專利名稱：三相有載自動調壓器的制作方法
技術領域：
多少年來人們用電磁原理及電子線路來解決穩壓問題，例如磁飽和穩壓器，穩定變壓器，三相有載可調變壓器以及磁調器，可控硅穩壓電路等等大功率方面交流穩壓裝置。
眾所周知，目前不僅是我國，在世界各地普遍存在著電力不足，反應在電網上是電壓過低，頻率下浮，由于交流不能儲存運輸，故當用電容量急劇增加，而電網容量不足時，就會產生輸出電壓降低的現象。
電壓下降的百分數與用電設備的力矩關系是V2＝M，很明顯當電壓下降20％，力矩已下降36％，對于用電設備十分不利。
但目前大功率有載調壓器如SZL7等用高壓線圈抽頭，以電壓差為信號，經放大線路后控制小型電動機，使其左右轉動，從而達到自動調壓。至于SFZ3特大型有載調壓雙線圈電力變壓器更是價格十分昂貴。僅以SZL－1600KVA／10KV為例，1982年公布參考價為33800元，而1989年已突破10萬。就這種變壓器來說，產地少，用電子控制，易出故障，難維修。
此外也有采用磁放大器原理作穩壓器，或采用雙向可控硅調感穩壓(即凈化電源)，以及采用帶伺服電機全自動補償式穩壓，但價格太高。優點是穩壓精度高，但有很多場合不需要。如1988年公布參考價格以JA型三相穩壓器為例如下1.5KVA1900元3KVA2200元5KVA3300元10KVA4500元15KVA5300元30KVA9000元50KVA135000元100KVA21000元
150KVA30000元200KVA415000元而本產品的優點如下1、主電路無觸點切換，也無火花。
2、可以不必更換正在運行的普通變壓器，而作為一個用電器接上便可使用。
3、當電網電壓波動時，可以自動地進行補償，可以使電網電壓160伏特時輸出電壓基本是額定值，相電壓為220伏。
4、原邊繞組不需要使用10千伏電源。(利用此原理制造特高電壓的本產品，另有說明)。
5、本產品無電子放大元件，線路比較簡單，又是電磁原理不易出故障，要求維修技術低，堅固耐用使用壽命長。
6、可以與任何普通電力變壓器(即無載調壓器)進行配套，保證用戶正常用電。
7、其主要磁路系統的容量僅為電力變壓器的三分之一。
8、對直接投入電網的各種大功率用電器進行系列設計，以滿足各種用電器的要求。
9、有極大的過載能力。
10、本產品從160伏特到220伏特相電壓波動范圍內自動調壓，不需要人工控制。與目前有載調壓變壓器相比，可減少許多麻煩。
11、本產品成本低，售價廉。
電磁結構本產品的主磁路系統由兩個幾何尺寸稍有差別的四柱鐵芯磁路構成A、B兩個磁路系統。
其中，A磁路系統是主要磁路系統，而B磁路系統為輔助儲能系統，如
圖1所示。圖2所示是主電磁路系統，每個磁路系統只有三個鐵柱上有繞組，而第四個鐵柱上沒有任何繞組。
如圖3所示，A系統的初級繞組為Woa、Wob、Woc，次級繞組為W1a、W1b、W1c，它們的始端與末端聯在三相電源A、B、C端。A系統付邊繞組末端接在三相電源上，而另一端接在輸出端a、b、c。
B系統所初級繞組為W’oa、W’ob、W’oc在主電路中沒有次級繞組，而有直流繞組。兩個系統的初級繞組最后均組成星形繞組。
從宏觀上來看，這是用兩段磁路組成的降壓式自耦變壓器，電源A、B、C成為中心軸頭，a、b、c是始端，再組成星形電路。但使用時卻是一個升壓式的自耦變壓器電路。
圖4是本產品的直流控制電路圖，在A系統的各主繞組的鐵柱上，再繞有三相付邊繞組W2a、W2b、W2c，注意它們是同向串聯。而后由ab端輸出。這樣的效果，是在每相直流繞組內均因磁路內三相磁通的交變而產生交流感應電動勢這三相的合成等于零，成為一個純粹的直流繞組。由于直流方向相同，故各鐵柱磁通相加后，必須有傍路磁路，使其磁通構成回路。這便是為什么要附加一個鐵柱磁路的道理。并且可以看出，這個磁路僅通過直流磁通，它是直流磁路。而不通過交流磁通。
在B系統上的直流附加繞組W3a、W3b、W3c的結構作用，工作原理與A系統一樣，故不重述。其直流端，即輸入端為c、d。
圖5是每一相中的磁通量變化的情況，在A、B磁路系統中的反映。現說明如下(在μ＝常數)1、GH是相電壓從160伏－220伏變化時，每相磁通的變化情況。如果220伏時，磁通為100％，那么在160伏電壓時，只有72.72％的額定磁通了。
2、GE是A系統內的磁通，在整個電網電壓變化過程中，無論是外部“擠”進來，還是本磁路內舊有的磁通按此斜線變化。
3、AH是B系統內的磁通在整個電網電壓變化過程中，無論是外部擠進來，還是本磁路內舊有的磁通，均應按此斜線變化。
4、BD是一條假想的線，故用點劃線表示，它是GH的中心線，表示A及B系統內的磁通分配。
5、△CDE所包圍的磁通范圍是表示電網相電壓從185伏－220伏時，從A系統中應向B系統轉移的磁通量，也就是應從A系統中扣除的磁通量。
6、△ABC所包圍的磁通范圍是表示電網相電壓從160伏－185伏時，從B系統中應向A系統轉移的磁通量，也就是應從系統中扣除的磁通量，很明顯△CDE＞△ABC。從A系統扣的多，補的少。
圖6是說明A系統中的磁通變化情況，在185－220伏時，φ1直線下降，但160－185伏相電壓時，是由B系統轉過來的磁通△φ。
圖7是本產品補加功率的情況。當相電壓為160伏時補充功率最大，而220伏時補加功率為零。圖8說明交直流在磁路中的外特性。
圖9是本產品的A、B系統的磁路系統，主電路及直流系統電路圖。
圖10是本產品的輔助磁路系統電磁結構，它由二個“□”字型鐵芯TB1及TB2所組成。TB1系統中W5是初級繞組，產生磁通φ1，它接在電源相電壓220伏上。其付邊繞組W4產生交流電動勢，其大小與相電壓有很大關系。經整流橋后轉變成直流接入ab直流側繞組，控制A磁路系統的磁導率μ1。W6是TB2的初級繞組，它直接接在輸出端的相電壓，所產生交流為φ2。W7是跨繞TB1及TB2兩個鐵芯磁路的共同交流繞組。由它經整流橋所產生的直流輸出端，直接接cd直流繞組，用來控制B系統的磁導率μ2。但應注意的是φ1與φ2與W7相交鏈時，一個是正向，一個是反向，如果φ1＝φ2的話W7的輸出電壓為零。由于輸出端的相電壓是恒定的，故用此作為比較電壓的標準電壓。所產生的φ2也是不變的，只有φ1隨電網被動而變化。當φ1越小則與φ2的差值越大，W7的輸出也大，在設計中永遠是φ1≤φ2這個基本原則。
圖11所示本產品的工作原理。這是當三相電壓的相電壓為220伏時，用虛線表示的A磁路系統。因W5的電壓為220伏，故W4感應的電壓很高，經整流后所產生的直流激磁也十分強。故A磁路系統的導磁率μA此刻已等于零，那么Woa及W1a(其它各相一樣)所分配電壓及感應出來的電壓均為零。相當于一根導線，故此時A與a基本上是一個點。因此a相的相電壓與A相的相電壓相同，是220伏。這是在正常送額定電壓時的情況。
圖12是三相的相電壓為最低時(如160伏時)。用虛線表示了B磁路系統。因W5的電壓已是160伏，W4所感應的電壓很低很低。對A磁路系統的直流控制已失去作用。雖然A磁路系統內的導磁率μA很高，但由Woa所產生的磁通量確未達到額定狀態，只有一半左右。
但從圖10來看，W6仍保持比較高的電壓，使φ2－φ1有很大差值。這差值使W7產生很大的感應電壓，經整流橋輸出很大的直流電動勢，它直接用來控制B磁路系統，使其導磁率μB很小，接近于零，那么Woa相當于空芯線圈(W’ob及W’oc也是如此)。這樣三相的160伏相電壓就全加在Woa、Wob及Woc上，A系統此時因導磁率μA很高，加之初級繞組電壓升高故磁路中的磁通量達到額定值。而此時2是組成升壓式的自耦變壓器，W1a也獲得應該表現的電壓值。那么a相的相電壓就達到220伏了。
圖13所示，是三相電網電壓在160伏－220伏之間的任何一個相電壓狀態時所表示的工作狀態。它有兩方面說明比如三相相電壓在185伏－220伏之間，W’oa分配的電壓比較高，Woa分配很少，W1a上電壓也只不多不少起到彌補電網相電壓不足的電壓差就夠了；再如三相電壓若在160－185伏之間，Woa’分配的電壓比較少，Woa分配電壓卻很多，W1a上產生比較多的電壓。這種分配多與少電壓完全決定于W4、W7的直流電流多少。總之使W1a起到了彌補電網相電壓不足的電壓差的作用。
圖14是表現了本產品的主電磁及輔助電磁路系統的總電路圖。其中TB1及TB2的共用鐵芯用一個，沒有這種圖例來示意，說明W7是繞在TB1及TB2共用磁路上。為使本產品總電路圖表示更完整，清楚起見畫制圖15示意圖表示W7。使產品的工作原理說明更完善一些。
權利要求1.一種“三相有載自動調壓器”，其特征在于具有主磁系統路，輔助磁路系統。
2.如權利要求1所述的三相有載自動調壓器，其特征在于主磁路系統具有兩個尺寸不同的四柱鐵芯A、B，在第二、三、四個鐵柱上有初級繞組和直流繞組，鐵芯A上有次級繞組，鐵芯B沒有，鐵芯A的初級繞組始端與次級繞組末端接于三相電源，次級繞組始端接于輸出端，初級繞組末端與鐵芯B初級繞組相連。
3.如權利要求1所述的三相有載自動調壓器，其特征在于輔助磁路系統具有兩個“□”型鐵芯，鐵芯1的初級繞組接于相電壓220伏上，次級繞組經整流橋與主磁路系統鐵芯A直流繞組相連，鐵芯2的初級繞組接于輸初端，次級繞組跨越1和2，經整流橋與主磁路系統鐵芯B的整流繞組相連。
專利摘要一種“三相有載自動調壓器”，其電磁系統為兩個四柱鐵芯磁路，僅其中一個電磁系統有交流副邊繞組，與初級繞組組成磁路分兩段的升壓式自耦變壓器。用與電網波動有直接關系的直流分別對兩個磁路系統進行控制。而輔助磁路又利用從磁通差取得交流的方法，對磁路進行控制。輸出端為穩定電壓。
文檔編號H02P13/00GK2064132SQ8921562
公開日1990年10月17日 申請日期1989年8月29日 優先權日1989年8月29日
發明者齊賢 申請人:齊賢