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交流稳压器综述

发布时间: 2016-02-29       作者:上海潘登新电源有限公司      来源:http://www.pandeng.com      点击数:

目前市场上交流稳压器种类很多,最初的电力稳压器靠继电器跳动来稳定电压,当电网电压出现波动时,电力稳压器的自动纠正电路启动,使内部继电器动作,近迫使输出电压保持在设定值附近.这种电路优点是电路简单,缺点是稳压精度不高,并且每一次继电器跳动换挡,都会使供电电源发生一次瞬时的中断,并产生火花干扰,这对电脑设备的读写工作干扰很大,容易造成电脑出现错误信号,现在高质量的小型稳压器,大多采用电机拖动碳刷的方法稳定电压.

1、什么是无触点感应式交流稳压器?

有触点稳压器在军事上是不宜采用的,因为它会产生干扰和电源瞬时中断,因此应该采用无触点稳压器.

  无触点稳压器如果按主电路工作原理进行区分,主要有补偿式稳压器、感应式稳压器、参数式稳压器等。

感应式交流稳压器属于无触点调压.它]的主要部件为感应式调压器。利用电磁感应原理进行工作的设备,与绕线式异步电动机相似,它没有任何接触部件及可磨损部件(如碳刷等)。因此不会产生火花电弧,亦不会造成突波,同时还没有碳刷磨损。

采用无触点感应式交流稳压器,系统瞬时超载能力强、故障率低、安全性高,且不需要经常经常维护保养问题。因此,感应式稳压器是目前市场上工作运行相对可靠的一种交流稳压器。

在无触点感应式交流稳压器中,例如SGW5C型无触点感应式交流稳压器可广泛应用于大型机电设备、金属加工设备、生产流水线、建筑工程设备、医疗器械、轻纺设备、广播电视设备及照明负载等需要稳压的场所,特别值得一提的是,这一设备适用需要频繁起动的电动机类负载,能承受起动过程中相当于58倍额定电流的堵转大电流。

2SGW5C无触点感应式交流稳压器实现稳压的奥秘在哪里?

   SGW5C无触点感应式交流稳压器实现稳压的奥秘主要在于它的主要部件——感应式调压器,这是一种通过定子和转子之间产生相对位移,从而改变定子绕组感应电压幅值的器件。 

  感应调压器内部结构如图1所示,转子(R)绕组为一次绕组,与电网并联,定子(S)绕组为二次绕组,与负载串联。当3端和4端间施加电网电压E1时,二次绕组所感应的电压E2随两个绕组的交角θ的变化而变化,即E2E1·cos θ。可见,改变一次、二次绕组的相对位置,就可以连续改变输出电压。


感应调压器内部结构

3SGW5C型无触点感应式交流稳压器的结构与工作过程是怎样的?

如图2所示,SGW5C型三相无触点感应式交流稳压器由电涌防护器、旁路电路、感应调压器、输出采样电路、控制电路、保护电路、输出控制电路等组成。

这一设备的工作过程为:当输入电压波动或负载变化时,输出采样电路获取反馈电压,并与基准电压进行比较判断,然后由控制电路输出控制信号,控制感应调压器工作,以达到稳定输出电压的目的。同时,控制电路还对保护电路和输出控制电路进行控制,使后两者完成相应的动作。

2 SGW5C型三相无触点感应式交流稳压器原理框图

对图2 SGW5C型三相无触点感应式交流稳压器在电源输入端还配置了电涌防护器,可以有效抑制电网中的电涌高压和瞬变,从而保障负载的良好运行。

4SGW5C无触点感应式交流稳压器的九大特点分别是什么?

SGW5C无触点感应式交流稳压器的九大特点分别是:

第一,无间断、线性调整电压。无触点感应式稳压器利用感应原理调压,可连续、无间断、线性调整输出电压,工作过程中不会产生噪声、火花、电弧和突波,为负载所提供的电力品质与输入端完全相同。

第二,坚固耐用,使用寿命长。无触点感应式稳压器的主体为感应调压器,调压器中没有接触元件和可磨损元件,体现了坚固耐用的特点。无触点稳压式调压器由壳体、线圈、矽钢片等组成,等承受突波和非线性负载的冲击,设计使用寿命超过15年。

第三,过载能力强。无触点感应式稳压器中的感应调压器是通过绕组线圈来传导电流的,其他形式的调压器则是通过碳刷或晶闸管模块来传导电流的,两相比较相,无触点感应式交流稳压器的过载能力是非常强的,不会因一时过载而引发稳压器的损坏。

第四,维护保养简单。无触点感应式稳压器内部采用模组化设计,所有元件都是符合标准的规格化元件,只需要进行日常外部清洁即可,不需要其他的维护和保养。

第五,体积小,重力轻。无触点感应式稳压器采用新型专利制造技术,特别是新型高强度专利结构设计与精密机械加工相配合,在较小体积、较轻重力的基础上实现了大容量。

第六,能适应恶劣环境。无触点感应式稳压器采用高品质零件组装而成,即使高温、大湿度、污秽等恶劣环境中使用,使用寿命也不会缩短。

第七,可抑制电涌电压。无触点感应式稳压器,能抑制电涌电压,当大型设备启、停时,电网中会产生瞬间电涌高压,稳压器中装有电涌防护器,可抑制电涌高压,保护后端设备免受电涌引起的损坏。

第八,较宽的输入电源范围。可以将无触点感应式稳压器设计为可承受较宽输入电压波动范围的产品,这样在较差的输入电源环境中,稳压器仍可正常工作。稳压器内部的所有元件都符合相关标准,可抵御瞬时高电压和大电流。

第九,严格的材料选用。无触点感应式稳压器采用高磁导、低铁损矽钢片,矽钢片冲片后再经退火处理,材质特性稳定。稳压器还采用F级绝缘材料和无氧漆包铜线,使铜损降低到最小。

5SGW5C无触点感应式交流稳压器特别适用于数控自动化设备

SGW5C无触点感应式交流稳压器是由被誉为“电源防护专家”的上海潘登新电源公司所研发的一款性能优异的交流稳压器产品,特别适用于包括数控机床在内的各种数控自动化设备。

众所周知,数控设备的加工精度及各项性能指标要求都很高,因此如何保证数控设备的高效正常运行,进而充分发挥其效能是十分重要的。数控设备使用现场的电磁环境一般较为恶劣,特别是周围的大型电气设备起动、停机时,会在公用交流电网和控制回路上产生大量电压瞬变和电涌,幅值可高达数千乃至上万伏,且每天可发生数千至上万次。长期承受如此大幅值和高频次的电压危害,对数控设备而言影响是极其严重的,轻则数控设备无法正常运行进而报警,重则数控设备的控制电路板被损坏,甚至导致有关数据丢失。

SGW5C无触点感应式稳压器配置了基于防电涌行业世界领先水平——美国强世林防雷防电涌技术生产的电涌防护器,能在纳秒级的时间内迅速有效地抑制电网中的电涌高压和瞬变干扰,从而保障数控设备的良好运行,提升数控设备的整体性能。这样既可以延长数控设备的使用寿命,又可以大幅降低设备的维修维护费用。

6、能效检验用的稳压调压电源

在制冷产品和民用电器行业中,经常需要对产品进行能效检验,以满足国家日益高标准的节能减排要求。产品进行能效检验时,需要一种能在较大范围内调节输出电压值的大功率交流电源,给被检验的产品提供各种定值的交流电压,以测量其在不同工作电压下的各种损耗。同时,这种交流电源还需具备稳定输出电压的功能。

   SBW5T稳压调压电源是在中国通用机械研究院的多次支持与协助下,由上海潘登公司,研发出的用于制冷空调产品能效检验的既能稳压,又能调压的交流电源。

SBW5T稳压调压电源在美国特灵公司的中国检测基地投入运行,经过6年的长期使用,其各项功能指标都超越了其他厂家为他们生产的稳压调压电源。 特灵公司现已开始淘汰以前的稳压调压电源,全部更新采用我公司生产的SBW5T稳压调压电源。

格力电器集团的产品检测中心,选用大功率SBW5T稳压调压电源满足了制冷空调产品的测试需求,其优异的性能指标,得到中国通用机械研究院的认可,并多次被推广介绍。

上海潘登新电源公司是一家专业的电源装备产品公司,从1990年开始生产交流稳压电源,在20多年的企业发展过程中,率先填补了国内无触点交流稳压电源的空白,并将其发展成具有不同结构种类的系列产品,至今一直占据着市场主流产品的地位。同时,我们还为了满足各行业用户的不同需要,研发生产了一系列专用交流稳压电源。

在举世瞩目的上海世博会建设期间,我公司各类稳压电源产品在世博重大工程项目中多次中标。为世博会配套的上海浦东机场、虹桥机场航站楼、通往世博会的交通隧道中,全部采用我公司生产的电源设备。 中国规模最大的高速列车和城轨客车研发、制造基地——中国北车,也大批使用了我们的稳压电源。

7、SBW5T稳压调压电源的电路结构与工作原理

SBW5T稳压调压电源由补偿稳压电路、控制电路、采样电路和输出控制电路组成。其中,补偿稳压电路、控制电路和采样电路组成了自动补偿稳压系统,如图3所示.

 图3.  SBW5T稳压调压电源原理框图

 补偿稳压电路是稳压调压电源的主电路,由补偿变压器TB、带有电机及传动机构的接触式调压器TT等组成。其自动补偿稳压原理如图4所示:

 图4.  SBW5T稳压调压电源工作原理图

 

不计补偿变压器的阻抗压降有:Uout=Uin±△U

式中Uin—稳压调压电源输入相电压;

    Uout—稳压调压电源输出相电压;

U—稳压调压电源一相补偿电压;

当输入电压Uin改变或负载变化而引起输出电压Uout变化时,采样电路从稳压调压电源输出端采样,控制电路将采样信号与基准电压进行比较,给出控制信号,控制接触式调压器上的电动机转动,驱动碳刷在接触式调压器表面往复滑动,调节接触调压器的输出电压来改变补偿电压,实现自动保持输出电压稳定的功能。

 1)SBW5T稳压调压电源的主要技术指标

 

输入电压

(1)380V/220V 50Hz/60Hz

(2)220V/127V 50Hz/60Hz

输出相电压

(1)、输入380V/220V 时:输出相电压220V±20% 可调

(2)、输入220V/127V 时:输出相电压127V±20% 可调

输出精度

(1)稳压运行时:输出精度±1.5%

(2)手动调压时:输出精度±1%

额定容量

80 KVA4000 KVA

≥  98%

输出调压方式

可自动调压,也可手动调压; 可现场调节,也可远程调节

绝缘电阻

≥  2MΩ

耐压强度

能承受2000V / 1min

使用寿命

设计使用寿命长达15年以上

 

 

2)SBW5T稳压调压电源的特殊技术

()多圈移位并绕法

稳压调压电源中的调压变压器,其匝间电压不得超过1伏,但太长的线圈又会引起漏感增加,压降加大。为此,我公司在SBW5T稳压调压电源中,采用了特殊工艺技术——“多圈移位并绕法”,解决了这一难题,减少了变压器的铜损,降低了绕组和碳刷的温升。

 ()多级补偿调压法

对于大功率稳压调压电源,如补偿变压器级数太少,将使调压变压器通过较大的电流,严重时变压器线圈温升将超过允许值,甚至使碳刷烧损。为此,我公司在SBW5T稳压调压电源中,设计了“多级补偿调压电路”,有效地把大电流分解掉,控制了绕组的温升(变压器线圈温升完全能满足国外企业高标准的要求),又保证了碳刷的长期使用寿命。

 

()采用优质无氧铜材制作变压器绕组线圈

在大功率稳压调压电源中,变压器绕组的铜损是比较大的。为降低变压器的铜损和发热,我公司在SBW5T稳压调压电源中,采用了优质无氧铜材来制作变压器绕组线圈。

 

()双速电机调压

为使SBW5T稳压调压电源实现“稳定输出电压”和“输出电压可调”两种目的,我们在其电压调节控制电路中,采用了特规订制的双速电机,以及自动调压、手动调压两种方式。当手动调压时,保证了稳压器输出电压能以约1V一档进行精细调节。

 

 3)SBW5T稳压调压电源的输出电压多种调节方式

为满足稳压调压电源即能“现场调节”又能“远程调节”,即能“自动调节”又能“手动调节”的多种调压方式要求,我们对SBW5T稳压调压电源的控制电路做了许多特殊设计。

()“自动稳压”时,能手动设定输出电压;

()“手动调压”时,能随意升、降输出电压;

()能远程对稳压器进行“手动升、降压”操作;

()具有“输出自动换档”功能,能根据用户要求,定时自动换档,输出各种预先设定的、不用的工作电压。

 

附:“输出自动换档”功能(见图5)


(2)、输出由额定电压的115      额定电压,并保持1分钟;

(3)、输出由额定电压      额定电压的75%,并保持1分钟;

(4)、输出由额定电压的75      额定电压,并保持1分钟。

(5)、以上14的过程循环三次。

(6)、以上每档输出电压的设定值和每档保持的时间长度均可由编程来改变。

 图5.“输出自动换档”工作状态图示

 4)SBW5T稳压调压电源与其他品牌产品的主电路比较

目前的市场上,稳压调压电源产品已有好几种,它们之间的主要区别在其主电路结构。而主电路结构的不同,决定了稳压调压电源的性能指标和操作便易性的较大区别。下面我们对潘登SBW5T稳压调压电源与其他品牌产品的主电路做一个比较。


)潘登SBW5T稳压调压电源的主电路形式及其优点

潘登SBW5T稳压调压电源的主电路(见图6),由补偿变压器TB和调压变压器TT两个部件构成,既能完成稳定输出电压的功能,又能完成在较宽的范围内调节改变输出电压的功能。其主要优点是:

(1)主电路十分简单,仅由补偿变压器TB和调压变压器TT两个部件构成,因此运行损耗大大降低。

(2)由于主电路简单,产品的工作可靠性、维护的便易性、产品体积等方面都有较大的改善。

(3)在调压变压器TT的全部调节范围内,碳刷能均衡地运行在不同的线段,不会产生局部线段长期使用寿命快速缩短的情况。

图6. 潘登SBW5T稳压调压电源的主电路

6)其他品牌产品主电路的主要形式及其缺点

其他品牌产品的主电路(见图7),一般是由TW1、TW2构成常规稳压器,后面附加一只自耦调压变压器TT。其主要缺点是:

(1)自耦调压变压器TT体积庞大。

(2)自耦调压变压器TT的漏磁很大,阻抗较大,从而引起TT线损增大,线圈和碳刷发热都很厉害。

(3)由于自耦调压变压器TT的阻抗较大,在稳压器启动期间,很大的启动电流造成TT上的压降很大,致使稳压器输出电压跌落相当厉害,造成负载设备无法运行。

(4)实验室电压一般波动范围都不大,因此调压变压器TW2中,碳刷长期停留在固定的几匝线圈上大电流高温运行,其使用寿命大大缩短,一般两到三年这部分线圈就会严重老化甚至烧损。

图7. 其他品牌稳压调压电源的主电路

其他品牌产品的主电路还有另一种形式(见图8),这种主电路是由TW、T构成的常规稳压器,后面附加TT、T构成的调压器(其中与稳压器与调压器共用T)。其主要缺点是:

(1)需要TW和TT两只补偿变压器,增加了产品运行损耗。

(2)调压器部分只有手动调节,操作的方便性不太好,输出电压的精确性也较难把握。

(3)在调压变压器T中,同样存在局部线圈使用寿命缩短,提前老化甚至烧损的现象。

图8. 其他品牌稳压调压电源主电路的另一种形式


7)SBW5T稳压调压电源与其他品牌产品的主电路比较

将前述其他品牌产品的主电路,与潘登SBW5T稳压调压电源主电路做一比较,可以看到,潘登稳压调压电源主电路明显要简单的多。其他品牌产品是将“稳压”和“调压”功能,分别由不同的电路部件完成。而潘登稳压调压电源则仅由补偿变压器TB和调压变压器TT两个部件,就能同时完成 “稳压”和“调压”两种功能,因此产品的自身损耗、工作可靠性、维护的便易性、产品体积等方面都有较大的改善。


    随着制冷产品和民用电器不断的更新换代和推陈出新,对相关检测设备也会提出新的功能和更高的技术要求,我们将秉着质量尽善尽美,服务至诚至周的经营理念,不断为用户提供完美的产品和细致周到的服务!

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