交流參數(shù)穩(wěn)壓電源及其對諧波的抑制_secret

1、交流參數(shù)穩(wěn)壓電源及其對諧波的抑制摘 要：隨著電力電子廣泛應(yīng)用，一方面帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，另方面也帶來供電質(zhì)量下降，影響到許多對電能質(zhì)量非常敏感用電設(shè)備，專家們一致認(rèn)為，微電子儀器設(shè)備和計算機(jī)系統(tǒng)的故障原因，絕大數(shù)都由于供電質(zhì)量問題引起的，交流參數(shù)穩(wěn)壓電源又稱穩(wěn)壓變壓器（CVT），是解決電源干擾比較有效方法之一，并越來越受到關(guān)注。關(guān)鍵字：穩(wěn)壓變壓器 電力電子 交流參數(shù)穩(wěn)壓電源 諧波抑制一、概況隨著電力電子廣泛應(yīng)用，一方面帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，另方面也帶來供電質(zhì)量下降，影響到許多對電能質(zhì)量非常敏感用電設(shè)備，專家們一致認(rèn)為，微電子儀器設(shè)備和計算機(jī)系統(tǒng)的故障原因，絕大數(shù)都由于供電質(zhì)量問題引起的，例如：沖

2、擊、功率因數(shù)低、電壓驟降、諧波畸變、斷電、閃變以及干擾信號電壓等等，解決這些電能質(zhì)量問題方法很多，投入成本差別甚大，而交流參數(shù)穩(wěn)壓電源又稱穩(wěn)壓變壓器（CVT），是解決電源干擾比較有效方法之一，并越來越受到關(guān)注，目前已廣泛應(yīng)用于通信基站、航天、核工業(yè)、鐵路、醫(yī)院、銀行、財務(wù)證券、公安、部隊等工礦企事業(yè)單位的大、中、小型計算機(jī)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)、程控系統(tǒng)、分析測量儀器、計量檢驗、復(fù)印機(jī)、醫(yī)療儀器設(shè)備等等各種設(shè)備配套使用，取得很好效果。二、交流參數(shù)穩(wěn)壓電源的基本原理及特點1、交流參數(shù)穩(wěn)壓電源又稱恒壓變壓器（Constant Voltage Transfomes）簡稱為CVT。它的基本原理是應(yīng)用鐵磁

3、諧振原理制成的功率轉(zhuǎn)換器，原理圖如1所示，W1為原繞組，W2為制邊繞組，L1、L2分別為它們的電感量，Wk為補(bǔ)償繞組，C為諧振電容，二為同樣鐵芯材料磁分路，Ui和Uo分別為輸入和輸出電壓，由于補(bǔ)償電壓Uk很小，所以Uo主要是L2的端電壓。Ui上升到一定值，W2部分的鐵芯進(jìn)入飽和工作區(qū)，由于L2諧振回路內(nèi)部電流較大，而W2匝數(shù)又多，這時原邊W1部分卻還沒有飽和而W2飽和后的磁力線通過磁分路自己構(gòu)成磁回路的一部分，當(dāng)Ui再上升，它的磁場不影響W2已飽和的鐵芯狀態(tài)，這樣達(dá)到穩(wěn)壓的目的。2、恒壓變壓器和普通變壓器的主要區(qū)別： 功能上，雖它是一個鐵芯原邊、副邊兩繞組分開，但它不遵循輸入和輸出電壓與原邊、

4、副邊繞組匝數(shù)比例關(guān)系，而輸出電壓不隨輸入電壓變化而保持恒定。 恒壓變壓器磁分路鐵芯各段有飽和區(qū)和不飽和區(qū)。 具有升壓諧振的并聯(lián)電容和補(bǔ)償繞組。3、技術(shù)參數(shù)的主要特點結(jié)構(gòu)簡單，無控制部件，僅由二個單體元件構(gòu)成。簡單的結(jié)構(gòu)，可靠性高，平均無故障工作時間是各種交流穩(wěn)壓電源中最高的。電壓穩(wěn)定度高，穩(wěn)壓范圍寬，從源電壓效應(yīng)看出，當(dāng)輸入電壓變化20%時，輸出電壓變化1.5%，當(dāng)輸入電壓變化30%，輸出電壓變化3.5%，若適當(dāng)選擇額定輸出負(fù)載與實際負(fù)荷量比例，可以將穩(wěn)壓范圍擴(kuò)展到最佳狀態(tài)，所以它特別適用于電網(wǎng)電壓波動大的地區(qū)。4、抗干擾性能：CVT是穩(wěn)壓、隔離、變壓三位一體的變壓器，輸入和輸出完全隔離，對電

5、網(wǎng)的脈沖干擾信號具有良好的雙向抑制和衰減作用，同時對電網(wǎng)的浪涌沖擊，瞬時驟變，瞬間閃變，靜電落雷等干擾都有良好的抗干擾能力。5、反應(yīng)時間快，在40ms以內(nèi)。6、過載自動保護(hù)當(dāng)輸出功率超過額定值時，輸出電壓自動下降，保證用電設(shè)備安全，即使輸出負(fù)載短路，也不致?lián)p壞，負(fù)載短路解除后會自動恢復(fù)輸出電壓；帶負(fù)載開機(jī)或電網(wǎng)斷后再復(fù)電，輸出不會產(chǎn)生過電壓，如有兩倍電網(wǎng)電壓（440V）短時沖擊，輸出也不會產(chǎn)生過電壓沖擊，從而確保用戶設(shè)備的安全運行。7、波形失真小。由其結(jié)構(gòu)的特點，使其輸出波形極佳，總諧波失真切5%，特別失真度不受輸入失真的影響，即使輸入電壓方波，輸出電壓也為正弦波形或者說有“凈化”作用。三、抑

6、制電網(wǎng)電壓諧波的作用，對2KVA、3KVA、5KVA單相CVT進(jìn)行抑制電壓諧波的測量，結(jié)果在（1）（2）中。（1）2KVA、3KVA、5KVA輸入、輸出諧波畸變率內(nèi)容項目2KVA3KVA5KVA輸入輸出輸入輸出輸入輸出THDv%27.32.136.64.136.35.0V3%25.71.235.61.535.83.5V5%7.90.83.31.12.51.6V7%3.50.32.91.92.61.7V9%1.51.51.52.51.71.8（2）經(jīng)CVT后電壓諧波總畸變率下降率2KVA3KVA5KVA總畸變下降92%88.9%86.2%3次下降率95.3%95.7%90.2 %5次下降率89.

7、8%66.6%36.0%7次下降率91.4%34.5%34.6%9次下降率/從上表得知：（1）CVT對37次諧波有明顯的抑制作用，而隨著容量增加而抑制效果逐漸減少，對大于7次以上諧波幾乎沒有抑制作用，并有放大的趨勢。（2）2KVA、3KVA、5KVA的CVT對三次諧波抑制特別明顯，下降率都達(dá)到90%以上，這就給CVT的應(yīng)用提供廣寬的前景，特別在銀行、財稅、金融、鐵路、醫(yī)院、辦公大樓等，這些場合中大量使用家用電器、節(jié)能燈、計算機(jī)等用電設(shè)備都會產(chǎn)生大量三次諧波電流，使中線電流大大超標(biāo)，不但用電設(shè)備不正常而給供電安全帶來隱患，可以使用CVT，將會大大降低三次諧波，從而降低了中線電流，不但使用電設(shè)備正常運行，而對安全供電有積極的意義。四、交流參數(shù)穩(wěn)壓電源的應(yīng)用一切需要“穩(wěn)壓”又要“潔清凈化”的用電設(shè)備，均能使用交流參數(shù)穩(wěn)壓電源（CVT），應(yīng)用領(lǐng)域已在概況，提到這僅舉一些實用例子，浙江某單位供電線路有中頻爐負(fù)載，使該單位復(fù)印機(jī)工作不正常；某校50多臺電腦房三次諧波引起中線電流達(dá)到46A，電源不正常無法開機(jī)；江蘇省某醫(yī)院彩色B超電源受到干擾，圖像不清晰產(chǎn)生偽影；江蘇某公司進(jìn)口法國一條生產(chǎn)線，控制板受電源干擾經(jīng)常燒壞，還有自發(fā)電進(jìn)口印制機(jī)工作不正常，以上等等設(shè)備配上參數(shù)穩(wěn)壓電源后就能正常工作。國家授時中心陜西藍(lán)田天文臺、西昌發(fā)射中心有關(guān)設(shè)備都配上CVT電