[发明专利]基于分段变截面绕组的碳刷接触式自耦型交流稳压器

说明书

技术领域

 本发明属于稳压器领域，具体涉及一种基于分段变截面绕组的碳刷接触式自耦型交流稳压器。 

背景技术

碳刷接触式自耦型交流稳压器的原理图如图1所示，输入U_I接至0-220V（或0-110V）两端，输出接至0-滑动触头K之间，调节碳刷滑动触头K的位置就可以调节输出电压。稳压原理为：当输入电压不稳定，偏离（高于或低于）额定值220V（有的地区使用110V）时，由测控系统自动调节滑动触头的位置，保持输出电压U_O稳定在额定电压220V附近（在国标允许的范围内）。但是，目前市场上类似的碳刷接触式自耦型交流稳压器设计的整个线包绕组从0～h的线径是等粗细的。这样会浪费很多铜线，增加产品成本。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种基于分段变截面绕组的碳刷接触式自耦型交流稳压器；该基于分段变截面绕组的碳刷接触式自耦型交流稳压器可减少铜线消耗，降低产品成本。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种基于分段变截面绕组的碳刷接触式自耦型交流稳压器，包括绕组和环形铁芯，所述绕组分为多个区段，每个区段的横截面面积各不相同；绕组绕置在环形铁芯上，绕组与环形铁芯之间设置有与各区段对应且厚度不同的绝缘垫片，所述绕组的外边缘与环形铁芯的中心线距离相等。

进一步的，所述碳刷接触式自耦型交流稳压器还包括一碳刷滑块和一旋转接触装置，旋转接触装置与碳刷滑块相连，用于驱动碳刷滑块运动；碳刷滑块用于作为绕组的中间抽头与公共零线形成输出电压端口。

进一步的，所述碳刷接触式自耦型交流稳压器还包括直流电动机、电机驱动电路、主控电路和按键输入电路；按键输入电路与主控电路相连，主控电路与电机驱动电路相连，电机驱动电路与直流电动机，直流电动机与旋转接触装置相连。

进一步的，所述单片机还与一显示器相连。

采用分段变截面绕组的碳刷接触式自耦型交流稳压器的好处如下：

如果暂不考虑稳压器的损失，则有：

                                  (1)

亦即有：

                                (2)

可见，在传输的功率P₂一定的情况下：当碳刷触头上滑时，U_O增大，I₂减小；当碳刷触头下滑时，U_O减小时，I₂增大。可见碳刷位置不同输出电流大小也不同，因此最好不要采用等线径的绕组。各个分段绕组的截面（线径）的选择既要考虑该段绕组的承受电压和额定电流，还要考虑实际负载时的过载，综合各种因素折中考虑选取线径。因此本发明采用基于分段变截面绕组的碳刷接触式自耦型交流稳压器可以节约铜材，降低成本。

附图说明

图1为碳刷接触式自耦型交流稳压器的原理图；

图2环形铁芯示意图；

图3为分段变截面绕组结构展开成条形示意图；

图4为碳刷接触式自耦型交流稳压器的结构框图；

图5为碳刷接触式自耦型交流稳压器的控制电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图2、3所示，本发明提供了一种基于分段变截面绕组的碳刷接触式自耦型交流稳压器，包括绕组1和环形铁芯2，所述绕组1（导线）分为多个区段，每个区段的横截面面积各不相同；绕组1绕置在环形铁芯2上，绕组1与环形铁芯2之间设置有与各区段对应且厚度不同的绝缘垫片3，所述绕组1的外边缘与环形铁芯2的中心线距离相等。

理论上整个绕组导线应该使用线径渐变的导线，在铁芯上绕制成线包，其线径变化是均匀渐变的，但是很难实现，因此本发明中采用了分段变截面（变线径）的结构。

如图2-5所示，采用单片机的基于分段变截面绕组的碳刷接触式自耦型交流稳压器包括碳刷滑块5、旋转接触装置4、直流电动机、电机驱动电路、主控电路和测量电路；旋转接触装置4与碳刷滑块5相连，用于驱动碳刷滑块5运动；碳刷滑块5用于作为绕组1的中间抽头与公共零线N形成输出电压端口U_O。测量电路与主控电路相连，用来测量稳压器输入电压U_I和输出电压U_O。主控电路与电机驱动电路相连，电机驱动电路与直流电动机，直流电动机与旋转接触装置相连，其中主控电路包括一单片机及其外围电路。