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調壓器、穩壓器基本常識, 作者:上海森普電器研究所、上海森迪調壓變壓設備有限公司 張景洲 許開平

瀏覽次數: 日期:2016年6月7日 09:50

上海森普電器研究所、上海森迪調壓變壓設備有限公司  張景洲  許開平

1 調壓器、穩壓器區別

調壓器是一種將額定電源電壓轉變成輸出電壓由最小到最大可無級、平滑、連續調節的調壓電源。標稱最小電壓為零的調壓器,空載輸出允許有一個較低的起始電壓。調壓器的額定輸出電壓是指帶載狀態下,去除內部阻抗壓降后應能達到規定的最大輸出電壓。

穩壓器是一種電源電壓在一定范圍內波動,通過閉環自動控制,使輸出電壓穩定在要求精度范圍內的穩壓電源。穩壓器的額定輸出電壓是指帶載狀態下,去除內部阻抗壓降后能達到規定的電壓。

調壓器、穩壓器的額定負載,是指輸出電壓和輸出電流均為額定值,且負載功率因數COSΦ=0.8(滯后)。

與調壓器、穩壓器不同,變壓器額定輸出電壓是指空載狀態下,輸出端達到的規定電壓,由于該電壓沒有去除內部阻抗壓降,所以技術數據必須列出阻抗電壓uK值。

調壓器、穩壓器的額定輸出容量標稱為額定容量,額定容量計算公式如下。

式中:m——相數,單相為1,三相為3

PN——調壓器、穩壓器的額定容量,kVA

  U2N——調壓器、穩壓器額定輸出電壓(COSΦ=0.8滯后),V

I2N——調壓器、穩壓器額定輸出電流,A

如已選定調壓器、穩壓器額定容量,可按以下公式,求出調壓器、穩壓器的額定輸出電流。

在任一負載狀態下,調壓器、穩壓器的輸出電流不能超過額定值I2N。穩壓器的輸出電壓為額定值U2N,所以其輸出功率P2是恒定值PN,而調壓器的輸出電壓是從最小值至最大值可調的,所以其輸出功率P2是隨輸出電壓U2大小成線性變化的。

2 調壓器、穩壓器種類

a. 按相數分,有  1相、3相兩種;

b. 按頻率分,有 工頻50、60Hz,中頻400、500Hz幾種;

c. 按冷卻方式分,有 干式自冷、油浸自冷、干式風冷幾種;

d. 按電壓等級分,有  1kV及以下、6kV、10kV幾種;

e. 按結構分,有 接觸式(有觸點):接觸調壓器、接觸穩壓器,柱式調壓器、柱式穩壓器;

                   感應式(電機型):感應調壓器、感應穩壓器;

                   移圈式(變壓器型):移圈調壓器;

               磁性式(直流勵磁):磁性調壓器;

                   晶閘管式(電子型):可控硅調壓器,可控硅調功器。

因耗材多,波形畸變大,穩壓器很少采用移圈調壓器;磁性調壓器波形畸變大,低載時功率因數低,也不宜制作穩壓器;可控硅調壓器因電壓波形不完整,波形嚴重畸變,可控硅調功器因負載間隔性通電,會對電網、負載造成沖擊,所以兩者更不能制作成穩壓器。

3 調壓器、穩壓器原理

a. 接觸調壓器

變動電刷接觸位置,改變一次繞組與二次繞組的匝數比以達到調壓目的。鐵心為環式的稱為環式接觸調壓器,簡稱接觸調壓器。

b. 柱式調壓器

調壓原理同環式接觸調壓器,唯鐵心呈柱式,故稱作柱式調壓器。

c. 感應調壓器

電磁結構與堵轉的繞線轉子異步電機相類似,當定子、轉子之間的相對角位移連續改變時,兩者電勢的矢量和隨之而改變,最終獲得無級、平滑、連續調節的輸出電壓。

d. 移圈調壓器

通過移動一個自身短路的動線圈位置,改變一、二次線圈之間磁鏈,以獲得無級、平滑、連續調節的輸出電壓。

e. 磁性調壓器

將飽和電抗和變壓器組合在一起,通過直流電流勵磁,改變電抗器鐵心的磁導率,進而改飽和電抗器和變壓器線圈的電壓分配,以獲得所需的輸出電壓。

f. 可控硅調壓器

以改變電源正弦波的導通角,來改變輸出電壓的有效值,從而使輸出電壓能在一定范圍內無級、平滑、連續調節。

g. 可控硅調功器

在設定的周期內,改變施加到負載上電壓的周波數,負載功率即隨通過的周波數而改變。

h. 接觸穩壓器、柱式穩壓器、感應穩壓器

由特殊設計的接觸調壓器、柱式調壓器、感應調壓器,有時還需增加一臺串接變壓器,與控制器或控制柜組成一個閉環自動控制系統,即構成一臺(套)完整的接觸穩壓器、柱式穩壓器、感應穩壓器。

4 調壓器、穩壓器用途

各類調壓器均能在帶載狀態下,無級、平滑、連續地調節輸出電壓。接觸調壓器主要用于實驗室、儀器設備配套等小容量調壓場合;感應調壓器及柱式調壓器主要用于機電、冶金、化工、通訊、軍工、電機電器試驗及負載電壓需要調節的場合;磁性調壓器主要用于有色金屬冶煉、電解、電鍍、石英玻璃制品及化工原材料生產等行業;可控硅調壓器、調功器主要用作電加熱等溫控場合,而可控硅調壓器還可用作劇場、影劇院、體育場、廣場調光電源;移圈調壓器耗材多,性能差,已很少生產和被使用。

各類穩壓器能在帶載狀態下,無級、平滑、連續地穩定輸出電壓。穩壓器主要用于冶金、礦山、化工、機場、大樓、賓館、醫院、體育場、計算機房、醫療設備配套、生產流水線等需要穩定負載電壓的場合。

5 調壓器、穩壓器選用

5.1 按負載電壓和負載電流選用調壓器、穩壓器

調壓器、穩壓器的額定輸出電壓U2N及其變化范圍應與負載所需電壓及其變化范圍相符,額定輸出電流I2N必須等于或略大于負載所需最大電流,產品的額定容量按本文第一章公式計算。小容量產品可選用接觸調壓器、穩壓器,,中大容量產品可選用感應或柱式調壓器、穩壓器。

調壓器、穩壓器額定輸出電壓、額定輸出電流如過多超出負載實際需要值,將會增加設備投資,為節約購置費用,應盡量選用標準額定容量及標準電壓規格的調壓器、穩壓器。

5.2 按性能要求選用調壓器、穩壓器

要求低阻抗、波形畸變小,擬選用柱式調壓器、穩壓器,低壓大電流或負載易短路場合,擬選用磁性調壓器;對波形畸變無要求、僅用于控溫或調光的可選用可控硅調壓器,可控硅調功器僅在周期內間隔對負載供電,它只能用作電加熱負載控溫電源。

5.3 按使用環境選用調壓器、穩壓器

對于有防火要求的場合,可選用干式自冷或干式風冷調壓器、穩壓器;對于有防腐要求的場合,則應選用油浸自冷調壓器、穩壓器;對于戶外使用的穩壓器,也應選用油浸自冷穩壓器,其控制系統與穩壓器主體調壓器共同置放在一臺密封性良好、并具防雨雪功能的油箱中。

5.4 按電源電壓實際波動范圍選用穩壓器

穩壓器額定輸入電壓波動范圍應與電源電壓實際波動范圍相一致,以額定輸入電壓百分數表示的電壓波動范圍,一般有±10%、±15%、±20%三檔,正負電壓波動范圍也可不等,擬取+10-15 %、+15-20 %兩檔。在耗用材料一定時,額定容量與電壓波動范圍成反比,如電壓波動范圍由±20%變為±10%時,額定容量就會增加一倍,產品效率也隨之顯著提高。

不切實際地擴大穩壓器電壓波動范圍,不僅使穩壓器運行效率降低,還會增加設備的投資費用。

各種穩壓器主要性能

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