边串联在电源的输入端和输出端之间，中间设有抽头的自耦变压器(2)并接在电源的输出端，在自耦变压器(2)和补偿变压器(1)原边之间，连接有可控电开关(3)及控制电路(4)。可控电开关可以选用单、双向晶闸管(可控硅)、固态继电器或由它们组合成的模块构成，控制电路由检测部分及控制部分连接构成。

如图2(a)和图2(b)，自耦变压器(2)及补偿变压器(1)的铁芯(5)的主磁路是有空气隙的；其气隙的设计可以是两个或多个(如图2(a))，或是单个(如图2(b))，其形状可以是任意的，自耦变压器(2)及补偿变压器(1)的铁芯(5)中可以有一个带有空气隙，另一个不带空气隙；或者两个都带有气隙。变压器主磁路带有空气隙是使变压器成为一个线性器件。本文所谓主磁路空气隙(或气隙)是指变压器主磁场回路任意位置中有任意形状的非铁磁材料组成的间隙。