專利名稱：交流電源穩(wěn)壓器的制作方法
技術領域：
本實用新型是涉及交流和交流之間的變換設備，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移動到變壓器81不同圈數(shù)處的伺服馬達813；該增減變壓器80是以一次側(cè)跨設在電源輸入端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，以針對輸出電壓和內(nèi)部預設的基準電壓比較，再根據(jù)比較差值驅(qū)動伺服馬達813正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，該伺服馬達813將使碳刷臂812滑移到線圈繞組811的不同圈數(shù)處，當碳刷臂812改變位置時，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計使電源輸出端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；而基本元件是針對每一相電源而設，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等均僅配設一組。換言之，如用在三相電源的穩(wěn)壓處理時，則在三相電源的R、S、T相上即須分別設置一組增減變壓器80、自耦變壓器81、控制電路82等(如圖11所示)，以個別針對每一相電源進行穩(wěn)壓處理。
事實上，前述電源穩(wěn)壓器針對三相電源分別設置的配備雖是因應穩(wěn)壓功能的需要而設，但設備愈多，其成本即相對愈高，同時元件故障的比率也將相對提高。由此可見，前述交流電源穩(wěn)壓器的構(gòu)成顯然有待進一步改進。
因此，本實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。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采取的技術手段是，
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；至少一組連動第一、第二碳刷組在變壓器上作相對位移以穩(wěn)定輸出電壓的傳動組。
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”型鐵芯上繞設多數(shù)線圈繞組所構(gòu)成。
所述傳動組包括有一結(jié)合在變壓器上的固定架、至少一組設在固定架上的伺服馬達、至少一對樞設在固定架上并對應一線圈繞組的兩螺桿；其中所述伺服馬達軸心上及成對的兩螺桿一端分設有齒輪，且相互嚙合，伺服馬達驅(qū)動兩螺桿作相對方向樞轉(zhuǎn)；所述第一、第二碳刷組分別包括有一固定部、一設在固定部內(nèi)側(cè)面適當位置并和變壓器上所設線圈繞組對應接觸的碳刷臂、一設在固定部外側(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，供螺套在傳動組的螺桿上。
所述傳動組包括有一結(jié)合在變壓器上的固定架、至少一組設在固定架上的伺服馬達、至少一組由伺服馬達驅(qū)動的皮帶輪組，該皮帶輪組的相對兩端分供固定第一、第二碳刷組；所述第一、第二碳刷組分別包括有一固定部、一設在固定部內(nèi)側(cè)面適當位置并和變壓器上所設線圈繞組對應接觸的碳刷臂、一設在固定部外側(cè)面上且和碳刷臂構(gòu)成電氣連接的電源端子、分設在固定部兩側(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的定位桿上。
顯然，本實用新型至少具備下列優(yōu)點
1.大幅節(jié)省成本由于利用本實用新型特殊設計的自耦變壓器可省略增減變壓器，所以實施在單相交流電源穩(wěn)壓器時，可省去一組增減變壓器的費用，如實施在三相交流電源穩(wěn)壓器時，更可省下三組增減變壓器的費用，故而可大幅降低制造成本。
2.故障率低由于主要機件(增減變壓器)數(shù)量減少，所以可顯著降低故障機率。
3.調(diào)整效率高由于本實用新型是以兩組碳刷同時相對位移以調(diào)整輸出電壓，就調(diào)整的速度上將可縮短幾近一半的時間，所以可顯著提高調(diào)整效率。
以下結(jié)合附圖，進一步說明本實用新型的具體結(jié)構(gòu)圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖(單相二線)圖2是本實用新型一較佳實施例的外觀示意圖。
圖3是本實用新型一較佳實施例的分解示意圖。
圖4是本實用新型一較佳實施例的前視示意圖。
圖5是本實用新型一較佳實施例的側(cè)視示意圖。
圖6是本實用新型一較佳實施例的又一前視示意圖(單相二線)。
圖7是本實用新型傳動組再一較佳實施例示意圖。
圖8是本實用新型傳動組又一較佳實施例示意圖。
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。
有關本實用新型的工作原理，首先請參閱圖1所示(為方便說明，謹以單相二線式交流電源穩(wěn)壓器為實施例，但并不是用來限制本實用新型的應用領域)，該交流穩(wěn)壓器主要包括有一特殊設計的自耦變壓器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并可受傳動組104的連動而產(chǎn)生反向位移，又傳動組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，以檢測輸出電壓高低。該控制電路200內(nèi)部有預設的電壓值，其檢測輸出電壓后將和內(nèi)設的電壓值進行比對，當二者不一致時，即透過傳動組104及自耦變壓器100進行調(diào)整，調(diào)整方式是由控制電路200驅(qū)動傳動組104正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)適當角度，此時處在連動且相反方向的第一、第二碳刷組102、103將相對移動其接觸自耦變壓器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?shù)谝?、第二碳刷組102、103改變其在線圈繞組101上的位置時，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)設電壓值取得一致，以達穩(wěn)壓的目的。
由上述說明可明顯看出本實用新型利用自耦變壓器兩相對動作碳刷組以達成穩(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，且非本實用新型主要特征所在，容不進一步詳述其組成結(jié)構(gòu)和工作方式，另有關自耦變壓器100的結(jié)構(gòu)詳述如后如圖2所示，是本實用新型一較佳實施例的外觀圖，其為運用在三相電源穩(wěn)壓器的自耦變壓器100，其詳細結(jié)構(gòu)請配合參閱圖3所示，主要包括有一變壓器10，其是在一鐵芯上分設三組分別獨立的線圈繞組11～13；三組分別和三相(R、S、T為每一相接線端)電源連接，且分別對應接觸前述線圈繞組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對應接觸的第二碳刷組31～33；三組分別使每一線圈繞組11～13所對應第一碳刷組21～23和第二碳刷組31～33連動但作相反方向動作的傳動組40；其中該變壓器10的鐵芯可為環(huán)形或“EI”形狀，在本實施例中，是在“EI”型鐵芯上分別繞設三組獨立的線圈繞組11～13，又每一線圈繞組11～13最外圈表面都作拋光磨平處理，以便和對應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是分設在對應的傳動組40上，利用傳動組40的傳動，而在對應線圈繞組11～13外圈(即表面圈)的不同圈數(shù)處相對位移；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、一設在固定部210～230、310～330內(nèi)側(cè)面適當位置且分別和各對應線圈繞組11～13接觸的碳刷臂211～231、311～331(請配合參閱圖5所示)、一設在固定部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、一設在固定部210～230、310～330相對外側(cè)端上的接合件213～233、313～333，在本實施例中，該接合件213～233、313～333是分別由一螺帽所構(gòu)成。
再者，有關該傳動組40的構(gòu)造，可由不同的實施例結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，其中一可行實施例包括有一結(jié)合在變壓器10上的固定架400、三組分設在固定架400上的伺服馬達41、三對樞設在固定架400上并分別對應于三組線圈繞組11～13的兩相對螺桿42、43、多個相互嚙合且分設在伺服馬達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是以兩兩相對方式分設在變壓器10鐵芯前后側(cè)面的上下端，其在垂直部兩端分別形成有穿孔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41，其上分別形成有三組軸孔407，供伺服馬達41的軸心對應穿出，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，分供兩相對螺桿42、43的一端樞設，再下座板406在對應位置也形成有成對樞孔409，供兩相對螺桿42、43的另端樞設。
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螺套在各成對螺桿42、43上。
由上述說明可看出本實用新型一較佳實施例的詳細結(jié)構(gòu)，至于工作過程請參閱圖4所示(為便于了解，僅以其中一傳動組及相關元件的工作作出說明)當伺服馬達41運轉(zhuǎn)時，兩螺桿42、43因齒輪410～430間的嚙合關系而跟著相對位移，進而兩螺桿42、43的第一、第二碳刷組21、31也作相對位移，由于前述的嚙合關系得以使第一、第二碳刷組21、31的位移是呈相反方向，換言之，當?shù)谝惶妓⒔M21向下移動時，第二碳刷組31則向上移動，借此可達成調(diào)整輸出電壓的目的。
而且，因為第一碳刷組21和第二碳刷組22是同時作相對位移，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及傳動組40的傳動元件減為一組，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。
以下再進一步針對前述傳動組的可行實施例提出說明，首先請參閱圖7所示，又一種形式的傳動組50是在一固定架500上分設有一伺服馬達51及一受伺服馬達51驅(qū)動的皮帶輪組52；其中固定架500在對應變壓器的每一線圈繞組(圖中未示)分設有兩定位桿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并進一步的結(jié)合到皮帶輪組52的相對位置上，當伺服馬達51帶動皮帶輪組52作正向或逆向運轉(zhuǎn)時，第一、第二碳刷組21、31即可分別以定位桿501為軌道而作相對位移。
再如圖8所示是再一種形式的傳動組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上分設有一伺服馬達51及一受伺服馬達51驅(qū)動的皮帶輪組52；其中固定架500在對應變壓器的每一線圈繞組(圖中未示)分設有四組兩兩成對的定位桿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以相對內(nèi)側(cè)的接合件213、313進一步結(jié)合到皮帶輪組52的相對位置上，當伺服馬達51帶動皮帶輪組52作正向或逆向運轉(zhuǎn)時，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；至少一組連動第一、第二碳刷組在變壓器上作相對位移以穩(wěn)定輸出電壓的傳動組。
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)形鐵芯上繞設多數(shù)線圈繞組所構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1、2或3項所述的交流電源穩(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組包括有一結(jié)合在變壓器上的固定架、至少一組設在固定架上的伺服馬達、至少一對樞設在固定架上并對應一線圈繞組的兩螺桿，所述伺服馬達軸心上及成對的兩螺桿一端分設有齒輪，且相互嚙合，由伺服馬達驅(qū)動兩螺桿作相對方向樞轉(zhuǎn)；所述第一、第二碳刷組分別包括有一固定部、一設在固定部內(nèi)側(cè)面適當位置并和變壓器上所設線圈繞組對應接觸的碳刷臂、一設在固定部外側(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組包括有一結(jié)合在變壓器上的固定架、至少一組設在固定架上的伺服馬達、至少一組由伺服馬達驅(qū)動的皮帶輪組，該皮帶輪組的相對兩端分供固定第一、第二碳刷組；所述第一、第二碳刷組分別包括有一固定部、一設在固定部內(nèi)側(cè)面適當位置并和變壓器上所設線圈繞組對應接觸的碳刷臂、一設在固定部外側(cè)面上且和碳刷臂構(gòu)成電氣連接的電源端子、分設在固定部兩側(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的定位桿上。
專利摘要本實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位移以穩(wěn)定輸出電壓的傳動組。本實用新型中的自耦變壓器設計可使電源穩(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G05F1/10GK2387573SQ99219228
公開日2000年7月12日 申請日期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 申請人:寶應企業(yè)有限公司