專利名稱：交流電源穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是涉及交流和交流之間的變換設(shè)備，尤指一種交流電源穩(wěn)壓器。
如圖9所示，是一種單相的交流電源穩(wěn)壓器，其主要是在電源輸入端INPUT和輸出端OUTPUT間分設(shè)有一增減變壓器80、一自耦變壓器81及一控制電路82；其中自耦變壓器81的構(gòu)造請(qǐng)配合參閱

圖10所示，其包括有一線圈繞組811、一和線圈繞組811不特定圈數(shù)處接觸的碳刷臂812及一控制該碳刷臂812移動(dòng)到變壓器81不同圈數(shù)處的伺服馬達(dá)813；該增減變壓器80是以一次側(cè)跨設(shè)在電源輸入端INPUT和輸出端OUTPUT間，其二次側(cè)的一端是和自耦變壓器81的線圈繞組811連接，另端則和碳刷臂812連接；該控制電路82輸入端是和電源輸出端OUTPUT連接，以針對(duì)輸出電壓和內(nèi)部預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓比較，再根據(jù)比較差值驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)813正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，該伺服馬達(dá)813將使碳刷臂812滑移到線圈繞組811的不同圈數(shù)處，當(dāng)碳刷臂812改變位置時(shí)，增減變壓器80的電壓值也隨著作增減修正，借前述的反饋控制設(shè)計(jì)使電源輸出端OUTPUT的輸出電壓趨于穩(wěn)定。
由上述說明配合圖內(nèi)容可明顯看出，交流電源穩(wěn)壓器是由增減變壓器80、自耦變壓器81及控制電路82等基本元件組成；而基本元件是針對(duì)每一相電源而設(shè)，如前述的交流電源穩(wěn)壓器是用在單相電源，所以前述增減變壓器80、自耦變壓器81及控制電路82等均僅配設(shè)一組。換言之，如用在三相電源的穩(wěn)壓處理時(shí)，則在三相電源的R、S、T相上即須分別設(shè)置一組增減變壓器80、自耦變壓器81、控制電路82等(如圖11所示)，以個(gè)別針對(duì)每一相電源進(jìn)行穩(wěn)壓處理。
事實(shí)上，前述電源穩(wěn)壓器針對(duì)三相電源分別設(shè)置的配備雖是因應(yīng)穩(wěn)壓功能的需要而設(shè)，但設(shè)備愈多，其成本即相對(duì)愈高，同時(shí)元件故障的比率也將相對(duì)提高。由此可見，前述交流電源穩(wěn)壓器的構(gòu)成顯然有待進(jìn)一步改進(jìn)。
因此，本實(shí)用新型主要目的是提供一種可省略增減變壓器以降低成本及故障率的交流電源穩(wěn)壓器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)手段是，
該交流電源穩(wěn)壓器，主要由一自耦變壓器和一控制電路組成，其中該自耦變壓器是包括有一變壓器；至少一組和電源輸入連接的第一碳刷組；至少一組連接電源輸出端的第二碳刷組；至少一組連動(dòng)第一、第二碳刷組在變壓器上作相對(duì)位移以穩(wěn)定輸出電壓的傳動(dòng)組。
所述自耦變壓器是由一變壓器、第一碳刷組、第二碳刷組及一傳動(dòng)組所組成，該變壓器上僅具單組線圈繞組。
所述自耦變壓器是由一變壓器、三組第一碳刷組、三組第二碳刷組及三組傳動(dòng)組所組成，其中該變壓器具有三組線圈繞組。
所述變壓器是在環(huán)形鐵芯上繞設(shè)多數(shù)線圈繞組所構(gòu)成。
所述變壓器是在“EI”型鐵芯上繞設(shè)多數(shù)線圈繞組所構(gòu)成。
所述傳動(dòng)組包括有一結(jié)合在變壓器上的固定架、至少一組設(shè)在固定架上的伺服馬達(dá)、至少一對(duì)樞設(shè)在固定架上并對(duì)應(yīng)一線圈繞組的兩螺桿；其中所述伺服馬達(dá)軸心上及成對(duì)的兩螺桿一端分設(shè)有齒輪，且相互嚙合，伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)兩螺桿作相對(duì)方向樞轉(zhuǎn)；所述第一、第二碳刷組分別包括有一固定部、一設(shè)在固定部?jī)?nèi)側(cè)面適當(dāng)位置并和變壓器上所設(shè)線圈繞組對(duì)應(yīng)接觸的碳刷臂、一設(shè)在固定部外側(cè)面上且和碳刷臂構(gòu)成電氣連接的電源端子、一設(shè)在固定部一側(cè)的接合件，該接合件是由一螺帽構(gòu)成，供螺套在傳動(dòng)組的螺桿上。
所述傳動(dòng)組包括有一結(jié)合在變壓器上的固定架、至少一組設(shè)在固定架上的伺服馬達(dá)、至少一組由伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的皮帶輪組，該皮帶輪組的相對(duì)兩端分供固定第一、第二碳刷組；所述第一、第二碳刷組分別包括有一固定部、一設(shè)在固定部?jī)?nèi)側(cè)面適當(dāng)位置并和變壓器上所設(shè)線圈繞組對(duì)應(yīng)接觸的碳刷臂、一設(shè)在固定部外側(cè)面上且和碳刷臂構(gòu)成電氣連接的電源端子、分設(shè)在固定部?jī)蓚?cè)的接合件，該接合件是由一中空套筒構(gòu)成，供滑套在固定架上所設(shè)的定位桿上。
顯然，本實(shí)用新型至少具備下列優(yōu)點(diǎn)
1.大幅節(jié)省成本由于利用本實(shí)用新型特殊設(shè)計(jì)的自耦變壓器可省略增減變壓器，所以實(shí)施在單相交流電源穩(wěn)壓器時(shí)，可省去一組增減變壓器的費(fèi)用，如實(shí)施在三相交流電源穩(wěn)壓器時(shí)，更可省下三組增減變壓器的費(fèi)用，故而可大幅降低制造成本。
2.故障率低由于主要機(jī)件(增減變壓器)數(shù)量減少，所以可顯著降低故障機(jī)率。
3.調(diào)整效率高由于本實(shí)用新型是以兩組碳刷同時(shí)相對(duì)位移以調(diào)整輸出電壓，就調(diào)整的速度上將可縮短幾近一半的時(shí)間，所以可顯著提高調(diào)整效率。
以下結(jié)合附圖，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖(單相二線)圖2是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的外觀示意圖。
圖3是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的分解示意圖。
圖4是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的前視示意圖。
圖5是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的側(cè)視示意圖。
圖6是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的又一前視示意圖(單相二線)。
圖7是本實(shí)用新型傳動(dòng)組再一較佳實(shí)施例示意圖。
圖8是本實(shí)用新型傳動(dòng)組又一較佳實(shí)施例示意圖。
圖9是現(xiàn)有交流電源穩(wěn)壓器的電路原理示意圖。
圖10是現(xiàn)有交流電源穩(wěn)壓器的自耦變壓器外觀示意圖。
圖11是現(xiàn)有三相電源穩(wěn)壓器的電路原理示意圖。
有關(guān)本實(shí)用新型的工作原理，首先請(qǐng)參閱圖1所示(為方便說明，謹(jǐn)以單相二線式交流電源穩(wěn)壓器為實(shí)施例，但并不是用來限制本實(shí)用新型的應(yīng)用領(lǐng)域)，該交流穩(wěn)壓器主要包括有一特殊設(shè)計(jì)的自耦變壓器100和一控制電路200，其中自耦變壓器100包括有一線圈繞組101、第一、第二碳刷組102、103及一傳動(dòng)組104；該線圈繞組101一端是和電源線L連接，其位在外圈的另端且同時(shí)和第一、第二碳刷組102、103接觸；該第一、第二碳刷組102、103分別和電源輸入端INPUT及電源輸出端OUTPUT連接，且分別和線圈繞組101外圈處接觸，該第一、第二碳刷組102、103并可受傳動(dòng)組104的連動(dòng)而產(chǎn)生反向位移，又傳動(dòng)組104則受控制電路200控制；該控制電路200是和電源輸出端OUTPUT連接，以檢測(cè)輸出電壓高低。該控制電路200內(nèi)部有預(yù)設(shè)的電壓值，其檢測(cè)輸出電壓后將和內(nèi)設(shè)的電壓值進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)二者不一致時(shí)，即透過傳動(dòng)組104及自耦變壓器100進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整方式是由控制電路200驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)組104正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)適當(dāng)角度，此時(shí)處在連動(dòng)且相反方向的第一、第二碳刷組102、103將相對(duì)移動(dòng)其接觸自耦變壓器100線圈繞組101最外圈W2的位置(W1為線圈繞組內(nèi)圈部份)，當(dāng)?shù)谝弧⒌诙妓⒔M102、103改變其在線圈繞組101上的位置時(shí)，由第二碳刷組103送出的輸出電壓值將隨之改變，而和控制電路200的內(nèi)設(shè)電壓值取得一致，以達(dá)穩(wěn)壓的目的。
由上述說明可明顯看出本實(shí)用新型利用自耦變壓器兩相對(duì)動(dòng)作碳刷組以達(dá)成穩(wěn)壓目的的工作原理，至于具體構(gòu)造部分，由于控制電路200為已知構(gòu)造，且非本實(shí)用新型主要特征所在，容不進(jìn)一步詳述其組成結(jié)構(gòu)和工作方式，另有關(guān)自耦變壓器100的結(jié)構(gòu)詳述如后如圖2所示，是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的外觀圖，其為運(yùn)用在三相電源穩(wěn)壓器的自耦變壓器100，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)請(qǐng)配合參閱圖3所示，主要包括有一變壓器10，其是在一鐵芯上分設(shè)三組分別獨(dú)立的線圈繞組11～13；三組分別和三相(R、S、T為每一相接線端)電源連接，且分別對(duì)應(yīng)接觸前述線圈繞組11～13的第一碳刷組21～23；三組分別和三相(R、S、T為每一相接線端)電源輸出端連接，且分別和前述線圈繞組11～13對(duì)應(yīng)接觸的第二碳刷組31～33；三組分別使每一線圈繞組11～13所對(duì)應(yīng)第一碳刷組21～23和第二碳刷組31～33連動(dòng)但作相反方向動(dòng)作的傳動(dòng)組40；其中該變壓器10的鐵芯可為環(huán)形或“EI”形狀，在本實(shí)施例中，是在“EI”型鐵芯上分別繞設(shè)三組獨(dú)立的線圈繞組11～13，又每一線圈繞組11～13最外圈表面都作拋光磨平處理，以便和對(duì)應(yīng)碳刷組上的碳刷臂構(gòu)成電性接觸之用。
該第一碳刷組21～23及第二碳刷組31～33是分設(shè)在對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)組40上，利用傳動(dòng)組40的傳動(dòng)，而在對(duì)應(yīng)線圈繞組11～13外圈(即表面圈)的不同圈數(shù)處相對(duì)位移；又第一碳刷組21～23及第二碳刷組31～33是分別包括有一固定部210～230、310～330、一設(shè)在固定部210～230、310～330內(nèi)側(cè)面適當(dāng)位置且分別和各對(duì)應(yīng)線圈繞組11～13接觸的碳刷臂211～231、311～331(請(qǐng)配合參閱圖5所示)、一設(shè)在固定部210～230、310～330外側(cè)面上且分別和碳刷臂211～231、311～331構(gòu)成電氣連接的電源端子212～232、312～332、一設(shè)在固定部210～230、310～330相對(duì)外側(cè)端上的接合件213～233、313～333，在本實(shí)施例中，該接合件213～233、313～333是分別由一螺帽所構(gòu)成。
再者，有關(guān)該傳動(dòng)組40的構(gòu)造，可由不同的實(shí)施例結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，其中一可行實(shí)施例包括有一結(jié)合在變壓器10上的固定架400、三組分設(shè)在固定架400上的伺服馬達(dá)41、三對(duì)樞設(shè)在固定架400上并分別對(duì)應(yīng)于三組線圈繞組11～13的兩相對(duì)螺桿42、43、多個(gè)相互嚙合且分設(shè)在伺服馬達(dá)41軸心上及螺桿42、43上端的齒輪410～430；其中該固定架400包括有四組分呈L形截面的角架401、上、下座板405、406及設(shè)在上、下座板405、406間的限位板44；其中各角架401是以兩兩相對(duì)方式分設(shè)在變壓器10鐵芯前后側(cè)面的上下端，其在垂直部?jī)啥朔謩e形成有穿孔402，分供一螺桿403貫穿，并以一螺帽404鎖固，借此使兩兩相對(duì)的角架401夾持固定在變壓器10的鐵芯上下端。
該上、下座板405、406是分別固定在變壓器10鐵芯前側(cè)面上、下端的兩角架401上；其中，上座板405是供安裝固定伺服馬達(dá)41，其上分別形成有三組軸孔407，供伺服馬達(dá)41的軸心對(duì)應(yīng)穿出，該軸心穿出后則和齒輪410結(jié)合；又上座板405在每一軸孔407的相鄰兩端分別形成有樞孔408，分供兩相對(duì)螺桿42、43的一端樞設(shè)，再下座板406在對(duì)應(yīng)位置也形成有成對(duì)樞孔409，供兩相對(duì)螺桿42、43的另端樞設(shè)。
至于上、下座板405、406間的各限止板44則分別擋止在第一、第二碳刷組21～23、31～33的固定部210～230、310～330，以限制第一、第二碳刷組21～23、31～33隨螺桿42、43樞轉(zhuǎn)。
而前述第一、第二碳刷組21～23、31～33即以其螺帽形式的接合件213～233、313～333螺套在各成對(duì)螺桿42、43上。
由上述說明可看出本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，至于工作過程請(qǐng)參閱圖4所示(為便于了解，僅以其中一傳動(dòng)組及相關(guān)元件的工作作出說明)當(dāng)伺服馬達(dá)41運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，兩螺桿42、43因齒輪410～430間的嚙合關(guān)系而跟著相對(duì)位移，進(jìn)而兩螺桿42、43的第一、第二碳刷組21、31也作相對(duì)位移，由于前述的嚙合關(guān)系得以使第一、第二碳刷組21、31的位移是呈相反方向，換言之，當(dāng)?shù)谝惶妓⒔M21向下移動(dòng)時(shí)，第二碳刷組31則向上移動(dòng)，借此可達(dá)成調(diào)整輸出電壓的目的。
而且，因?yàn)榈谝惶妓⒔M21和第二碳刷組22是同時(shí)作相對(duì)位移，所以不論是作提高或降低輸出電壓調(diào)整均十分迅速。
又前述自耦變壓器100是用在三相電源的穩(wěn)壓用途，如運(yùn)用在單相電源的穩(wěn)壓目的，則基本結(jié)構(gòu)相同，只須將變壓器10上的線圈繞組12及傳動(dòng)組40的傳動(dòng)元件減為一組，并只使用單組的第一、第二碳刷組22、32(如圖6所示)，即可用在單相電源的穩(wěn)壓用途。
以下再進(jìn)一步針對(duì)前述傳動(dòng)組的可行實(shí)施例提出說明，首先請(qǐng)參閱圖7所示，又一種形式的傳動(dòng)組50是在一固定架500上分設(shè)有一伺服馬達(dá)51及一受伺服馬達(dá)51驅(qū)動(dòng)的皮帶輪組52；其中固定架500在對(duì)應(yīng)變壓器的每一線圈繞組(圖中未示)分設(shè)有兩定位桿501，供第一、第二碳刷組21、31的接合件213、313滑套其上，在本實(shí)施例中，是令第一、第二碳刷組21、31上的接合件213、313為單純的中空套筒形式。
又第一、第二碳刷組21、31上的接合件213、313并進(jìn)一步的結(jié)合到皮帶輪組52的相對(duì)位置上，當(dāng)伺服馬達(dá)51帶動(dòng)皮帶輪組52作正向或逆向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，第一、第二碳刷組21、31即可分別以定位桿501為軌道而作相對(duì)位移。
再如圖8所示是再一種形式的傳動(dòng)組60，其基本構(gòu)造和前一種形式大致相同，主要是在一固定架500上分設(shè)有一伺服馬達(dá)51及一受伺服馬達(dá)51驅(qū)動(dòng)的皮帶輪組52；其中固定架500在對(duì)應(yīng)變壓器的每一線圈繞組(圖中未示)分設(shè)有四組兩兩成對(duì)的定位桿501、502，供第一、第二碳刷組21、31的接合件213、313滑套其上，在本實(shí)施例中，是令第一、第二碳刷組21、31在其固定部210、310兩端分設(shè)接合件213、313，且該接合件213、313是分別為單純的中空套筒形式，以利滑套在定位桿501、502上。
又第一、第二碳刷組21、31以相對(duì)內(nèi)側(cè)的接合件213、313進(jìn)一步結(jié)合到皮帶輪組52的相對(duì)位置上，當(dāng)伺服馬達(dá)51帶動(dòng)皮帶輪組52作正向或逆向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，第一、第二碳刷組21、31即可分別以定位桿501、502為軌道而作相對(duì)位移。
權(quán)利要求1.一種交流電源穩(wěn)壓器，主要由一自耦變壓器和一控制電路組成，其特征在于，所述的自耦變壓器包括有一變壓器；至少一組和電源輸入連接的第一碳刷組；至少一組連接電源輸出端的第二碳刷組；至少一組連動(dòng)第一、第二碳刷組在變壓器上作相對(duì)位移以穩(wěn)定輸出電壓的傳動(dòng)組。
2.如權(quán)利要求1所述的交流電源穩(wěn)壓器，其特征在于所述的自耦變壓器是由一變壓器、第一碳刷組、第二碳刷組及一傳動(dòng)組所組成，所述變壓器上僅具單組線圈繞組。
3.如權(quán)利要求1所述的交流電源穩(wěn)壓器，其特征在于所述自耦變壓器是由一變壓器、三組第一碳刷組、三組第二碳刷組及三組傳動(dòng)組所組成，所述變壓器具有三組線圈繞組。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的交流電源穩(wěn)壓器，其特征在于所述變壓器是在環(huán)形鐵芯上繞設(shè)多數(shù)線圈繞組所構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1、2或3項(xiàng)所述的交流電源穩(wěn)壓器，其特征在于所述變壓器是在“EI”型鐵芯上繞設(shè)多數(shù)線圈繞組所構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的交流電源穩(wěn)壓器，其特征在于所述傳動(dòng)組包括有一結(jié)合在變壓器上的固定架、至少一組設(shè)在固定架上的伺服馬達(dá)、至少一對(duì)樞設(shè)在固定架上并對(duì)應(yīng)一線圈繞組的兩螺桿，所述伺服馬達(dá)軸心上及成對(duì)的兩螺桿一端分設(shè)有齒輪，且相互嚙合，由伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)兩螺桿作相對(duì)方向樞轉(zhuǎn)；所述第一、第二碳刷組分別包括有一固定部、一設(shè)在固定部?jī)?nèi)側(cè)面適當(dāng)位置并和變壓器上所設(shè)線圈繞組對(duì)應(yīng)接觸的碳刷臂、一設(shè)在固定部外側(cè)面上且和碳刷臂構(gòu)成電氣連接的電源端子、一設(shè)在固定部一側(cè)的接合件，該接合件是由一螺帽構(gòu)成，供螺套在傳動(dòng)組的螺桿上。
7.如權(quán)利要求1所述的交流電源穩(wěn)壓器，其特征在于所述傳動(dòng)組包括有一結(jié)合在變壓器上的固定架、至少一組設(shè)在固定架上的伺服馬達(dá)、至少一組由伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的皮帶輪組，該皮帶輪組的相對(duì)兩端分供固定第一、第二碳刷組；所述第一、第二碳刷組分別包括有一固定部、一設(shè)在固定部?jī)?nèi)側(cè)面適當(dāng)位置并和變壓器上所設(shè)線圈繞組對(duì)應(yīng)接觸的碳刷臂、一設(shè)在固定部外側(cè)面上且和碳刷臂構(gòu)成電氣連接的電源端子、分設(shè)在固定部?jī)蓚?cè)的接合件，該接合件是由一中空套筒構(gòu)成，供滑套在固定架上所設(shè)的定位桿上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種交流電源穩(wěn)壓器,主要由一控制電路和一自耦變壓器組成,自耦變壓器包括有至少一組變壓器、至少一組和電源輸入連接的第一碳刷組、至少一組連接電源輸出端的第二碳刷組、至少一組使第一、第二碳刷組在變壓器上相對(duì)位移以穩(wěn)定輸出電壓的傳動(dòng)組。本實(shí)用新型中的自耦變壓器設(shè)計(jì)可使電源穩(wěn)壓器節(jié)省至少一組增減變壓器,有效降低了成本和故障率。
文檔編號(hào)G05F1/10GK2387573SQ99219228
公開日2000年7月12日 申請(qǐng)日期1999年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月8日
發(fā)明者郭正隆 申請(qǐng)人:寶應(yīng)企業(yè)有限公司