專利名稱：一種單相交流供電的移相整流裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種將單相交流轉變成直流的裝置，尤其涉及一種單相交流供電的移相整流裝置。
目前，許多家庭電器需將民用供電的電壓為180伏-220伏、頻率為50赫的交流電轉變成直流電作為供應電源之用，若器材需要高質量的直流電，則用穩壓慮波的整流電路可以滿足需求，但上述電路把相當一部分電能損耗在電阻的發熱上，從而大大減低功率的有效利用，另外當需要較低的電壓時，還需要另外增加一變壓器，從而進一步增加電能的損耗。
為了解決上述的問題，本實用新型提供一種單相交流供電的移相整流裝置。
本實用新型是通過如下方案來實現的將一單相變壓器的鐵芯稍作修改，配合儲能元件電感線圈與電容組成一個鐵磁諧振系統，把原來單相供電電壓移相成近似120度角度差的三相交流電壓，利用相位不同的三相交流電壓通過簡單的整流電路轉變成直流電壓后同時作為供電電壓輸出，這樣輸出的電壓臺成的總電壓波動小，比較平穩，效果非常良好；本實用新型的主要結構如下它包括輸出整流電流、初級線圈、鐵芯、次級線圈，其中初級線圈由3組線圈成，鐵芯由三組鐵柱組成，鐵芯工作在磁飽和狀態，初級線圈分別繞在鐵芯上的3組鐵柱上，并首尾相連串聯在一起，初級線圈中的一組線圈與一電容并聯，次級線圈也由3組線圈組成，次級線圈分別繞在鐵芯上的3組鐵柱上，且彼此相互獨立，次級線圈的兩端都可以接到輸出整流電路的輸入點上，輸出整流電路是由二極管組成的橋式整流電路。
本實用新型與一般的穩壓慮波的橋式整流電路相比，具有如下優點1)輸出的直流電即使在不加上任何電容和電感進行慮波，但輸出電壓的平滑度比單相橋式穩壓慮波電路所輸出的電壓高10倍；2)在一樣的相電壓整流成直流電壓的過程中，所得的直流電壓的有效值比橋式整流電壓的有效值高；3)整流后的直流電壓的脈動最低頻率是原來供電的電壓頻率的6倍，便于用較小的電容和電感就能將整流后的直流電壓加以平滑慮波；4)在相同輸入功率的情況下，輸出功率明顯提高。
以下結合附圖對本實用新型作詳細的說明
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型鐵芯部分磁路圖；圖3是本實用新型的鐵芯部分的磁通矢量合成圖；圖4是本實用新型的初級線圈上的三相電壓的矢量圖；圖5是本實用新型的鐵芯的磁通與激勵電流的關系曲線；如圖1所示，本實用新型包括輸出整流電流、初級線圈、鐵芯、次級線圈，其中初級線圈由電感線圈1、電感線圈2、電感線圈3組成，鐵芯包括鐵柱4、鐵柱5和鐵柱6，鐵芯工作在磁飽和狀態，電感線圈1、電感線圈2、電感線圈3分別繞在鐵柱4、鐵柱5和鐵柱6，并首尾相連串聯在一起，電感線圈1與電容7并聯，次級線圈由電感線圈8、電感線圈9、電感線圈10組成，電感線圈8、電感線圈9、電感線圈10分別繞在鐵柱4、鐵柱5和鐵柱6上，且彼此相互獨立，電感線圈8、電感線圈9、電感線圈10的兩端都可以接到輸出整流電路的輸入點11上，輸出整流電路是由二極管12組成的橋式整流電路。
假設線圈1上的電壓的相位為A相，線圈2上的電壓的相位為B相，線圈3上的電壓的相位為C相，線圈8上的電壓的相位為a相，線圈9上的電壓的相位為b相，線圈10上的電壓的相位為c相，單相輸入電壓直接接入B相；如圖2所示，在某一時刻，B相電壓在鐵柱5上產生磁通φB，其方向如圖所示，由于鐵柱4與鐵柱6的磁阻相等，則鐵柱4、鐵柱6各有1/2φB的磁通，其方向與鐵柱5的磁通方向相反；另外A相的電容8提供超前90度的相位的激勵電流使鐵柱4產生容抗激勵磁通φ4，其方向是鐵柱5上的磁通方向逆時針轉90度；同理，在鐵柱6上的電感線圈3產生一個感抗激勵磁通φ6，其方向如圖所示，現將在整個鐵芯上的磁通矢量合成，如圖3所示，在鐵柱1上磁通矢量φA是由容抗激勵磁通φ4和1/2φB臺成，容抗激勵磁通φ4的值可變動很大，無耐受到鐵芯的磁飽和的限制，只能在某一值附近作微小波動，因此合成的磁通φA的值大約等于φB，則從圖中可知鐵柱4和鐵柱5的磁通相位差約為120度，同理可知鐵柱6上的磁通值φC約等于φB，相位與鐵柱5上的磁通相差大約120度，因此三鐵柱上的電壓的值是相等的，彼此相位差120度，其相序為A-B-C。
上述分析的某一時刻的磁通和電壓的變化情況，對于一連續的一斷時間，其結果也是一樣的；如圖4所示，B相接入交流220伏的電壓，A相、C相的電壓受到B相電壓的嵌拉只能在等邊三角形附近變化，電壓有效值等于220伏；如圖5所示，鐵芯中各鐵柱的磁通受激勵電流的限制，當激勵電流在線性區時，鐵柱的磁通隨激勵電流的增大而激增，當激勵電流增大到一定的值進入到飽和區，磁通變化是微小的，空載時，A相的電感線圈的電流差不多等于電容上的激勵電流，A相充分工作在磁化曲線的飽和部分，隨著它的負載增加，電壓下降，A相鐵芯的磁通曲線偏向線性區，電感量增加，激勵電流減小，過剩的容抗與C相的感抗合成的電感性阻抗減小，激勵電流增加，C柱鐵芯進入飽狀態，電壓略升，A、C兩相在磁通飽和區范圍相互補償達到平衡。
實施例1采用一個硅鋼片的變壓器，磁通密度為15000高斯每厘米平方，B相鐵柱截面積10.6平方厘米，A、C相的截面積為0.75厘米平方，A、C相的磁通飽和點的密度磁通密度為20000高斯每平方厘米，線圈匝數都為623，A相線圈的電容為11.97微法。
權利要求一種單相交流供電的移相整流裝置，包括輸出整流電路，輸出整流電路是由二極管12組成的橋式整流電路，其特征在于它還包括初級線圈、鐵芯、次級線圈，其中初級線圈由電感線圈1、電感線圈2、電感線圈3組成，鐵芯包括鐵柱4、鐵柱5和鐵柱6，鐵芯工作在磁飽和狀態，電感線圈1、電感線圈2、電感線圈3分別繞在鐵柱4、鐵柱5和鐵柱6，并首尾相連串聯在一起，電感線圈1與電容7并聯，次級線圈由電感線圈8、電感線圈9、電感線圈10組成，電感線圈8、電感線圈9、電感線圈10分別繞在鐵柱4、鐵柱5和鐵柱6上，且彼此相互獨立，電感線圈8、電感線圈9、電感線圈10的兩端都可以接到輸出整流電路的輸入點11上。
專利摘要一種單相交流供電的移相整流裝置,包括輸出整流電路、初級線圈、鐵芯、次級線圈,初級線圈由3組電感線圈組成,鐵芯包括3組鐵柱,3組線圈繞在3根鐵柱上,并首尾相連串聯在一起,電感線圈1與電容7并聯,次級線圈由3組線圈組成并分別繞在3根鐵柱上,且彼此相互獨立,該裝置提供直流電壓有效值高,電壓波動平穩,輸出功率高,制作簡單。
文檔編號H02M7/06GK2319957SQ9724561
公開日1999年5月19日 申請日期1997年9月8日 優先權日1997年9月8日
發明者蕭祖建 申請人:蕭祖建