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交流稳压器原理

来源:未知 编辑:西安天正电气 时间:2015-10-04 23:07

   

  稳压器可适用于各类大型高精尖微电子系统作为前级稳压器,尤其适用于电网波动幅度大、电压瞬间突变等恶劣供电环境。
稳压器的使用行业:稳压器广泛应用于电信行业的基站建设,医疗设备行业,电梯行业,印刷行业,模具及精密机床加工行业,公路交通行业,石油化工行业。
交流稳压器原理通常是利用铁磁非线性特性构成,属于铁磁稳压器,它是由铁磁饱和元件再加谐振电容构成的稳压器。
 
一.交流稳压器铁磁饱和现象
  一个线圈通过电流时,线圈中便有磁场产生,描述这个磁场有两个物理量,一个是磁场强度,用H来表示,它与线圈的圈数和流过线圈的电流强度的乘积(又称安匝数)有关;另一个是磁感应强度(又称磁通密度),用B来表示,B的大少除与安匝数有关外,还与线圈中的介质有关。如果介质是空气,那么H和B数值相等,如果介质是铁磁材料时,同一线圈流过同样的电流(H相同)的条件下,在有铁磁材料的导磁率用U来表示。
交流稳压器原理-磁饱和单相稳压器工作原理图
 
  要使铁芯进入饱和状态,L1将要流入较大的磁励电流,由于L1是一个感性负载,所以消耗在负载上的功率不是I和电网电压V的乘积VI,而是UICOSa(COSa称为功率因数),因此流过L1的总电流将比较大,即功耗过大,稳压器的效率只有50%左右,为此我们可通过并联铁磁谐振的方法加以克服。
 
  我们知道电感上电流比电压相位滞后90度,电容上电流比电压相位超前90度,如果电感和电容并联,加上同一电压,电感上的电流IL和电容上的电流IC将相互抵消,因此,当IL和IC的大少接近相等时,尽管IL和IC的数值很大,但供给这个并联回路的总电流却很少,这种现象称为并联谐振。这种铁磁谐振的实用价值在于不用很大的输入电流就能使电感饱和,从而克服了稳压电路从电网吸取电流过大的缺点。
 
.交流稳压器原理特点
能有效的去除或改善国内生产的可控硅稳压器效率低、可控硅上有环流、产生附加谐波及电磁干扰严重等弊端。它集合了微机测控、可控硅无触点开关和变压器技术于一体,具有噪声小、容量大、体积小、精度高、响应快、稳压范围宽、重量轻、可靠性好、无波形畸变等特点。
 
三.交流稳压器原理举个实例来说明
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.
 
四.交流稳压器原理电路图
本例介绍的交流稳压器采用伺服式控制电路,具有稳压范围大 (输人交流电压范围为160-260V)、控制精度高、电路简单易制等特点,可供市电压不稳定的地区使用。
交流稳压器原理-交流稳压器电路图
 
五.交流稳压器电路工作原理
该交流稳压器电路由=l2V电源电路、电压检测控制电路、过电压保护组成,如图所示,±12V电源电路由调压变压器T的W4、W5绕组和整流二极管VDl-VD4、滤波电容器Cl、C2组成。
电压检测控制电路由电阻器R-R7、电位器RPl、Rm、稳压二极管VS、电容器C3、C4和运算放大器集成电路IC(Nl-N3)组成。
过电压保护电路由IC内部的N3、晶体管V3、电阻器Rl2和继电器K组成。
自动调压电路由电阻器R8-Rll、晶体管Vl、V2、直流电动机M、滑动触头和T的Wl-W3绕组组成。
将交流稳压器的输大端与市电相接后,在T的W4、W5绕组上产生了感应电压。该电压经VDl-VD4整流及Cl、C2滤波后,为IC和Vl、V2等提供 士l2V不稳定工作电压。
+l2V电压还有其他作用。经Rl-R3分压、VS稳压后,分别为Nl-N3的反相输入端提供基准电压;为过电压保护电路申的K和V3提供工作电源;经R4、RP2、R6分压后,为Nl和N2的正相输入端提供检测电压;经R7、RPl、R5分压后,为N3的正相输入端提供检测电压。
Nl-N3将正相输大端的检测电压与反相输大端的基准电压进行比较,用产生的误差电压去控制自动调压电路。
交流稳压器电路工作原理
   当市电电压正常时,Nl和N2的输出端电压为OV,Vl和V2均处于截止状态,电动机M不工作。
当市电电压偏低时,Nl和N2输出低电平,使V2导通,Vl截止,M逆时针旋转,通过滑壁臂驱动滑动触头移动,与T相应的电压抽头接触 (T的Wl、W2绕组共设置了21个电压抽头,每一档的电压调节范围为5V),通过T的W2绕组来提升输出电压。当输出交流电压升至220V时,V2截止,M停转。
当市电电压偏高时,Nl和N2均输出高电平,使Vl导通,V2截止,M顺时针旋转,通过滑臂驱动滑动触头移动,与T相应的电压抽头接触,通过T的Wl绕组来降低输出电压。当输出交流电压降至220V时,Vl截止,M停转。  当市电电压偏高超过260V时,N3因正相输入端电压高于反相输入端电压而输出低电平,使V3截止,,K释放,其常闭触头接通交流电压的输出回路。

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