一種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器，其包括變壓器、自動(dòng)控制電路及驅(qū)動(dòng)電機(jī)，輸入電壓通過電刷接入該變壓器的初級(jí)繞組，輸出電壓從該變壓器的次級(jí)繞組輸出，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接該電刷以改變初次級(jí)繞組的匝數(shù)比；該自動(dòng)控制電路連接該變壓器的輸出電壓，對(duì)該變壓器的輸出電壓進(jìn)行采樣，并采用閉環(huán)負(fù)反饋控制輸出電壓信號(hào)；該驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接該自動(dòng)控制電路，該自動(dòng)控制電路輸出的控制電壓信號(hào)使該驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)電刷位置改變從而使該變壓器的初次級(jí)繞組匝數(shù)比發(fā)生改變，本實(shí)用新型可使變壓器的輸出在電網(wǎng)電壓變化以及負(fù)載電流變化時(shí)，均能自動(dòng)保持電壓的穩(wěn)定輸出。
【專利說明】—種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型關(guān)于一種穩(wěn)壓變壓器，特別是涉及一種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的穩(wěn)壓變壓器主要是利用鐵磁諧振原理及磁分路結(jié)構(gòu)制成，它由鐵心、初級(jí)繞組、次級(jí)繞組、磁分路、諧振電容器、補(bǔ)償繞組組成。初級(jí)繞組放在鐵心的非飽和處，次級(jí)繞組放在鐵心的磁飽和處，當(dāng)初級(jí)輸入電壓升高或降低時(shí)，在鐵心中增減的磁通經(jīng)磁分路自成回路，而次級(jí)繞組所處的鐵心始終保持磁飽和狀態(tài)，所以不會(huì)再增加和減少磁通。因此，次級(jí)繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不會(huì)因電網(wǎng)電壓的變化而變化。鐵磁諧振式交流穩(wěn)壓器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，輸入電壓允許變化范圍寬，工作可靠，過載能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。然而，鐵磁諧振式交流穩(wěn)壓器存在諧波含量大、非正弦失真大的缺陷，同時(shí)當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，無法保持電壓的穩(wěn)定輸出。
[0003]有的穩(wěn)壓變壓器將磁放大器和自耦變壓器串聯(lián)起來，利用電子線路改變磁放大器的阻抗以穩(wěn)定輸出電壓。磁放大器式穩(wěn)壓變壓器具有穩(wěn)定度高、輸出波形好的優(yōu)點(diǎn)，然而，磁放大器式穩(wěn)壓變壓器存在慣性較大、恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)的缺陷，又因采用自耦方式，所以抗干擾能力較差。
[0004]有些穩(wěn)壓變壓器的初級(jí)或次級(jí)繞組設(shè)有多個(gè)抽頭，電網(wǎng)電壓變化時(shí)通過選取合適的抽頭，保持輸出電壓基本不變。然而，抽頭式變壓器只能對(duì)電壓輸出采用跳躍式調(diào)節(jié)，并且多采用繼電器完成抽頭的切換連接，繼電器容易老化失效。
[0005]還有的穩(wěn)壓變壓器采用自耦變壓器進(jìn)行穩(wěn)壓，其通過公共繞組的匝數(shù)改變輸出電壓，這種自耦變壓器初次級(jí)繞組電氣隔離性能差，且多采用人工進(jìn)行調(diào)節(jié)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型之目的在于提供一種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器，其可以使變壓器的輸出在電網(wǎng)電壓變化時(shí)以及負(fù)載電流變化時(shí)，均能自動(dòng)保持電壓的穩(wěn)定輸出，并且具有波形失真較小、諧波含量低等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]為達(dá)上述及其它目的，本實(shí)用新型提出一種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器，該穩(wěn)壓變壓器包括變壓器、自動(dòng)控制電路及驅(qū)動(dòng)電機(jī)，輸入電壓通過電刷接入該變壓器的初級(jí)繞組，輸出電壓從該變壓器的次級(jí)繞組輸出，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接該電刷以改變初次級(jí)繞組的匝數(shù)比；該自動(dòng)控制電路連接該變壓器的輸出電壓，對(duì)該變壓器的輸出電壓進(jìn)行采樣，并采用閉環(huán)負(fù)反饋控制輸出控制電壓信號(hào)；該驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接該自動(dòng)控制電路，該自動(dòng)控制電路輸出的控制電壓信號(hào)使該驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)電刷位置改變從而使該變壓器的初次級(jí)繞組匝數(shù)比發(fā)生改變。
[0008]進(jìn)一步地，該電刷由刷架和碳刷兩部分組成，該碳刷緊壓在該變壓器外側(cè)初級(jí)線圈線包的去漆面上，該刷架由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可帶動(dòng)該碳刷繞轉(zhuǎn)軸在360°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，以此改變?cè)撟儔浩鞒醮渭?jí)繞組的匝數(shù)比。
[0009]進(jìn)一步地，該自動(dòng)控制電路包括輸出電壓采樣電路、比較器以及功率放大電路，輸出電壓采樣電路連接該變壓器的輸出電壓，對(duì)該變壓器10的輸出電壓進(jìn)行采樣，并將采樣電壓輸至該比較器的一輸入端，該比較器的另一輸入端連接一基準(zhǔn)電壓，輸出端連接該功率放大電路，該功率放大電路的輸出端接該驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0010]進(jìn)一步地，該采樣電壓接該比較器的負(fù)輸入端，該基準(zhǔn)電壓接該比較器的正輸入端。
[0011]進(jìn)一步地，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直流伺服電動(dòng)機(jī)。
[0012]進(jìn)一步地，該變壓器的初級(jí)繞組由多個(gè)初級(jí)線圈包繞制在磁芯上，初級(jí)繞組線圈包一面是去漆，該多個(gè)去漆初級(jí)繞組線圈包均勻分布在磁芯上。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型一種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器通過自動(dòng)控制電路采用閉環(huán)負(fù)反饋控制對(duì)變壓器的輸出電壓進(jìn)行取樣，控制電路輸出控制電壓信號(hào)使直流伺服電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)電刷架轉(zhuǎn)至合適位置，電刷位置改變從而使變壓器的初次級(jí)匝數(shù)比發(fā)生改變，使變壓器的輸出電壓始終保持穩(wěn)定，本實(shí)用新型使變壓器的輸出在電網(wǎng)電壓變化時(shí)以及負(fù)載電流變化時(shí)，均能自動(dòng)保持電壓的穩(wěn)定輸出，并且具有波形失真小、諧波含量低的優(yōu)勢(shì)，可廣泛應(yīng)用于供電電壓要求穩(wěn)定的電器設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型一種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器之較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下通過特定的具體實(shí)例并結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型亦可通過其它不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。
[0016]圖1為本實(shí)用新型一種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器之較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型一種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器，包括:變壓器10、自動(dòng)控制電路11以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)12。
[0017]其中，輸入電壓Cj1通過電刷接入變壓器10的初級(jí)繞組，輸出電圧從變壓器10
的次級(jí)繞組輸出，電刷由刷架和碳刷兩部分組成，碳刷緊壓在外側(cè)初級(jí)線圈線包的去漆面上，刷架由驅(qū)動(dòng)電機(jī)12驅(qū)動(dòng)，可帶動(dòng)碳刷繞轉(zhuǎn)軸在360°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，以此改變初次級(jí)繞組的匝數(shù)比；在本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)12為直流伺服電動(dòng)機(jī)；自動(dòng)控制電路11
連接變壓器10的輸出電壓，對(duì)變壓器10的輸出電壓(J1進(jìn)行采樣，采用閉環(huán)負(fù)反饋控制
輸出控制電壓信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)12連接自動(dòng)控制電路11，自動(dòng)控制電路11輸出的控制電壓信號(hào)使驅(qū)動(dòng)電機(jī)12 (直流伺服電動(dòng)機(jī))旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)電刷架轉(zhuǎn)至合適位置，電刷位置改變從而使變壓器10的初次級(jí)匝數(shù)比發(fā)生改變，變壓器10的輸出電壓始終保持穩(wěn)定。
[0018]在本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中，自動(dòng)控制電路11包括輸出電壓采樣電路21、比較器22以及功率放大電路23。輸出電壓采樣電路21連接變壓器10的輸出電壓C>2，對(duì)變壓器
10的輸出電壓(Λ進(jìn)行米樣，并將米樣電壓輸至比較器22的一輸入端,在本實(shí)用新型較佳
實(shí)施例中，米梓電壓輸至比較器22的負(fù)輸入端，比較器22的另一輸入端(正輸入端)連接一基準(zhǔn)電壓，輸出端連接功率放大電路23的輸入端，功率放大電路23的輸出端接驅(qū)動(dòng)電機(jī)12(直流伺服電動(dòng)機(jī))。
[0019]在本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中，變壓器10的初級(jí)繞組由多個(gè)初級(jí)線圈包繞制在磁芯上，初級(jí)繞組線圈包一面是去漆，該多個(gè)去漆初級(jí)繞組線圈包均勻分布在磁芯上，根據(jù)需要，去漆初級(jí)繞組線圈空間上可以占滿(360° )或僅占一定角度(〈360° )的磁芯，輸入電
壓[^通過電刷接入初級(jí)繞組，其一端接變壓器初級(jí)繞組固定輸入端，其活動(dòng)端通過刷架上
的炭刷接入變壓器初級(jí)繞組輸入端，輸出電圧從次級(jí)繞組輸出，電刷由刷架和碳刷兩部
分組成，碳刷緊壓在外側(cè)初級(jí)線圈線包的去漆面上，刷架由直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，可帶動(dòng)碳刷繞轉(zhuǎn)軸在360°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過改變初級(jí)繞組線圈匝數(shù)來改變初次級(jí)繞組的匝數(shù)比，從而在采樣電壓的反饋控制下穩(wěn)定輸出電壓。
[0020]相應(yīng)地，用同樣的方法改變次級(jí)繞組線圈匝數(shù)或同時(shí)改變初級(jí)、次級(jí)繞組線圈匝數(shù)來改變初次級(jí)繞組的匝數(shù)比具有相同效果。
[0021]自動(dòng)控制電路11中有一個(gè)基準(zhǔn)電壓，它不受變壓器10輸入電壓和變壓器10所供給的負(fù)載電流的影響，變壓器10的輸出電壓通過采樣后與基準(zhǔn)電壓比較，再經(jīng)過功率放大電路驅(qū)動(dòng)直流伺服電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。
[0022]當(dāng)輸入電壓降低或變壓器負(fù)載電流變化引起輸出電壓降低時(shí)，直流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使初級(jí)線圈匝數(shù)增加，輸出電壓升高至穩(wěn)壓值；反之，直流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使初級(jí)線圈匝數(shù)減少，輸出電壓減低至穩(wěn)壓值。這樣，變壓器10輸出電壓始終保持穩(wěn)定。
[0023]可見，本實(shí)用新型變壓器的初次級(jí)繞組相互獨(dú)立，磁路可以設(shè)計(jì)在不飽和狀態(tài)，這樣初次級(jí)繞組電氣上相互隔離，安全可靠，輸入輸出波形一致，不存在波形畸變，諧波含量少，同時(shí)，本實(shí)用新型采用閉環(huán)負(fù)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)節(jié)初次級(jí)繞組的匝數(shù)比，確保變壓器具有及時(shí)、連續(xù)穩(wěn)定的電壓輸出。
[0024]綜上所述，本實(shí)用新型一種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器通過自動(dòng)控制電路采用閉環(huán)負(fù)反饋控制對(duì)變壓器的輸出電壓進(jìn)行取樣，控制電路輸出控制電壓信號(hào)使直流伺服電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)電刷架轉(zhuǎn)至合適位置，電刷位置改變從而使變壓器的初次級(jí)匝數(shù)比發(fā)生改變，使變壓器的輸出電壓始終保持穩(wěn)定，本實(shí)用新型使變壓器的輸出在電網(wǎng)電壓變化時(shí)以及負(fù)載電流變化時(shí)，均能自動(dòng)保持電壓的穩(wěn)定輸出，并且具有波形失真較小、諧波含量低的優(yōu)勢(shì)，可廣泛應(yīng)用于供電電壓要求穩(wěn)定的電器設(shè)備。
[0025]上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。因此，本實(shí)用新型的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
【權(quán)利要求】
1.一種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器，其特征在于:該穩(wěn)壓變壓器包括變壓器、自動(dòng)控制電路及驅(qū)動(dòng)電機(jī)，輸入電壓通過電刷接入該變壓器的初級(jí)繞組，輸出電壓從該變壓器的次級(jí)繞組輸出，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接該電刷以改變初次級(jí)繞組的匝數(shù)比；該自動(dòng)控制電路連接該變壓器的輸出電壓，對(duì)該變壓器的輸出電壓進(jìn)行采樣，并采用閉環(huán)負(fù)反饋控制輸出控制電壓信號(hào)；該驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接該自動(dòng)控制電路，該自動(dòng)控制電路輸出的控制電壓信號(hào)使該驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)電刷位置改變從而使該變壓器的初次級(jí)繞組匝數(shù)比發(fā)生改變。
2.如權(quán)利要求1所述的一種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器，其特征在于:該電刷由刷架和碳刷兩部分組成，該碳刷緊壓在該變壓器外側(cè)初級(jí)線圈線包的去漆面上，該刷架由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可帶動(dòng)該碳刷繞轉(zhuǎn)軸在360°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，以此改變?cè)撟儔浩鞒醮渭?jí)繞組的匝數(shù)比。
3.如權(quán)利要求2所述的一種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器，其特征在于:該自動(dòng)控制電路包括輸出電壓采樣電路、比較器以及功率放大電路，該輸出電壓采樣電路連接該變壓器的輸出電壓，對(duì)該變壓器(10)的輸出電壓進(jìn)行采樣，并將采樣電壓輸至該比較器的一輸入端，該比較器的另一輸入端連接一基準(zhǔn)電壓，輸出端連接該功率放大電路的輸入端，該功率放大電路的輸出端接該驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器，其特征在于:該采樣電壓接該比較器的負(fù)輸入端，該基準(zhǔn)電壓接該比較器的正輸入端。
5.如權(quán)利要求1所述的一種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器，其特征在于:該驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直流伺服電動(dòng)機(jī)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓變壓器，其特征在于:該變壓器的初級(jí)繞組由多個(gè)初級(jí)線圈包繞制在磁芯上，初級(jí)繞組線圈包一面是去漆，該多個(gè)去漆初級(jí)繞組線圈包均勻分布在磁芯上。
【文檔編號(hào)】G05F1/12GK203643878SQ201320664215
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】高寧, 王愛元, 聞潔, 劉海濤, 任眾 申請(qǐng)人:上海電機(jī)學(xué)院