分析自動平衡式交流穩(wěn)流電源設計與應用

自動平衡式交流穩(wěn)流電源是由自動平衡式交流穩(wěn)壓電源衍生而來的。自動平衡式交流穩(wěn)壓電源是利用輸出電壓采樣來控制輸出電壓的偏離;而自動平衡式穩(wěn)流電源則利用電流采樣，對輸出電流的偏離進行補償。

穩(wěn)流電源通常采用雙層繞組。線圈的有效部分包含左、右兩個有效邊。放在槽內(nèi)且靠近槽口的有效邊叫上層邊，靠近槽底的有效邊叫下層邊。同一槽中上下層間用絕緣紙隔開。同一線圈上下兩有效邊沿圓周方向的距離即為線圈的跨距，通常用槽距(兩相鄰槽間距離)的倍數(shù)表示?？缇嗉s等于一個極距(相鄰兩磁極的距離，也常用槽距的倍數(shù)表示)。 直流電樞繞組分疊繞組、波繞組和蛙繞組3種。每個線圈的兩個出線端連接到換向器的兩個換向片上，兩者在換向器圓周表面上相隔的距離稱為換向器節(jié)距，用Ys表示。不同形式的繞組具有不同的換向器節(jié)距。

1穩(wěn)流電源的主要技術指標

(1)輸出電流范圍單相交流穩(wěn)壓電源輸出電壓通常固定在220V,有些電源能作少許微調(diào)，數(shù)值也不大。但對穩(wěn)流電源的輸出電流，用戶往往希望根據(jù)需要作較大范圍的改變。本項指標是指在不穩(wěn)流情況下，輸出電流可以調(diào)節(jié)的范圍，例如輸出額定電流Io=2A,△Io=1A,則其可調(diào)范圍為1.5~2.5A.當然，相對于IO來說，偏離量也可能不是上下對稱的，即不是±0.5A,可能上限值大于下限值，也可能相反，比如1.8A≤IO≤2.8A.這里定義△Io/Io為恒流率，即S=△Io/Io,本例S=△Io/Io=1/2=0.5.

(2)輸出電壓范圍交流穩(wěn)流電源所提供的輸出電壓要根據(jù)負載性質(zhì)及其阻抗、電流值等而變化，所以必須確定一個輸出電壓范圍來衡量其性能。

(3)輸出電流穩(wěn)流精度它表示輸出電流在額定精度內(nèi)允許電流變化范圍ΔI.設輸出電流Io為2A,精度為±1%,則表示當用了穩(wěn)流器后輸出電流Io滿足1.98A (4)其他指標如不加特殊說明，可借用穩(wěn)壓電源技術指標的定義。

有單疊繞組和復疊繞組之分。單疊繞組是將同一磁極下相鄰的線圈依次串聯(lián)起來，構(gòu)成一條并聯(lián)支路，所以對應一個磁極就有一條并聯(lián)支路。單疊繞組的基本特征是并聯(lián)支路數(shù)等于磁極數(shù)。各條支路間通過電刷并聯(lián)。單疊繞組線圈的換向器節(jié)距Ys=1.Ys>1者稱復疊繞組。比較常用的是Ys=2的復疊繞組，又稱雙疊繞組。雙疊繞組在一個磁極下有兩條并聯(lián)支路。例如一臺四極直流電機，采用雙疊繞組時，共有8條并聯(lián)支路。各條支路間也是通過電刷并聯(lián)。電刷組數(shù)等于電機的極數(shù)。其中一半為正電刷組，另一半為負電刷組。疊繞組的并聯(lián)支路數(shù)較多，它等于極數(shù)或為極數(shù)的整倍數(shù)，所以又叫并聯(lián)繞組。

2工作原理

自動平衡式交流穩(wěn)壓電源原則上均可改為穩(wěn)流電源，如磁放大器調(diào)整式和自耦調(diào)壓型交流穩(wěn)壓電源等均能方便地加以改造。這里以采用磁放大器調(diào)整式的改進型電路組成交流穩(wěn)流電源為例來加以說明。這種穩(wěn)流電源的組成結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1交流穩(wěn)壓電源的一種結(jié)構(gòu)示意圖

(1)電壓/電流轉(zhuǎn)換電路圖1中自耦變壓器TA對電感參數(shù)調(diào)整電路提供不同的輸入電壓Ui,使其有不同的輸出電壓，從而經(jīng)隔離變壓器TR后，在負載電阻RL上得到所需的電流。

隔離變壓器TR的初級有兩種接法，第一種是接在圖1中的BC兩端，它的優(yōu)點是輸出波形好，輸出電壓可以達到很高值，缺點是S較小，ΔI/IO只有1/3左右;第二種接法是將TR初級接于AB兩端(如圖1所示)，這種接法的優(yōu)點是S較大，如果沒有諧波存在，則在TR初級上具有0~60V以下的電壓。隔離變壓器的次級可以制成多抽頭式的，以便為負載提供不同的電壓。