【正文】 3 交流 電力穩(wěn)壓 器的市 場 前景 大家都知道， 穩(wěn)壓器可以安裝在很多重要的用電設備上，尤其是對電壓精度要求很高的，所以在工業(yè)領域應用較為廣泛；另外 在 國 家拉 動內 需、大規(guī) 模 擴 展家 電 下 鄉(xiāng) 活 動 的背景下， 對 于 農 村市 場 的 開發(fā)將 成 為眾 多家 電 廠商的重 點 工作，也 將會 加快 農 村居民家用 電 器 產 品的普及。但家用 電 器肯定離不 開電 ，因此 家 電 未 動 ， 電 網先 鋪 ，家 電產 品 進 入 農 村市 場 就必 須 要面 對 用電環(huán) 境的 問題 。目前我 國 很多 農 村地 區(qū) 的用 電環(huán) 境并不理想， 電 網 電壓 不 穩(wěn)定，因此面向 農 村市 場 的家 電產 品必 須 要具 備 抵抗 電壓 不 穩(wěn) 的性能，而 穩(wěn)壓器正是能 夠為產 品提供足 夠驅動 的 電壓 的 產 品。因此家 電經銷 商和零售商也應該關 注一下家 電穩(wěn)壓 器 這 一 產 品，使家用電器工作更穩(wěn)定，視覺效果更好，壽命更長；還有 ， 世界上比中 國 落后的 國 家多不勝 數(shù) ， 穩(wěn)壓 器的出口同 樣 也是某些生 產 商的主要利 潤來 源。 論 文的主要工作 具體介 紹 幾種 穩(wěn)壓 器的基本原理以及相 應 的改 進 技 術 ，在介 紹 相 關 技術 的基本原理 的同 時 ，分析了 穩(wěn)壓 器 響應 速度和精度，然后重 點論 述了一款快速 電力穩(wěn)壓 器的原 理圖設計 、主控制 電 路 設計 、 軟 件 編 程以及硬件 選擇 和優(yōu)化，主要解 決現(xiàn) 在 穩(wěn)壓 器性價比不是很高 這個問題 ，使交流 電力穩(wěn)壓 器的硬件更加 簡單 且容易 維護 ， 讓 使用者用 著 放心、看 著 舒心。 畢業(yè)設計 (論文 )研究方法、步驟及措施： 1. 分析交流 電 力 穩(wěn)壓 器的 發(fā) 展前景，及其重要意 義 ； 最基本的 變穩(wěn)壓 器的 電 路 結 構出 發(fā)，詳細闡 述交流 電力穩(wěn)壓 器的基本原理，它的存在 對 常用的 電 器保 護 ，以及如何更好的 實現(xiàn)其 保 護功 能。 電壓變 化 產 生 過 程和波形特 點 ，探 討 利用 電壓 作 識別 判據(jù)和利用 現(xiàn)代 數(shù) 字信 號處 理技 術 與智能 理論 作分析， 對 一些新的判 別 技 術進 行 簡單 介紹 和展望。 行原 理圖設計 ， 實際考 察， 電 路 設計 與優(yōu)化， 實踐檢驗 。 廣西大學畢業(yè)設計論文 4 第二章 電壓 波 動 的危害及原因和解 決辦 法 電壓波動的危害 周期性 電壓 的急 劇變 化引起光源通量急 劇 波 動 而造成人眼 視覺 不舒適的 現(xiàn) 象， 稱為閃變 。 當沖擊 性功率 負 荷引起 電 網 電壓 的波 動時 ， 將使 由 該電 網 供電 的照明燈 光 發(fā) 生 閃爍 。 電壓 波 動 是否引起 閃變 ，主要 決定 于 電壓 波 動 的 頻 率、波動 量和 電 光源 類 型，以及工 作場 所 對 照明 質 量的要求等。偶然 產 生的 電壓波 動 ，即使是 較 大 的 電壓 波 動 ， 對 人 們視覺 影 響也是 不大的。 但當電壓 波動 的 頻 度在 10～ 20Hz 時 ，即使是很小的 電壓 波 動 ，也 會 引起 閃變。閃變會引起人 們視覺 不適和情 緒煩躁 ， 對電視 機等 電 子 類設備產 生 較 大有害影 響 ，從 而影 響 人 們 的正常工作和 學習。 過電壓 是指在 電氣設備 或 線 路上出 現(xiàn) 的超 過 正常工作要求并 對 其 絕緣構 成威 脅 的 電壓 。 電壓 偏差是 電 能 電壓質 量的重要指標， 國 家 標 準 GB12325— 90《 電 能 質量、 供電電壓允許 偏差》與 1990 年 頒 布。 電壓 偏差超 過允許 偏差 時 就要 進行 電壓調節(jié) ，以保 證電 能 質 量 [7]。 電能質量問題中電壓波動和閃變的危害 照明設備 危害身體健康，影響工作：頻閃效應會引發(fā)視覺疲勞、偏頭痛。特別是機械行業(yè)采用高壓汞（鈉）燈，和輕工、食品、印刷、電子、紡織等行業(yè)，普遍采用直管型（電感式）日光燈的照明場合尤為明顯。 照明光源 閃變引發(fā)錯覺引發(fā)工傷事故：在電光源的頻閃頻率，與運動（旋轉）物體的速度（轉速）成整倍數(shù)關系時。運動（旋轉）物體的運動（旋轉）狀態(tài)，就會產生靜止、倒轉、運動（旋轉）速度緩慢，以及上述三種狀態(tài)周期性重復的錯誤視覺，引發(fā)工傷事故；自動化控制裝置突然的電壓變化導致裝置停頓或誤動，電壓瞬間降低稱為驟降；變頻調速器停頓電動機、電 梯、電動機暫停，破壞生產，電梯停頓，引起人生傷害事故，高溫光源（碘鎢燈） 造成公共活動場所失去照明 廣西大學畢業(yè)設計論文 5 電器設備 當電壓不滿足設備供電指標要求時，設備運行就會變得困難、過熱或導致絕緣性能不能滿足實際電壓的變化 [6]； 計算機的線路，反復出現(xiàn)電壓驟升的情形。這些反復出現(xiàn)的電壓驟升可能導致硬件損壞、死機、異常，而一旦得知是由于電源問題導致的，這些故障都可以迅速排除；微電子設備耐沖擊能力差受浪涌電流易使微電子設備受到損壞；電源中小的浪涌也是危險的，它每天會發(fā)生成百上千次，對靈敏電路造成累積的危害；干擾設備的安全運 行，增加系統(tǒng)的用電消耗，使電機溫度升高。 電壓 波 動 及 閃變 的抑制 要 減 少 電壓 波 動 和 閃變 ，主要 從 提高 供電系統(tǒng) 短路容量和 減 少 沖擊負荷 無 功功率 變 化量 兩方 面入手，目前抑制 電壓 波 動 和 閃變 的主要措施有： ⒈采 用專用變壓 器或 專用線對負 荷 變動劇 烈的大 型電氣設備單獨供電； ⒉ 設法 增大供 電 容量， 減 少系 統(tǒng) 阻抗，使系 統(tǒng) 的 電壓損 失 減 少， 從 而減 少 負 荷 變動時 引起的 電壓 波 動 ； ⒊有大的 電 網 來 承 擔供電任務 ，提高 供電電壓 等 級 ； ⒋采用相 應 快、能“吸收 ” 沖擊無 功功率 的靜 止型 無 功 補償裝 置。 靜止型 無 功 補償裝 置是通 過 改 變 它所吸收的 無 功功率以平衡 電 弧 爐 等 設備 所向無 功功率的 變 化，使得 電 源共 處 的 無 功功率 變 化幅度 減 小， 從 而 減 少公共 連 接 點電壓 的波 動 。 補償 器的 無 功功率 組 件是 電 抗器和 電 容器，通 過對它 們 的 調節(jié)來 改 變 它所吸收的 無 功功率。 ⒌在 電 能 進 入用 電設備 之前，用交流 電力穩(wěn)壓 器 進 行 穩(wěn)壓 ，使其 達 到用 電設備 的要求， 從而達 到保 護 用 電設備 的功效。 該產 品與其它形式 穩(wěn)壓 器相比具有容量大、效率高 、無 波形畸 變 、 電壓調節(jié) 平 穩(wěn) ，適 用負載廣泛 ，能承受 瞬時 超 載 ， 可長期連續(xù) 工作，手控自控 隨 意切 換 ， 設 有 過壓 、 過 流、相序、機械故障自 動保護裝 置，以及體 積小、重量 輕 、使用安 裝 方便， 運 行可靠等特 點 。 廣西大學畢業(yè)設計論文 6 第三章 交流 電力穩(wěn)壓 器原理及 主電 路 設計 交流電力穩(wěn)壓器技術參數(shù)要求 ⒈ MTK 調控穩(wěn)壓器技術要求 表 31 穩(wěn)壓器的技術指標 穩(wěn)壓精度 穩(wěn)壓范圍 177。 % ～ 177。 % ～ ⒉ 穩(wěn)壓 模式 :兩 種模式 ,即177。 %和177。 %； ⒊ 保護 : ? V 或 ? V，連續(xù) 15 秒則動作，回差電壓177。 5V； ⒋響應時間： ? 為 原設定精 度， ? 為 實際誤差 (1) %???? ， 則 t=480s； (2) %% ??? ?? ， 則 t=240s；(3) %% ??? ?? ， 則 t=120s； (4) %% ??? ?? ， 則 t=60s；(5) %% ??? ?? ， 則 t=20s； (6) %???? ， 則 t=5s。 交流 電壓穩(wěn)壓 器的基本 結 構和可 行性研究 ** Δ uK 2K 3 K 1u i K 1K 2u xK 2 K 1 K 1 K 3 K 1 K 3K 3K 2 圖 31 交流電力穩(wěn)壓器基本結構 廣西大學畢業(yè)設計論文 7 ；kuu x??? ；kuuuuu xaoaao ????? , ⒈ 第一種情況，穩(wěn)壓精度為 %? 2 2 0%)(U ao ??? ，即 ao ?? ； 若 aU 不滿足要求，而 bU ， cU ，在要求范圍內， 令 )sin(2 tmua ?? ， )120s in (2 ??? tnu b ?， )1 2 0s in (p2 ??? tu c ?， 且 ?? n ， ?? p ， 若 k= ,討論： （ 1）當 ax uu ? 時， 1）當 )s in ( tmukuuu axaao ????? 時， 按照要求： 2 1 4 ??? mU ao ，得出 ?? m ， 圖 32 aao uu ? 時的仿真結果 從仿真結果中可以看出，補償后得到的那條綠色的曲線達到了要求，峰值落在了 與 之間（等價于有效值在 與 之廣西大學畢業(yè)設計論文 8 間），這說明當 A 相電壓有效值在 ～ 之間時，可采用 A 相電壓進行調整，并且變壓器同名端同向連接； ** K 1u i K 1u au? 圖 33 aao uu ? 時的穩(wěn)壓器工作情況簡圖 2）當 )s in ( tmukuuu axaao ????? 時， 按照要求 : ?? aoU ，得出 ?? m ， 圖 34 aao uu ? 時的仿真結果 從仿真結果中可以看出，補償后得到的那條綠色的曲線達到了要求，峰值落在了 與 之間（等價于有效值在 與 之間），這說明當 A 相電壓有效值在 ～ 之間時，可采用 A相電壓進行調整，并且變壓器同名端反向連接； 廣西大學畢業(yè)設計論文 9 **K 2u iK 2u au? 圖 35 aao uu ? 時的穩(wěn)壓器工作情況簡圖 （ 2） bx uu? 1）當 )120s in ( ???? tuu bx ?時，且 )1 2 0s i n ()s i n ( ???????? ttmuukuuu babaao ?? )]c o s (37 2 )s in ()7 2 [(2 ttm ?? ??? )7 2 37 2 a ns i n ()37 2 ()7 2 (2 122 ????? ? mtm ? ，）（ )( 22 ???? m 得出 ?? m ； 2） 當 )120s in ( ???? tuu bx ?時，且 )120s i n ()s i n ( ???????? ttmuukuuu baxaao ?? )]c o s (32 7 )s in ()7 2 [(2 ttm ?? ??? ，）（ )( 22 ???? m 得出 ?? m ， 廣西大學畢業(yè)設計論文 10 圖 36 baao uuu .10?? 時的仿真結果 從仿真結果中可以看出，補償后得到的那條綠色的曲線達到了要求，峰值落在了 與 之間（等價于有效值在 與 之間）， 1)和 2)說明當 A 相電壓有效值 在 ～ 之間時，可采用 B相電壓進行調整，并且變壓器同名端同向連接； ** K 1u i K 1u bu? 圖 37 baao uuu .10?? 時的穩(wěn)壓器工作情況簡圖 3)當 )120s in ( ???? tuu bx ?時，且 )1 2 0s i n ()s i n ( ???????? ttmuukuuu baxaao ?? )]c o s ()s in ()[(2 ttm ?? ??? )()(.5214 22 ???? m ， 得出 ?? m ； 廣西大學畢業(yè)設計論文 11 4）當 )120s in ( ???? tuu bx ?時，且)120s i n ()s i n ( ???????? ttmuukuuu baxaao ?? )]c o s ()s in ()[(2 ttm ?? ??? )()( 22 ???? m ， ?? m ， 圖 38 baao uuu ?? 時的仿真結果 從仿真結果中可以看出，補償后得到的那條綠色的曲線達到了要求，峰值落在了 與 之間（等價于有效值在 與 之間）， 3）和 4）說明當 A 相電壓有效值在 ～ 之間時，可采用B 相電壓進行調整，并且變壓器同名端反向連接； **K 2u iK 2u bu? 廣西大學畢業(yè)設計論文 12 圖 39 baao uuu ?? 時的工作情況簡圖 （ 3）當 cx uu ? 時， 1）當 )120s i