對交流電壓進行調整控制，在指定的電壓輸入範圍內，經過電壓的調節能使輸出電壓穩定在指定範圍內的電氣設備。
基本介紹
- 中文名：交流穩壓器
- 外文名：ac voltage stabilizer
- 所屬學科：電氣工程
- 內容拓展：開關互補式交流穩壓器的原理分析
基本原理,分類,存在問題,微功耗交流穩壓器,傳統穩壓器缺點,微功耗穩壓器,
基本原理
調節裝置，輸出保護裝置,驅動裝置，顯示器及及組成,其基本工作原理框圖如下:
1、輸入開關：作為穩壓器輸入工作開關，一般都採用有限流保護的空氣開關式小型斷路開關，它能對
交流穩壓器
交流穩壓器穩壓器和用電設備起到保護作用。
2、電壓調節裝置：是一種可以調節輸出電壓的裝置,它能將輸出電壓升高或降低是穩壓器最主要的部件。
3、取樣電路：它對穩壓器輸出電壓和電流進行檢測，將輸出電壓變化的情況給傳送給控制電路。
4、驅動裝置：由於控制電路的控制電信號較弱,所以需要用驅動裝置來進行功率放大和轉換。
5、驅動保護裝置：一種連通和斷開穩壓器的輸出的裝置，一般常用繼電器或接觸器或保險器等。
6、控制電路：它將取樣的電路檢測型號進行分析,當輸出電壓偏高時，則向驅動裝置傳送將電壓降低的控制信號，則驅動裝置將驅動電壓調節裝置將輸出電壓調低，當輸出電壓偏低時，則向驅動裝置傳送將電壓升高的控制信號，則驅動裝置將驅動電壓調節裝置將輸出電壓調高，而使輸出電壓穩定達到穩定輸出的目的。
當檢測到輸出電壓或電流超出穩壓器的控制範圍時。控制電路將控制輸出保護裝置使之斷開輸出而保護用電設備，而在正常時輸出保護裝置是連通輸出的，用電設備可以得到穩定的電壓供給。
分類
能為負載提供穩定交流電源的電子裝置。又稱交流穩壓器。有關交流穩壓電源的參數及質量指標可參見直流穩壓電源。各種電子設備要求有比較穩定的交流電源供電，特別是當計算機技術套用到各個領域後，採用由交流電網直接供電而不採取任何措施的方式已不能滿足需要。
交流穩壓電源用途廣泛，類型較多，大致可分為以下6種。
①鐵磁諧振式交流穩壓器：利用飽和扼流圈和相應的電容器組合後具有恆壓伏安特性而製成的交流穩壓裝置。磁飽和式是這種穩壓器的早期典型結構。它結構簡單，製造方便，輸入電壓允許變化範圍寬，工作可靠，過載能力較強。但波形失真較大，穩定度不高。近展起來的穩壓變壓器，也是藉助電磁元件的非線性實現穩壓作用的電源裝置。它和磁飽和式穩壓器的區別在於磁路結構形式的不同，而基本工作原理則相同。它在一個鐵心上同時實現穩壓和變壓雙重作用，所以優於普通電源變壓器和磁飽和穩壓器。
②磁放大器式交流穩壓器：將磁放大器和自耦變壓器串聯起來，利用電子線路改變磁放大器的阻抗以穩定輸出電壓的裝置。其電路形式可以是線性放大，也可以是脈寬調製等。這類穩壓器帶有反饋控制的閉環系統，所以穩定度高，輸出波形好。但因採用慣性較大的磁放大器，故恢復時間較長。又因採用自耦方式，所以抗干擾能力較差。
③滑動式交流穩壓器：用改變變壓器滑動接點位置，使輸出電壓獲得穩定的裝置，即是用伺服電機驅動的自動調壓式交流穩壓器。這類穩壓器效率高，輸出電壓波形好，對負載性質無特殊要求。但穩定度較低，恢復時間較長。
④感應式交流穩壓器：靠改變變壓器次級電壓相對於初級電壓的相位差，使輸出交流電壓獲得穩定的裝置。它在結構上類似線繞式異步電動機，而原理上又類似感應調壓器。它的穩壓範圍寬，輸出電壓波形好，功率可做到數百千瓦。但由於轉子經常處於堵轉狀態，故功耗較大，效率低。另因銅、鐵用料多，故較少生產。
⑤晶閘管交流穩壓器：用晶閘管作功率調整元件的交流穩壓器。它具有穩定度高、反應快、無噪聲等優點。但因對市電波形有損害，對通信設備和電子設備造成干擾。
①鐵磁諧振式交流穩壓器：利用飽和扼流圈和相應的電容器組合後具有恆壓伏安特性而製成的交流穩壓裝置。磁飽和式是這種穩壓器的早期典型結構。它結構簡單，製造方便，輸入電壓允許變化範圍寬，工作可靠，過載能力較強。但波形失真較大，穩定度不高。近展起來的穩壓變壓器，也是藉助電磁元件的非線性實現穩壓作用的電源裝置。它和磁飽和式穩壓器的區別在於磁路結構形式的不同，而基本工作原理則相同。它在一個鐵心上同時實現穩壓和變壓雙重作用，所以優於普通電源變壓器和磁飽和穩壓器。
②磁放大器式交流穩壓器：將磁放大器和自耦變壓器串聯起來，利用電子線路改變磁放大器的阻抗以穩定輸出電壓的裝置。其電路形式可以是線性放大，也可以是脈寬調製等。這類穩壓器帶有反饋控制的閉環系統，所以穩定度高，輸出波形好。但因採用慣性較大的磁放大器，故恢復時間較長。又因採用自耦方式，所以抗干擾能力較差。
③滑動式交流穩壓器：用改變變壓器滑動接點位置，使輸出電壓獲得穩定的裝置，即是用伺服電機驅動的自動調壓式交流穩壓器。這類穩壓器效率高，輸出電壓波形好，對負載性質無特殊要求。但穩定度較低，恢復時間較長。
④感應式交流穩壓器：靠改變變壓器次級電壓相對於初級電壓的相位差，使輸出交流電壓獲得穩定的裝置。它在結構上類似線繞式異步電動機，而原理上又類似感應調壓器。它的穩壓範圍寬，輸出電壓波形好，功率可做到數百千瓦。但由於轉子經常處於堵轉狀態，故功耗較大，效率低。另因銅、鐵用料多，故較少生產。
⑤晶閘管交流穩壓器：用晶閘管作功率調整元件的交流穩壓器。它具有穩定度高、反應快、無噪聲等優點。但因對市電波形有損害，對通信設備和電子設備造成干擾。
⑥繼電器式交流穩壓器：用繼電器作調整自耦變壓器的繞組的交流穩壓器。它具有穩壓範圍寬，回響速度快才，生產成本低等優點。使用於路燈照明和較偏僻的家庭使用。
隨著電源技術的發展，80年代又出現了下列3種新型交流穩壓電源。①補償式交流穩壓器：又稱部分調整式穩壓器。利用補償變壓器的附加電壓串接在電源和負載之間，隨著輸入電壓的高低，用斷續式的交流開關(接觸器或晶閘管)或用連續式的伺服電動機來改變附加電壓的大小或極性，把輸入電壓高出部分(或不足部分)減去(或加上)，從而達到穩壓目的。補償變壓器容量僅為輸出功率的1/7左右，具有結構簡單、造價低廉的優點，但穩定度不高。②數控式交流穩壓器和步進式穩壓器：由邏輯元件或微處理機構成控制電路，按輸入電壓高低轉換變壓器初級匝數，使輸出電壓獲得穩定。③淨化式交流穩壓器：由於具有良好的隔離作用，能消除來自電網的尖峰干擾而得到套用。
隨著電源技術的發展，80年代又出現了下列3種新型交流穩壓電源。①補償式交流穩壓器：又稱部分調整式穩壓器。利用補償變壓器的附加電壓串接在電源和負載之間，隨著輸入電壓的高低，用斷續式的交流開關(接觸器或晶閘管)或用連續式的伺服電動機來改變附加電壓的大小或極性，把輸入電壓高出部分(或不足部分)減去(或加上)，從而達到穩壓目的。補償變壓器容量僅為輸出功率的1/7左右，具有結構簡單、造價低廉的優點，但穩定度不高。②數控式交流穩壓器和步進式穩壓器：由邏輯元件或微處理機構成控制電路，按輸入電壓高低轉換變壓器初級匝數，使輸出電壓獲得穩定。③淨化式交流穩壓器：由於具有良好的隔離作用，能消除來自電網的尖峰干擾而得到套用。
存在問題
目前市場上常見的交流穩壓器有精密淨化型和全自動補償型兩類前者採用雙向可控矽調感技術來實現穩壓主要特點是穩壓精度高回響時間快但穩壓範圍窄波形失真大存在的主要問題是：當這類穩壓器所接容性和感性負載太重時可能出現輸出電壓抖動現象這時會看到燈泡處於周期性的忽明忽暗狀態帶變壓器的設備會產生周期性的忽大忽小的響聲這是由於調感用的雙向可控矽處於部分導通狀態當輸入內阻過大，如電網的輸入變壓器容量偏小輸電線路過長>或輸出負載過重時就會向電網反射3和5次諧波就有可能使局部電網的電壓處於周期為120-200ms左右幅度處於190-250V之間反覆振盪的調幅振鈴振盪式的反常輸出狀態造成的。
微功耗交流穩壓器
傳統穩壓器缺點
傳統交流穩壓器都採用矽鋼片製成的鐵芯。體積大，笨重，運行時有很大的工頻噪音，同時發熱厲害，效率低；傳統交流穩壓採用的是磁飽和原理，輸出正弦波電壓會產生嚴重失真。
微功耗穩壓器
當輸入電壓在額定範圍之內時，不必進行任何功率變換，輸入電壓直接到達輸出端，成為輸出電壓：當輸入
電壓大於額定電壓時。經過電壓切割電路，把大於額定電壓的那部份比例極小的電壓切下來。變換成額定輸出的正弦波電壓，連同被切去頭部後剩下來的額定電壓部份並行輸出：當輸入電壓小於額定電壓時，經過電壓補償電路，把輸入電壓中小於額定電壓的那部份比例極小的電壓補償起來，即由補償電路產生一個補償電壓，此電壓恰好是額定電壓和輸入電壓之差，疊加在輸入電壓之上。即輸出額定電壓是輸入電壓和補償電壓之和。
電壓大於額定電壓時。經過電壓切割電路，把大於額定電壓的那部份比例極小的電壓切下來。變換成額定輸出的正弦波電壓，連同被切去頭部後剩下來的額定電壓部份並行輸出：當輸入電壓小於額定電壓時，經過電壓補償電路，把輸入電壓中小於額定電壓的那部份比例極小的電壓補償起來，即由補償電路產生一個補償電壓，此電壓恰好是額定電壓和輸入電壓之差，疊加在輸入電壓之上。即輸出額定電壓是輸入電壓和補償電壓之和。
微功耗交流穩壓器的最大特點是：只要把輸入功率中極小部份進行傳統功率變換。就可以得到全部輸出功率，即輸入功率中極大部份既不必進行實際的功率變換，也不必通過磁芯變壓器或電感傳遞功率，直接到達輸出端，成為輸出功率。
