[发明专利]一种工频变压器耦合的无隔离恒幅矢量交流调压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种工频变压器耦合的无隔离恒幅矢量(或恒幅相量)交流调压器，特别涉及电源与负载间无隔离的工频变压器耦合的单相或三相无触点、无级、宽幅的正弦波电力电子调压器、稳压器。属于交流调压、交流稳压技术领域。

背景技术

现有交流调压、稳压方法主要有：

(1)采用伺服电动机带动电刷移动实现变压器输出电压调压，输出电压实现有级(变压器有多个分接头)或无级(如自耦变压器)调节。但由于电动机和电刷的存在，即是有触点的调压方式，其缺点是调压速度缓慢、寿命短、易卡壳等。

(2)采用可控硅作为电子开关来调节变压器输出电压，实现无触点的调压方式。但因调压是有级的，无法实现连续调压，因而有输出电压精度低的不足。

(3)用AC/DC/AC变换的方式实现交流正弦波调压，直流环的大电解电容使直流环电压调节缓慢，而仅靠调制系数来控制输出电压时，在输出电压较高或较低时有波形差、精度低的不足，难以实现宽幅调压。

(4)用AC/AC变换的方式实现交流正弦波调压时，有输出电压波形差、精度低的不足；同时，也难于用到单相电源的系统。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种工频变压器耦合的无隔离恒幅矢量交流调压器，其特点是：有工频变压器耦合的无隔离的无触点、无级、宽幅的正弦波电力电子调压器、稳压器；适用于不同容量等级的单、三相系统；性价比较高。

本发明的目的由以下技术措施实现。

工频变压器耦合的无隔离恒幅矢量交流调压器由电源的输入电压矢量补偿电压矢量负载的输出电压矢量电源输入电压经电力电子变换器和工频耦合变压器T获得补偿电压并通过电力电子变换器电路、调压器电路依次连接成整体；补偿电压相对于电源电压的相位差α，不改变的大小，只调整相对于的相位角α，就能实现宽幅的输出电压矢量调节。

工频变压器耦合的无隔离恒幅矢量交流调压器电路由交流电源输入到电力电子变换器，经工频耦合变压器T后产生补偿电压和之和得到输出电压保持幅值不变，只改变其相对于电源电压的相位角α，就能得到幅值不同的正弦波输出电压即U→O=U→S+U→C.]]>

电力电子变换器电路一端接有输入C_f1 L_f1滤波器，由主开关管T₁～T₈构成两个背靠背的桥式变换器结构，公共直流环上接有直流储能电容器C_dc，另一端与输出L_f2 C_f2滤波器和工频耦合变压器T连接。

工频变压器耦合的无隔离恒幅矢量交流调压器的用途：

当电源电压和负载电压间没有隔离，负载电压的频率须保持与电源电压相同；该电路无法实现变频，只能实现对输出电压的调节，适用于作工频变压器耦合的无隔离的交流调压器、交流稳压器、交流移相器、电力电子变压器。

用作调压器时，当U_S＝U_N，U_N为额定电压，要求输出电压U_O在(0～1.2)*U_N间变化，相位角α应在180°～106.26°之间调节；由于α＞90°，工频耦合变压器T从处吸收电能，传递给电力电子变换器，然后由电力电子变换器把电能反馈回电网。

本发明具有如下优点：

(1)实现大容量宽幅无触点、无级、有工频变压器耦合的正弦波无隔离电力电子调压器、稳压器。

(2)适用于单、三相系统。

(3)性价比较高。

图片说明

图1为本发明的工频变压器耦合的无隔离恒幅矢量调压器原理图。

1.电源的输入电压矢量2.补偿电压矢量3.输出到负载的输出电压矢量4.工频耦合变压器T。