自动换挡式交流稳压器制造技术

本发明专利技术公开了一种自动换挡式交流稳压器，它采用模—数转换器将电网输入电压转换成一个二进制数字，这个二进制数字控制执行元件呈现相应的状态，从而使匝数成等比关系的电压调整绕组以不同组合形式串入变压器工作绕组，使稳压器的输出始终保持稳定。这种自动换挡式交流稳压器结构简单，造价低廉，精度高，适用范围广。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

Automatic shift type AC voltage regulator

The invention discloses an automatic shift type AC voltage regulator, which adopts analog to digital converter will power input voltage into a binary number, the binary digital control element has a corresponding state, so that the number of turns into a voltage regulating winding ratio relation the string into the transformer winding in various combinations, the regulator the output remains stable. The automatic shift type AC voltage regulator has the advantages of simple structure, low cost, high accuracy and wide application range.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种自动换挡式交流稳压器，它在电网输入电压产生波动时使用电器获得稳定的电压。传统的自动换挡式交流稳压器，其换挡的执行元件大多是继电器，尽管控制继电器换挡的电子线路有多种的形式，一般地说这种稳压器是采用自动调节输入抽头的，即它自动地使电网实际电压与变压器实际工作绕组的标称电压大体相符，以保证输出大体稳定。要提高稳压的精度，就应在电网电压变动不大时就换挡，自动变换变压器的输入点。如果电网电压波动范围大，所需换挡的级数也就多。例如，要在电网电压波动范围在270V至110V时每波动10V便自动换挡，那么按传统设计的自动换挡式交流稳压器需要15只执行继电器，15组标称电压为10V的等量电压调整绕组，其控制线路是十分复杂的。如果要制成宽范围、高精度的这种稳压器，就会更加困难。本专利技术的任务是要提供一种改进的自动换挡挡式交流稳压器。换挡的执行元件可仍用继电器，也可用可控硅。这种改进的稳压器，它所需的执行元件显著地减少，控制线路也比较简单，这种设备结构简单，制造成本低，稳压精度比较高，性能可靠，它不仅可取代传统的继电器式稳压器，而且在一定的范围内替代价格昂贵的全自动交流电子稳压器。本专利技术的任务是以如下的方式完成的，这种改进的自动换挡式交流稳压器的电压调整绕组匝数不是等量的，而是按等比级数设计的，各个电压调整绕组的端点与各个控制线路相接，这样各个电压调整绕组是依据这些执行元件的动作与否分别以不同的组合形式串入电路中工作。由于电压调整绕组的匝数是成等比关系的，第二个电压调整绕组的匝数相当于二倍的第一个匝数，第三个的匝数相当于4倍的第一个匝数，第四个的匝数相当于8倍的第一个匝数……，这样，当电网的输入电压的波动范围增大时，这种改进的自动换挡式交流稳压器只要用少量的几个执行元件就可完成传统的使用数量众多的执行元件才能承担的稳压要求。例如当电网电压波动范围在125V～250V之间时，采用这种改进的自动换挡式交流稳压器只要用三个执行元件就可以替代传统的使用(23-1)＝7个的执行元件的常用稳压器，有关详细情况请参阅中国专利CN87207664。当电网电压波动范围从270V至110V时，采用这种改进的自动换挡式交流稳压器只要用4个执行元件就可替代传统使用的(24-1)＝15个执行元件的常用稳压器。同理，用5个执行元件所组成的这种稳压器可替代使用(25-1)＝31个执行元件的常用稳压器……。为了实现对执行元件变化状态的控制，可采用模-数转换器组成的控制电路，随着电网输入电压的波动，模-数转换器中的比较器和反相器各个端口的电位发生变化，使各个执行元件的状态发生变化，如果以执行元件的接通和断开两种状态用二进制的“1”和“0”表示，那么执行元件状态的各种不同组合即成为一个二进制的数字，与此同时，受到执行元件控制的各个电压调整绕组将以二进制的数字相对应的状态形式串入电路中工作。这样不管电网输入电压如何波动，输出的电压始终保持在所要求的范围内，从而达到稳压的目的。按这种改进的方案设计出适应电网输入电压波动范围为270V～110V，每波动10V就换挡的稳压器，仅需要四个执行元件，四组电压调整绕组，其控制线路十分简单，这四个电压调整绕组的标称电压不再都是10V，分别是10V，20V，40V，80V，它们之间刚好成等比级数，即电压调整绕组的匝数是成等比关系的。这四个电压调整绕组通过特殊的线路控制执行元件，针对不同的电网输入电压，或者执行元件都不动作，或者都产生动作，或者某一个或某二个或某三个产生动作，所有不同状态的组合总和为C04+C14+C24+C34+C44＝16，与其相对应的电压调整绕组的所有不同组态标称电压从小到大分别是0V，10V，20V，30V……150V，在变压器的绕组中设计一个共用的标称为120V的绕组，那么便可以得到总标称值为120V，130V，……260V，270V的工作绕组以适应电网电压从110V至270V的变化范围。其实这四个执行元件和四个电压调整绕组的不同组合状态可以表示为二进制的四位数，以执行元件的动作与否表示为“1”和“0”，以及电压调整绕组是否串入工作表示为“1”和“0”，那么这个二进制四位数表示为0000，0001，0010，……1111。能使电网的实际输入电压与变压器实际工作绕组标称电压相符的控制线路有许多种形式，其中最简单的一种是采用模-数转换器将电网电压所处的档次转换成为二进制的四位数，并直接转换成执行元件和电压调整绕组的状态，使这种稳压器的输出电压保持稳定220±5%之内。下面将结合附图对本专利技术作进一步的阐述。附图说明图1表示本专利技术的电路原理图。图中表示电网输入电压波动范围从270V至110V之间时每波动10V就换挡的稳压器电器、它采用四个电压调整绕组(1)、(2)、(3)、(4)，它们的匝数n1∶n2＝n2∶n3＝n3∶n4＝2，因此这四个电压调整绕组的标称电压分别为10V，20V，40V，80V，相互之间刚好成等比关系，这些电压绕组的不同组合可使它们的组合标称电压从0V变化到150V总共有16种不同的状态。在稳压变压器中还有一个共同的绕组(5)，其标称电压值为120V，这样不同绕组的电压标称值总和分为120V，130V，140V……260V，270V，它们可以分别适应电网输入电压从270V至110V之间的变化范围。这四个电压调整绕组是通过特殊的线路控制四个继电器的执行元件(6)、(7)、(8)、(9)以实现各种各样的变化。当电网电压处在第一挡时即其电压为120V～110V，所有的继电器(执行元件)都不动作，从而使所有四个电压调整绕组都退出工作，只有一个共同的绕组(5)进入工作;当电网电压处在130V～120V的第二挡时，继电器(9)产生动作，标称电压为10V的电压调整绕组(4)和共同的绕组(5)串入工作;当电网电压处在第三挡即140V～130V时，继电器(9)释放，而继电器(8)动作，将标称电压为20V的电压调整绕组(3)串入工作，而电压调整绕组(4)退出工作……如果把电压调整绕组是否串入工作及执行元件继电器是否动作用二进制“1”和“0”表示，那么它们的组合形成为一个二进制的四位数，即0000，0001，0010，……1111，从而使四个电压调整绕组的组合共计有16种状态。从图中可看出，取样电位器(10)使其动臂输出的直流电压为电网输入电压有效值的3%。当电网电压从270V至110V之间波动时，取样电压变动范围从8.1V至3.3V之间变化。稳压管(11)的稳压值刚好是电网输入电压下限的取样值即3.3V。输入到模-数转换器(12)的取样模量为4.8V～0V，当电网电压从270V～260V逐挡向120V～110V变化时，取样模量则从4.8V～4.5V逐挡变化到0.3V～0V。在模-数转换器(12)中，四个比较器(13)、(14)、(15)，(16)是用一块四运算放大器制成的，四个比较器的同相输入端都是动作电压的参考端，其中第一个比较器(13)的参考电压是固定的，它刚好等于取样模量上限的一半，即4.8V× 1/2 ＝2.4V，而其余各个比较器的参考电位是随机确定的。这四个比较器的反相输入端是连在一起，取样模量则从这里输入。另外在模-数转换器(12)中还有四个反相器(17)、(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由电压调整绕组（１）、（２）、（３）、（４）、执行元件的继电器（６）、（７）、（８）、（９）、取样电位器（１０）、稳压管（１１）和模一数转换器（１２）所组成的自动换档式交流稳压器，其特征是：电压调整绕组（１）、（２）、（３）、（４）的匝数是成等比关系的，即ｎ↓［１］∶ｎ↓［２］＝ｎ↓［２］∶ｎ↓［３］＝ｎ↓［３］∶ｎ↓［４］＝２，这四个电压调整绕组的端点分别与执行元件（６）、（７）、（８）、（９）的触点相接，而执行元件（６）、（７）、（８）、（９）的接点是与模一数转换器（１２）的输出端相连。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新森，陈茂霖，
申请(专利权)人：陈茂霖，陈新森，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]