分析自動平衡式交流穩流電源設計與應用

自動平衡式交流穩流電源是由自動平衡式交流穩壓電源衍生而來的。自動平衡式交流穩壓電源是利用輸出電壓采樣來控制輸出電壓的偏離;而自動平衡式穩流電源則利用電流采樣，對輸出電流的偏離進行補償。

穩流電源通常采用雙層繞組。線圈的有效部分包含左、右兩個有效邊。放在槽內且靠近槽口的有效邊叫上層邊，靠近槽底的有效邊叫下層邊。同一槽中上下層間用絕緣紙隔開。同一線圈上下兩有效邊沿圓周方向的距離即為線圈的跨距，通常用槽距(兩相鄰槽間距離)的倍數表示。跨距約等于一個極距(相鄰兩磁極的距離，也常用槽距的倍數表示)。 直流電樞繞組分疊繞組、波繞組和蛙繞組3種。每個線圈的兩個出線端連接到換向器的兩個換向片上，兩者在換向器圓周表面上相隔的距離稱為換向器節距，用Ys表示。不同形式的繞組具有不同的換向器節距。

1穩流電源的主要技術指標

(1)輸出電流范圍單相交流穩壓電源輸出電壓通常固定在220V,有些電源能作少許微調，數值也不大。但對穩流電源的輸出電流，用戶往往希望根據需要作較大范圍的改變。本項指標是指在不穩流情況下，輸出電流可以調節的范圍，例如輸出額定電流Io=2A,△Io=1A,則其可調范圍為1.5~2.5A.當然，相對于IO來說，偏離量也可能不是上下對稱的，即不是±0.5A,可能上限值大于下限值，也可能相反，比如1.8A≤IO≤2.8A.這里定義△Io/Io為恒流率，即S=△Io/Io,本例S=△Io/Io=1/2=0.5.

(2)輸出電壓范圍交流穩流電源所提供的輸出電壓要根據負載性質及其阻抗、電流值等而變化，所以必須確定一個輸出電壓范圍來衡量其性能。

(3)輸出電流穩流精度它表示輸出電流在額定精度內允許電流變化范圍ΔI.設輸出電流Io為2A,精度為±1%,則表示當用了穩流器后輸出電流Io滿足1.98A (4)其他指標如不加特殊說明，可借用穩壓電源技術指標的定義。

有單疊繞組和復疊繞組之分。單疊繞組是將同一磁極下相鄰的線圈依次串聯起來，構成一條并聯支路，所以對應一個磁極就有一條并聯支路。單疊繞組的基本特征是并聯支路數等于磁極數。各條支路間通過電刷并聯。單疊繞組線圈的換向器節距Ys=1.Ys>1者稱復疊繞組。比較常用的是Ys=2的復疊繞組，又稱雙疊繞組。雙疊繞組在一個磁極下有兩條并聯支路。例如一臺四極直流電機，采用雙疊繞組時，共有8條并聯支路。各條支路間也是通過電刷并聯。電刷組數等于電機的極數。其中一半為正電刷組，另一半為負電刷組。疊繞組的并聯支路數較多，它等于極數或為極數的整倍數，所以又叫并聯繞組。

2工作原理

自動平衡式交流穩壓電源原則上均可改為穩流電源，如磁放大器調整式和自耦調壓型交流穩壓電源等均能方便地加以改造。這里以采用磁放大器調整式的改進型電路組成交流穩流電源為例來加以說明。這種穩流電源的組成結構示意圖如圖1所示。

圖1交流穩壓電源的一種結構示意圖

(1)電壓/電流轉換電路圖1中自耦變壓器TA對電感參數調整電路提供不同的輸入電壓Ui,使其有不同的輸出電壓，從而經隔離變壓器TR后，在負載電阻RL上得到所需的電流。

隔離變壓器TR的初級有兩種接法，第一種是接在圖1中的BC兩端，它的優點是輸出波形好，輸出電壓可以達到很高值，缺點是S較小，ΔI/IO只有1/3左右;第二種接法是將TR初級接于AB兩端(如圖1所示)，這種接法的優點是S較大，如果沒有諧波存在，則在TR初級上具有0~60V以下的電壓。隔離變壓器的次級可以制成多抽頭式的，以便為負載提供不同的電壓。