电力电子|交流参数稳压电源及其对谐波的抑制

安防之家讯：一、概况随着电力电子广泛应用，一方面带来巨大的经济效益，另方面也带来供电质量下降，影响到许多对电能质量非常敏感用电设备，专家们一致认为，微电子仪器设备和计算机系统的故障原因，绝大数都由于供电质量问题引起的，例如：冲击、功率因数低、电压骤降、谐波畸变、断电、闪变以及干扰信号电压等等，解决这些电能质量问题方法很多，投入成本差别甚大，而交流参数稳压电源又称稳压变压器（CVT），是解决电源干扰比较有效方法之一，并越来越受到关注，目前已广泛应用于通信基站、航天、核工业、铁路、医院、银行、财务证券、公安、部队等工矿企事业单位的大、中、小型计算机、计算机网络数控系统、程控系统、分析测量仪器、计量检验、复印机、医疗仪器设备等等各种设备配套使用，取得很好效果。二、交流参数稳压电源的基本原理及特点1、交流参数稳压电源又称恒压变压器（ConstantVoltageTransfomes）简称为CVT。它的基本原理是应用铁磁谐振原理制成的功率转换器，原理图如1所示，W1为原绕组，W2为制边绕组，L1、L2分别为它们的电感量，Wk为补偿绕组，C为谐振电容，二为同样铁芯材料磁分路，Ui和Uo分别为输入和输出电压，由于补偿电压Uk很小，所以Uo主要是L2的端电压。Ui上升到一定值，W2部分的铁芯进入饱和工作区，由于L2谐振回路内部电流较大，而W2匝数又多，这时原边W1部分却还没有饱和而W2饱和后的磁力线通过磁分路自己构成磁回路的一部分，当Ui再上升，它的磁场不影响W2已饱和的铁芯状态，这样达到稳压的目的。2、恒压变压器和普通变压器的主要区别：①功能上，虽它是一个铁芯原边、副边两绕组分开，但它不遵循输入和输出电压与原边、副边绕组匝数比例关系，而输出电压不随输入电压变化而保持恒定。②恒压变压器磁分路铁芯各段有饱和区和不饱和区。③具有升压谐振的并联电容和补偿绕组。3、技术参数的主要特点①结构简单，无控制部件，仅由二个单体元件构成。②简单的结构，可靠性高，平均无故障工作时间是各种交流稳压电源中最高的。③电压稳定度高，稳压范围宽，从源电压效应看出，当输入电压变化±20时，输出电压变化±1.5，当输入电压变化±30，输出电压变化±3.5，若适当选择额定输出负载与实际负荷量比例，可以将稳压范围扩展到最佳状态，所以它特别适用于电网电压波动大的地区。4、抗干扰性能：CVT是稳压、隔离、变压三位一体的变压器，输入和输出完全隔离，对电网的脉冲干扰信号具有良好的双向抑制和衰减作用，同时对电网的浪涌冲击，瞬时骤变，瞬间闪变，静电落雷等干扰都有良好的抗干扰能力。5、反应时间快，在40ms以内。6、过载自动保护当输出功率超过额定值时，输出电压自动下降，保证用电设备安全，即使输出负载短路，也不致损坏，负载短路解除后会自动恢复输出电压；带负载开机或电网断后再复电，输出不会产生过电压，如有两倍电网电压（440V）短时冲击，输出也不会产生过电压冲击，从而确保用户设备的安全运行。7、波形失真小。由其结构的特点，使其输出波形极佳，总谐波失真切〈5，特别失真度不受输入失真的影响，即使输入电压方波，输出电压也为正弦波形或者说有“净化”作用。三、抑制电网电压谐波的作用，对2KVA、3KVA、5KVA单相CVT进行抑制电压谐波的测量，结果在（1）（2）中。（1）2KVA、3KVA、5KVA输入、输出谐波畸变率内容项目2KVA3KVA5KVA输入输出输入输出输入输出THDv27.32.136.64.136.35.0V325.71.235.61.535.83.5V57.90.83.31.12.51.6V73.50.32.91.92.61.7V91.51.51.52.51.71.8（2）经CVT后电压谐波总畸变率下降率2KVA3KVA5KVA总畸变下降9288.986.23次下降率95.395.790.25次下降率89.866.636.07次下降率91.434.534.69次下降率///从上表得知：（1）CVT对3~7次谐波有明显的抑制作用，而随着容量增加而抑制效果逐渐减少，对大于7次以上谐波几乎没有抑制作用，并有放大的趋势。（2）2KVA、3KVA、5KVA的CVT对三次谐波抑制特别明显，下降率都达到90以上，这就给CVT的应用提供广宽的前景，特别在银行、财税、金融、铁路、医院、办公大楼等，这些场合中大量使用家用电器、节能灯、计算机等用电设备都会产生大量三次谐波电流，使中线电流大大超标，不但用电设备不正常而给供电安全带来隐患，可以使用CVT，将会大大降低三次谐波，从而降低了中线电流，不但使用电设备正常运行，而对安全供电有积极的意义。四、交流参数稳压电源的应用一切需要“稳压”又要“洁清净化”的用电设备，均能使用交流参数稳压电源（CVT），应用领域已在概况，提到这仅举一些实用例子，浙江某单位供电线路有中频炉负载，使该单位复印机工作不正常；某校50多台电脑房三次谐波引起中线电流达到46A，电源不正常无法开机；江苏省某医院彩色B超电源受到干扰，图像不清晰产生伪影；江苏某公司进口法国一条生产线，控制板受电源干扰经常烧坏，还有自发电进口印制机工作不正常，以上等等设备配上参数稳压电源后就能正常工作。国家授时中心陕西蓝田天文台、西昌发射中心有关设备都配上CVT电源，另外国家从日本进口的机器人控制板经常损坏，维修费用高，配上CVT电源后就没有发现控制板的损坏现象。除此，国防上进口设备，中国的电网不适合这类设备的电源要求，配上CVT电源后就能正常工作，从上可以看出，CVT是一种抗干扰强，稳定可靠的“绿色电源”。安防之家专注于各种家居的安防,监控,防盗,安防监控,安防器材,安防设备的新闻资讯和O2O电商导购服务，敬请登陆安防之家：http://anfang.jc68.com/