ＳＢＷ系列穩壓器的原理與維護

曾紅娟　劉曉亮

摘要：目前廣播電視發射臺普遍使用數字調制固態發射機作為發射設備，由于固態發射機對供電電源電壓要求較高，因此各臺都采用穩壓電源供電，由于SBW系列補償式穩壓器具有效率高、容量大、穩壓范圍寬、抗高頻感應能力強等優點，廣泛用于各廣播發射臺站，為此做好穩壓器的維護、保養工作是確保安全播出的重要內容之一。本文根據筆者在實際工作中的一此體會，闡述SBW系列穩壓器的穩壓原理與它的日常維護保養。

關鍵詞：穩壓器；缺相和相序保護；取樣檢測

1穩壓器的組成

SBW系列補償式交流穩壓器由：補償變壓器、帶有滑動觸點的接觸調壓器、伺服驅動機構、控制系統、取樣檢測系統、保護系統組成，其原理框圖見圖（一）（圖中只畫出了一相電路，其它兩相電路相同）。圖中，ZK為空氣開關；JC為交流接觸器；K為穩壓、非穩壓轉換開關；T1、T2組成調壓系統。T1為接觸調壓器，有兩組可以反向移動的電刷，利用電刷接觸位置的變化，使其輸出電壓的大小和極性都發生變化。T2為補償變壓器，通過改變一次線圈上所加電壓的大小和極性，使串聯在負載回路上的二次線圈產生幅值和極性可變的補償電壓。

2穩壓工作原理

穩壓原理見圖（二），圖中Uin為輸入相電壓，Uout輸出相電壓，Uo為穩壓器補償電壓。當輸入電壓Uin改變或因負載變化，使其輸出電壓Uout改變Uo時，通過取樣和伺服系統使T1上的電壓發生變化，此變化的電壓送到T2的一次線圈，在T2的一次線圈上感應出補償電壓Uo，若使變化的電壓值等于補償電壓且相位相反，則輸出電壓可保持不變，達到穩壓的目的。若忽略補償變壓器線圈的阻抗，則其輸出電壓為：Uout=Uin±Uo

3缺相和相序保護原理

從補償變壓器輸出端T2取出的三相電壓分別接到C、R1、R2上（見圖三），由電工學原理可知，當缺相和相序錯誤時，接在三相電源中的不對稱負載的中性點將發生位移，兩只電阻兩端將承受相差很大的電壓，設R1＝R2＝XC，則當為順相序時，R1和R2上的電壓為：

UR1＝（－0.3－ｊ1.466）U相

UR2＝（－0.3＋ｊ0.266）U相

有效值分別為： UR1＝1.5U相

UR2＝0.4U相

為逆相序時：

UR1＝（－0.3＋ｊ0.266）×U相

UR2＝（－0.3－ｊ1.466）×U相

其效值為：UR1＝0.4U相

UR2＝1.5U相

利用這一原理，當缺相和相序錯誤時，在R1、R2上的電壓變化來控制電壓窗口比較器，使穩壓器停止工作。

4各系統的主要功能

4.1取樣檢測系統

取樣檢測系統包括電壓取樣和相序取樣。電壓取樣是從調壓輸出端取出電壓，經變壓器降壓后得到18V和9.2V二種電壓，18V電壓經整流、濾波、穩壓后得到穩定的直流12V電壓，經分壓后分別取出欠壓、過壓、升壓、降壓四種基準電壓。9.2V電壓經整流、濾波后得到一個隨輸出電壓變化的直流取樣電壓。將基準電壓和取樣電壓分別送到由集成電路組成的窗口比較器進行比較，輸出的比較電壓用來控制調器的欠壓、過壓保護和升、降壓。通過調整基準電壓值可調節穩壓器的穩壓精度（在±1%～±5%范圍內）和穩壓值（在380V±5%范圍內）；相序取樣從T2的輸出端取出A、B、C三相電壓，送至由R、C組成的相序檢測電路，經檢測后的控制信號送到窗口比較器與基準電壓進行比較，輸出的比較電壓用來控制接觸器JC的通斷。

4.2控制系統

控制系統的主要功能是控制輸出接觸器JC的通斷和調壓電機的正、反轉（即升、降壓），控制方式分為手動和自動兩種，由開關K1選擇，當選擇手動時，可人工控制穩壓器的通、斷和輸出電壓的大小；選擇自動時，升、降壓由自動控制系統控制。

4.3保護系統

穩壓器具有負載過載、伺服電機限位、過壓、欠壓、缺相（相序）和防雷保護。

負載過載保護由空氣開關ZK承擔，當負載電流超過額定值時，空氣開關會自動斷開，從而保護補償變壓器和接觸調壓器，使其不會因過載而燒毀燒。

伺服電機限位保護由兩組限位微型開關組成，一組為上限位，一組為下限位，當電刷滑動觸及限位開關時，使觸點開路，伺服電機停轉，達到越限保護作用。

過壓、欠壓保護：當輸入電源電壓高于418V或低于342V時，過壓、欠壓保護電路發出過壓、欠壓保護信號，使交流接觸器JC線包失電斷開，切斷穩壓器輸出。當輸入電源電壓恢復正常，經延時6秒后，穩壓器自動投入運行。

缺相和相序保護：當缺相或相序不對時，相序取樣電阻R2上的電壓降低，使窗口比較器輸出缺相和相序保護信號，使使交流接觸器JC線包失電斷開，切斷穩壓器輸出。

防雷保護由一組電源避雷器承擔。

5穩壓器的維護與保養

定期清掃穩壓器各器件，使之不留灰塵、污垢，用汽油擦洗干凈接觸調壓器的裸露部分（滑道）上的碳刷移動后留下的碳粉，防止其線圈匝間短路；定期檢查碳刷彈簧的彈力，更換磨損嚴重的碳刷；使用一段時間后（一般為2－3個月）應調整電動機械鏈條的松緊和螺桿的間隙，使其稍微有點活動的余地即可；定期給鏈條、滑動螺桿、滑動導軌加潤滑油，使其運轉靈活；根據實際使用情況，調整好調壓器的輸入電壓（可調電源變壓器的輸出電壓，變壓器有三個擋位可調），使調壓器的輸入電壓與輸出電壓的差值最小，這樣接觸式調壓器的兩組移動電刷靠近調壓器的中間位置，可減少調壓器的無功損耗，降低其工作電流，使碳刷工作時間更長；每季度應檢查空氣開關、接觸器觸點接觸是否良好，補償變壓器、接觸調壓器各接點有無松動、變色；每年應對穩壓器的所有保護措施進行實驗，以防保護設施失效，損壞穩壓器。