電子式三相大功率移相調壓裝置的製作方法

2023-05-06 18:52:36

專利名稱：電子式三相大功率移相調壓裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子式三相大功率移相調壓裝置，它主要應用在電力系統的繼電保護校驗及科研、計量等方面。
至今為止，國內生產的三相移相器均為電磁感應式移相器。這種移相器不僅笨重、難於搬運，且工作時電磁震動大，操作者手感較重。
本實用新型的目的是設計一種重量輕、體積小、操作簡便、相位和電壓可連續調節的電子式三相大功率移相調壓裝置。
本實用新型利用電子移相器將50HZ的正弦波取樣信號在0～360°範圍內任意調節，經低通濾波器送至裂相電路變為相位角互差120°的三相信號，通過幅值調節器送入前級三相功效電路進而推動未級三相功放電路，從而由未級功放輸出三相可移相和調壓的正弦波。
以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明附

圖1為本實用新型的電原理方框圖。
附圖2、附圖3、附圖4為本實用新型的電原理圖。
參見附圖1，本實用新型由濾波器1、3，電子移相器2、裂相器4、推動器5、功率輸出器6和直流工作電源及保護電路7構成，所述濾波器1、3電子移相器2、裂相器4、推動器5、功率輸出器6依次串接。
參見附圖2、附圖3、附圖4，本實用新型中的濾波器1由電阻R1－R6，電容C1、C2和集成塊IC8構成；移相器2由電阻R7－R12、R34－R36。光敏電阻RG1－RG3，電容C3－C5、C23，集成塊IC1－IC3；穩壓二極體wy1，電位器W2，三極體T3，發光二極體LED1構成；濾波器3由電阻R13－R20，電容C6－C9，集成塊IC4、IC5構成裂相器4由電阻R21－R26、電容C10、C11，集成塊IC6、IC7構成；推動器5由電阻R46－R57、電容C29－C40，集成塊IC11－IC13，變壓器B2－B7及電位器W1構成；功率輸出器6由三極體T4－T9，二極體D17－D46、電阻R58－R75及散熱風扇F構成，直流工作電源及保護電路7由電源變壓器B1，二極體D1－D16，電阻R27－R45、R76，電容C12－C28，光電偶合器GD，三極體T1、T2，發光二極體LED2、LED3，可控矽SCR1、SCR2，集成塊IC9、IC10、IC14－IC16構成。
本實用新型的工作原理分述如下1.濾波器50HZ取樣信號送入由集成塊IC8等元件構成的50HZ低通濾波器整形。
2.移相器採用集成塊IC1－IC3構成三級移相電路，設計每級移相120°，每級電路結構完全相同。以第一級為例光敏電阻RG1無光照時相當於開路，輸入信號加在IC1的反相輸入端，其輸出信號相移180°；當有光照時，RG1相當於短路，輸入信號直接加在同相輸入端，IC1的輸出與輸入同相位。當RG1的阻值從0變至無限大時，IC1的輸出相位也從0°至180°。光敏電阻RG1－RG3與發光二極體LED1合裝於密閉小盒內，通過調節電位器W2以改變發光二極體LED1的亮度，達到改變輸入信號的相位即移相的目的。所述W2即相位調節電位器。為使輸出端保持恆定增益，設計每級電壓放大倍數為1，R7－R12阻值均相同。
3.濾波器經移相器輸出的信號送入由IC4、IC5等元件構成的二級低通濾波器，其電路與濾波器1完全相同。
4.裂相器將單相電源信號分裂成互差120°的三相電源信號，它由IC6、IC7等元件構成的二級移相電路實現。經低通濾波器3送入的信號作為a相信號，a相信號經第一級移相電路移相120°作為b相信號，b相信號經第二級移相電路移相120°作為C相信號。為保持每相信號幅值相等，設計每級移相電路放大倍數為1，R21、R23、R24、R26的阻值均相等。
5.功放推動器採用由三級管T4－T9等元件構成的三相橋式功率放大器，每相電路完全相同。以A相為例當推動變壓器B2次級為正半周時，T4導通，T5截止。負半周時，T5導通，T4截止。由於輸入信號120°，因而輸出端可獲得相應的三相正弦波信號。D25、D26、D35、D36、D45、D46為續流二級管；二級管D23、D24、D33、D34、D43、D44是為防止在感性或容性負載時，造成三級管反嚮導通而設置的，每隻功放管的靜態工作點設置相同，以功放管T4為例R58－R60組成分壓電路，由三個PN結的二極體D17－D19組成穩壓電路，以保證每隻功放管的靜態工作電流穩定。
7.直流工作電源及保護電路由變壓器B1，二極體D3－D6、三端穩壓集成塊IC14、IC15等構成直流穩壓電源供給濾波器、移相器、功放推動部分的工作電源，三相橋式功放電路的工作電源由二極體D11－D14。C27直接整流濾波供給，其中R41限限流電阻，R42為過流保護取樣電阻。主迴路可控矽SCR1的延時自動觸發電流由變壓器B1、二極體D7－D10、C24組成的整流濾波電路供給，SCR1的通斷由零位保護電路控制。零位保護電路由IC9、IC10、T1、T2、IC16及光電耦合器GD構成，當幅值調節旋鈕W1不在零位時，輸出電壓信號經IC9放大，T1因有直流電位而導通，時基電路IC10的2腳為高電壓，3為腳為低電壓，T2截止，光電耦合器GD的發射管因處於高電位而有電流通過，它發射的光信號使旁邊的接受三極體GD′導通，IC16的2腳保持高電位，IC16無法翻轉，可控矽SCR1不導通，直流主迴路無輸出、功放部分無輸出，當幅值調節旋扭W1在空位，IC9無輸出，T1截止，GD無電流流過，因而不發光，GD′截止，電容C25逐漸充電從而使IC16的2腳為低電平，IC16翻轉，其3腳輸出高電平，經電容C26觸發可控矽SCR1導通，直流主迴路向橋式功放電路供電，工作電源指示燈LED2亮。設計零位保護電路可有效地防止因調壓旋扭不在零位時開機使輸出所接受負載意外地帶有電壓或過電壓。
可控矽SCR2用於過流保護。正常時C28被充滿電荷；當負載發生過流或短路時，取樣電阻R42的壓降增大而觸發SCR2導通，C28上的電荷經SCR2、R42及SCR1迴路放電而使可控矽SCR1關斷，工作電源指示燈LED2熄滅。
本實用新型中集成塊IC1－IC9的型號為LM324，集成塊IC10、IC16為NE555、集成塊IC11－IC13為TDA2030，集成塊IC14、IC15分別為7812及7912。
綜上所述，本實用新型具有電子式三相大功率，調壓和過載短路保護及非零位開機保護功能，其移相調節連續、平滑、移相範圍0～360°，輸出電壓波形好、失真小，較之現有的三相感應式移相器不僅重量輕、使用方便、無電磁震動、輸出功率可根據需要從數十瓦做至數十千瓦，而且可省去自耦調壓器，從而大大減輕操作人員的勞動強度，本實用新型適於使用在電力系統繼電保護校驗及科研、計量等部門。
權利要求一種電子式三相大功率移相調壓裝置，其特徵是它由濾波器(1)(3)，移相器(2)、裂相器(4)、功放推動器(5)、功率輸出器(6)、工作電源及保護部分(7)構成，所述濾波器(1)(3)、移相器(2)、裂相器(4)、功放推動器(5)、功率輸出器(6)，依次串接，且濾波器(1)由電阻R1-R6，電容C1、C2和集成塊Ic8構成；移相器(2)由電阻R7-R12、R34-R36，光敏電阻RG1-RG3，電容C3-C5、C23、集成塊IC1-IC3，穩壓二極體wy1、電位器w2，三級管T3，發光二極體LED1構成；濾波器(3)由電阻R13-R20、電容C6-C9、集成塊IC4、IC5構成；裂相器(4)由電阻R21-R26、電容C10、C11、集成塊IC6、IC7構成；功放推動器(5)由電位器w1、電阻R46-R57、電容C29-C40、集成塊IC11-IC13、變壓器B2-B7構成，功率輸出器(6)由三級管T4-T9、二級管D17-D46、電阻R58-R75、散熱風扇F構成；直流工作電源及保護電路(7)由電源變壓器B1、二級管D1-D16、電阻R27-R45、R76、電容C12-C28，光電耦合器GD1、三級管T1、T2、發光二級管LED2、LED3、可控矽SCR1、SCR2、集成塊IC9、IC10、IC14-IC16構成。
專利摘要一種電子式三相大功率移相調壓裝置，由濾波器、移相器、裂相器、功放推動器、功率輸出器、工作電源及保護部分構成，它採用電子移相器移相、三相橋式功率放大電路輸出，具有連續調節和裝置自動保護功能，該裝置較之現有感應式移相器不僅具有移相調節平滑、連續、移相範圍大(0～360°)。使用方便，無電磁震動，使用時可省去自耦調壓器，輸出功率可製作成從數+瓦至數+千瓦，從而大大提高移相器的使用範圍。
文檔編號H02M1/084GK2124525SQ9221717
公開日1992年12月9日 申請日期1992年6月22日 優先權日1992年6月22日
發明者皮衛平, 劉文林 申請人:皮衛平, 劉文林