SBW-PWM斩波补偿式

SBW-PWM斩波补偿式

发布时间:2014-09-02 点击量:
现代工业的发展对提高供电的可靠性、改善电能质量提出了越来越高的要求。在现代企业中,由于变频调速驱动器、机器人、自动生产线、精密的加工工具、可编程控制器、计算机信息系统的日益广泛使用,对电压质量的控制提出了日益严格的要求。这些设备对电源的波动和各种干扰十分敏感,供电质量的恶化可能会造成产品质量的下降,产生重大损失。使用稳压器可以有效控制设备输入电压波动,使设备运行更加稳定可靠。

 PWM型稳压器

PWM型稳压器主电路由补偿变压器TB和PWM稳压模块CB组成。当输入电压UI改变时,PWM稳压模块自动调节输出电压,从而改变补偿变压器输出补偿电压ΔU,使输出电压UO保持稳定。
PWM型稳压器采用先进的电力电子技术,使用PWM控制技术直接控制补偿电压,具有无电火花产生,快速响应,无级调节补偿电压,稳压精度高的特点。

一、PWM稳压模块原理
PWM稳压模块是一种使用晶体管作为开关器件的交流/交流变换器,这种变换器使用PWM技术控制输出电压的幅值,也被称为交流斩波(降压)调压器,或交流电压控制器。
交流斩波的功能是将晶体管开关器件串联连接在交流电源和交流负载之间,改变开关器件的通、断状态,控制负载上的电压波形,从而控制负载的交流电功率。图1展示了PWM交流斩波器。图1中S1、S2、S3、S4为4个高频通断控制的自关断器件。当S1、S2导通时,S3、S4断开,负载电压Uo=Us。当S3、S4导通时,S1、S2断开,负载电压Uo=0。在一个开关周期Ts中控制S1、S2导通时间Ton的占空比D(D=Ton/Ts),则可调控负载电压Uo。采用高频PWM时,Vo、Is中的谐波频率很高,用较小的L、C输入、输出滤波器就能使Uo、Is的波形接近正弦波。这种PWM交流斩波器可以实现高速、高精度的交流电压调节。


二、基于PWM稳压模块的稳压器
斩波补偿式交流稳压器以PWM稳压模块作为补偿控制单元。由于PWM稳压模块只能实现正向电压补偿,双向电压补偿由补偿变压器实现。该补偿变压器的二次侧具有两个绕组,通过可控硅切换不同的绕组来选择正确的补偿电压的方向。

图1 基于PWM稳压模块的稳压器单相原理图

 
稳压器主要技术指标

   稳压方式              PWM斩波补偿式稳压器
   额定输出电压          单相AC220V 三相380V
   补偿电压范围          ±20%, ±30%, ±40%
   输出额定电流           50A~2000A
   稳压范围精度           ±1%~3%   
   补偿时间               8ms, 20ms, 20~40ms
   整机效率               ≥ 95%~98%
   输入输出不对称度       输出对输入不对称的增量≥3%
   噪声                   <  55dB(1米距离)

三、应用领域
基于PWM稳压模块的稳压器性能远超过传统类型稳压器,其补偿时间短,维护简单,可以广泛应用于以下领域,为用电设备提供可靠的电源保障:
1. 电力系统:发电厂,配电站。
2. 机器人设备(机器人装配、焊接、喷涂等):汽车、精密加工。
3. 通信机房:通信行业的控制中心,大型机房。
4. 交通领域:飞机场、铁路、轨道交通、港口的控制中心。
5. 钢铁、石化等领域的控制中心。
6. 印刷行业:大型印刷设备。
7. 连续型生产企业:玻璃、石化、纺织、造纸、半导体、光纤、  LED、橡胶、食品饮料等行业的生产流水线。
8.带有PLC控制装置的设备和生产流水线。
9. 大型公共场所:体育场馆,会议中心,博览中心,歌剧院、商业设施等。
10. 军工航天:各类军工厂、军事研究机构及航天工业。
11. 医院、金融机构等需要精密稳压电源的场所。
12. 低压成套设备的配套。
 

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