专利名称：多功能交流稳压电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多功能交流稳压电源。
现有的各种原理的交流稳压电源，都只具有单一的交流稳压功能，输出电压都只具有单一的交流稳压功能，输出电压都只是固定的一种，不可调变，或仅可以在单一的固定输出电压值上作微小的调变，输入输出大都不隔离，如磁放大器式电子交流稳压电源。有些虽具有一般变压器的隔离功能，但不具有调压器和万能变压器的功能，如稳压变压器交流稳压电源。
现有的常用调压器，都是自耦变压器原理，不仅不具有稳压功能，也不具有万能变压器功能。
现有的变压器不具有稳压，万能变压器和自耦调压器的功能。
现有直流稳压电源，不具有交流稳压，调压器和万能变压器功能。
对于用户来说，交流稳压电源，调压器、万能变压器、直流稳压电源等都是常用的必不可少的通用电子、电器仪器设备，按现在实际情况，用户必然是分别购置或自制四种以上不同功能的设备，以满足实际工作的需要，这必然造成设备总量和资金总量的增加，以及设备利用率的降低，从而造成资金浪费和使用不便。
对交流稳压电源，调压器，万能变压器，直流稳压电源等设备仪器生产厂家来说，产品的重复生产和原材料的多余消耗浪费，是不堪负担的。而这几种仪器设备都是使用量比较大的电力、电工、电子仪器、社会需求量大，问题就更显的突出。
本发明的第一个目的是提供一种构造具有调压、交流稳压、万能变压器和直流稳压电源等多种功能的多功能交流稳压电源的方法。
本发明的第二个目的是提供一种在直型单线包双线包上实现炭刷直线滑动调压的铁芯线包结构和绕制方法。
本发明的第三个目的是提供一种在环形和异形铁芯线包上，实现同时有一种或二种以上的直线调压，又有一路或二路以上的环形调压的铁芯线包结构和绕制方法。
本发明的第四个目的是提供一种在同一个线圈骨架上，各组线包互相包容，实现多个滑动调压的铁芯线包结构和绕制方法。
本发明的第五个目的是提供一种在直形单线包双线包的铁芯线包上实现环形调压的铁芯线包结构和绕制方法。
本发明的第六个目的是提供一种在直形单线包双线包的铁芯线包上实现即有单、多组直线调压输出，又有环形单、多组调压输出的铁芯线包结构和绕制方法。
本发明的第七个目的是提供一种当调压范围较小时，窗口内外都可以单层排列的铁芯线包结构和绕制方法。
本发明的第八个目的是提供一种使原来的伺服电机电子自动调压式交流稳压电源由环形铁芯炭刷作环形运动实现自动调压，改为直型铁芯炭刷作直线运动实现自动调压的方法。
本发明的第九个目的是提供一种使原来的调压器环形铁芯炭刷作环形运动实现自动调压，改为直型铁芯炭刷作直线运动实现自动调压的方法。
本发明的目的是这样实现的，本发明包括交流电压绕组，1)其输入、输出和中间转换三种信号中至少有一种是交流电压绕组的交流信号;2)至少有以下这些电磁部件之一，或两种以上，a.饱和电抗器;b.非饱和电抗器c.变压器;d.自耦变压器;e.调压器;f.磁放大器;g.复合电磁部件;根据发明的特征，3)输出可调电压取自所述交流电压绕组，或所述七种电磁部件之一或一种以上的绕组线包。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是显著的。1.本发明的多功能包括以下几个方面。1)本发明可以具有一种以上固定稳压输出端，如110V，220V等。2)自耦变压器其输出电压连续或分档连续可调，其最高输出电压可以根据实际设计需要来确定，如0～250V等，其输出路数可以是单路或两路以上的多路输出。3)万能变压器，其含意为有隔离或屏蔽的连续或分档连续可调输出电压，其输出最高电压，可根据实际设计需要确定，如0～24V，0～250V等，输出路数可以是单路和两路以上的多路输出。4)直流稳压电源，可以是不同精度，不同输出电流、电压，输出为固定的和可调的，输出路数可以是单路或两路以上，也可以具有特殊性能，可以由实际设计需要选择确定。5)由其它电器电子电路所组成的其它各种不同功能的电子仪器设备功能。本发明所包括的上述五种功能，可以根据实际需要设计成单功能和两种功能以上的多功能不同组合，其组合方式由设计者以实际需要加以组合。如此就可以设计出许多不同品种规格的多功能交流稳压电源，以满足不同用户的多种需要。2.利用本发明所提供的方法和结构，可以简化现有伺服电机电子自动调压式交流稳压电源的电路和结构及工艺，达到简化工艺提高产品性能，降低成本的目的。3.利用本发明所提供的方法和结构，可以简化原来的自耦调压器的结构达到简化工艺，提高性能，降低成本的目的，也可以使自耦变压器同时具有万能变压器的功能。4.利用本发明所提供的方法和结构，可以使现有的单线包，双线包变压器具有自耦变压器和万能变压器功能。5.本发明可以保留原有交流稳压电源所具有的技术性能，特点，指标，适应范围，或有所改进提高，如电压的高低，功率容量大小，频率范围，效率，精度，单相，多相等，都能够完全保留适用。炭刷滑动调压只须增加炭刷数量，如三相三个或六个炭刷同步滑动。
图1a、b、c是本发明单线包实施例结构主视图、俯视图和右视图。(两直一环)图1d、e是本发明单线包实施例主视图和俯视图。(三直)图2a、b、c是本发明双线包实施例结构主视图、俯视图和右视图。(四直二环)图2c、d是本发明双线包实施例结构主视图、俯视图和右视图。(六组三面直)图2e、f是本发明双线包实施例结构主视图和俯视图。(六组二面直)图2g、h是本发明双线包实施例结构主视图和俯视图。(二组环形同步)图2i、j是本发明双线包实施例结构主视图和俯视图。(二组环形异步)图3a、b、c是本发明环形线包实施例结构主视图、俯视图和右视图。(一环四直)图3d、e是本发明环形线包实施例结构主视图和俯视图。(二环一直)图4a、b、c是本发明异形线包实施例结构主视图和俯视图。(缺园形)图4c、d是本发明异形线包实施例结构主视图和俯视图。(半园形)图4e、f是本发明双半园形线包实施例结构主视图和俯视图。
图5a是本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例1电原理图。
图5b、c是本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源结构主视图和俯视图。
图6a是本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例2电原理图。
图6b、c是本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源结构主视图和俯视图。
图7a是本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例3电原理图。
图7b、c是本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源结构主视图和俯视图。
图8a是本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例4电原理图。
图8b、c是本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源结构俯视图和主视图。
图9a是本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例5电原理图。
图9b、c是本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源结构主视图和俯视图。
图10a是本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例6电原理图。
图10b、c是本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源结构主视图和俯视图。
图11是本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例7电原理图。
图12是本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例8电原理图。
图13是本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例9电原理图。
图14是本发明串联铁磁谐振型(磁饱和型)电原理图。
图15是本发明并联铁磁谐振型(磁饱和型)实施例1电原理图。
图16是本发明并联铁磁谐振型(磁饱和型)实施例2电原理图。
图17a、b是本发明双C型铁芯实施例结构主视图和俯视图。
图17c、d是本发明C型(或口字型)铁芯实施例结构主视图和俯视图。
图17e、f是本发明E型铁芯实施例结构主视图和俯视图。
图17g、h是本发明环型铁芯实施例结构主视图和俯视图。
图17i、j是本发明异型铁芯实施例结构主视图和俯视图。
图18a是本发明稳压变压型多功能交流稳压电源实施例1电原理图。
图18b、c是本发明稳压变压型多功能交流稳压电源实施例1结构主视图和俯视图。
图19是本发明稳压变压型多功能交流稳压电源实施例2电原理图。
图20是本发明稳压变压型多功能交流稳压电源实施例3结构原理图。
图21是本发明磁放大型多功能交流稳压电源实施例1电原理图。
图22是本发明其它原理多功能交流稳压电源实施例1电原理图。
下面结合附图详细说明本发明的特点和实施。
本发明包括交流电压绕组，1)本发明输入、输出和中间转换三种信号中至少有一种是交流电压绕组的交流信号;
2)本发明至少有下列七种电磁部件之一，或两种以上，a.饱和电抗器;
b.非饱和电抗器;
c.变压器;
d.自耦变压器;
e.调压器;
f.磁放大器;
g.复合电磁部件;
3)本发明输出可调电压取自所述交流电压绕组，或所述七种电磁部件之一或一种以上的绕组线包。
参见图1，示出了本发明单线包结构实现单调压、多调压及多功能的实施例结构示意图。图1a、b、c分别对应于这种结构的右视图、主视图和俯视图。图1a、b、c所示的结构可以实现三组调压输出，其中两组为直线调压一组为环形调压。图1d、e所示的结构可以实现三组调压输出或多组调压输出，其中各组均为直线调压。图1d、e分别是这种结构的主视图和俯视图。本发明单线包结构指的是其绕线包为单桶直形绕制，其铁芯结构如老式的冲片式，山字形结构或叫E型结构，新式的卷带式，ED型、XED型。下面结合图1a、b、c的实施例说明这种方式的结构原理。在铁芯9内缠有直线形调压线包4、5，直线形调压线包4、5外层设有供炭刷作直线运动的螺杆3、6，螺杆3、6上放置有可移动的炭刷11、7，炭刷触点分别与直线形调压线包4、5外层相接触，以保证良好的电接触性能。为实现环形调压，在铁芯9内直线调压线包4外还缠有环形线包1，环形线包缠绕在弧形的环形调压线包支架2上。在环形线包外侧设有环形调压线包炭刷12，该炭刷12通过连动杆与可转动的环形调压线包转轴10相连，当转轴10转动时，使炭刷12随之作弧线运动，从而达到环形调压的目的。另外，在铁芯9内线圈包上还可以设有多个引出端子8，为其它功能的线包提供引出端子。参见图1d、e示出了三组直线调压输出的单线包结构方式，利用图1d、e所示调压线包互相多层包容的结构方式，可以实现三路以上的直线调压，这时只需在相应的直线调压线包外设置对应的调压炭刷和供炭刷作直线运动的螺杆。
参见图2示出了本发明双线包结构实现单调压、多调压及多功能的实施例结构示意图。图2a、b所示的结构可实现六组调压输出，其中四组直线同步调压，二组环形同步调压，图2a、b是这种结构对应的主视图和俯视图。图2c、d所示的结构可以实现六组三面调压输出，可以是同步调压输出，也可以是分别调压输出，图2c、d是这种结构所对应的主视图和俯视图。图2e、f所示的结构可以实现六组两面调压输出，其中各组均为直线调压输出，根据其所处位置可以做成同步调压方式，也可以是分别调压输出，图2e、f是这种结构所对应的主视图和俯视图。图2g、h所示的结构可以实现二组调压输出，两组输出为环形同步调压，图2g、h是这种结构所对应的主视图和俯视图。图2i、j所示的结构可以实现二组调压输出，二组调压为环形分别调压方式。图2i、j是这种结构所对应的主视图和俯视图。本发明双线包结构包括二个直形线包，老式的冲片式，如口字形结构或O型，新式的卷带式，如CD型或XCD型。下面结合图2a、b的实施例说明这种方式的结构原理。在铁芯27上绕有直形线包25、29，直线形调压线包25、29外层设有供炭刷23、210作直线运动的同步调压螺杆22和使炭刷23、210作同步调压运动的同步调压臂21，炭刷23、210触点分别与直线形调压线包25、29外层相接触，以保证良好的电接触性能。为实现环形调压，在铁芯27上还缠有环形线包24，环形调压线包24缠绕在环形调压线包支架26上。在环形调压线包外侧设有炭刷28，炭刷28通过连动杆212与环形调压转轴211相连，当转轴211转动时，使炭刷28通过连动杆212随之作园弧运动，从而达到同步环形调压的目的。与图2a、b不同的是，图2c、d未设有环形调压线包，在这个实施例中，设有三组直线形调压线包，其中三组调压炭刷位于三个不同的平面上，根据炭刷之间是否设有同步连杆，即可方便地实现同步调压或分别调压。当最外层的调压炭刷设在与内层炭刷相同的平面上时，即构成两面六组调压输出方式。如图2e、f所示。如果调压线包缠绕在环形支架上，则构成两组调压输出，根据两组炭刷之间是否设有同步连杆，使该实施例形成二组环形同步调压，如图2g、h所示或二组环形分别调压，如图2i、j所示。参照图2的方式，在铁芯上增绕直线形调压线包，则可实现多路直线形调压输出，在铁芯上增绕环形调压线包，则可增加多路环形调压输出。
参见图3示出了本发明环形线包结构实现单调压、多调压及多功能的实施例结构示意图。图3a、b、c所示的结构可以实现五组调压输出，其中一组环形调压四组直线形调压，图3a、b、c是这种实施例对应的主视图、左视图和俯视图。图3d、e的结构可以实现三组调压输出，其中二组同轴心环形调压，一组直线形调压，图3d、e是这种实施例对应的主视图和俯视图。本发明环形线包结构铁芯为环形，其线包绕制也是环形排列。这种结构方式适用于调压器，其铁芯为环形，其线包绕制也是环形排列，它的调压方式是通过滑动触头绕轴芯作环形运动而实现的。下面结合图3a、b、c说明这种实施例的实现方式。在环形铁芯313及其绝缘层311上绕有环形调压线包34，调压引线端33、37、317从线包4引出成平面直线排列，调压引出端33、37、317外分别设有对应的供直线调压炭刷32、38、318作直线运动的直线调压螺杆31、39、319。上述构成三组直线调压。在环形铁芯缺口处缠绕有第四组直线绕组314，同样该直线绕组314外设有对应的供炭刷315作直线运动的螺杆316。一组环形调压是这样实现的，在铁芯313园心设有转轴35，该转轴35通过连动杆310与炭刷36相连，炭刷36与环形铁芯线包34有良好的电接触，当环形调压中心转轴35转动时，炭刷36随之在环形调压线包34上作园周运动，从而实现环形调压的目的。在本实施例中，铁芯313和绝缘层312之间还引出有次级绕组其它功能绕线引出端子312，用于其它不同的目的。图3d、e实现了二组同轴心环形调压一组直线调压输出。这里二同轴心环形调压是这样实现的，在环形调压线包36′上下方分别设有调压炭刷31′、38′和连动杆32′、312′，连杆32′、312′通过调压转轴33′与伺服电机37′同步转动，当电机37′转动时，炭刷31′、38′亦随之作园周调压转动，从而实现两组同轴心环形调压的目的。同样在铁芯311′和绝缘层39′之间设有次级其它功能引出端子，以应用于其它的目的。
参见图4，示出了本发明环形线包结构实现单调压、多调压及多功能的实施例结构示意图。图4a、b的结构是铁芯为缺园型时实现多调压多功能的主视图和俯视图。图4c、d的结构是铁芯为半园型时实现多调压、多功能的主视图和俯视图。图4e、f为双半园铁芯实现多调压、多功能的主视图和俯视图。本发明异形线包可视为环形或口字型铁芯的结合和变形这种结构可以视为环形和口字形铁芯的结构和变形，并由此，可以组合成更多的不同复合变化形式以满足实际设计的需要。图4a、b实现了一环形输出，三直线调压输出，图4c、d实现了二直线调压输出一环形输出，图4e、f实现了两直线输出，二环形调压输出。根据需要可以对调压输出进行具体设计。
附图5～附图22中，符号A表示放大器，G表示采样器，D表示伺服电机，各电原理图中数字标号分别与对应结构主视图和俯视图中标号一一对应。带x下标的电压V表示可调电压，带i下标的电压V表示输入电压，带o下标的电压V表示输出电压。Ri表示功能引出端子。
参见图6，示出了本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例2的电原理图(图6a)，结构主视图(图6b)，结构俯视图(图6c)。在本实施例中，本发明具有三个调压输出端，其中Vi与Vox1分别对应于两组环形调压，Vox2对应于一组直线形调压。
参见图7，示出了本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例3的电原理图(图7a)，结构主视图(图7b)，结构俯视图(图7c)。在本实施例中，本发明具有三个调压输出端，其中Vi与Vox1分别对应于两组环形调压，Vox2对应于一组直线形调压。
参见图8，示出了本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例4的电原理图(图8a)，结构主视图(图8b)，结构俯视图(图8c)。在本实施例中，本发明具有三个调压输出端，其中Vi与Vox1分别对应于两组直线形调压，Vox2对应于一组环形调压。
参见图9，示出了本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例5的电原理图(图9a)，结构主视图(图9b)，结构俯视图(图9c)。在本实施例中，本发明具有两个调压输出端，其中Vi与Vox分别对应于两组直线形调压。
参见图10，示出了本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例6的电原理图(图10a)，结构主视图(图10b)，结构俯视图(图10c)。在本实施例中，本发明具有四个调压输出端，其中Vi对应于两组直线形调压，Vox3和Vox4分别对应于两组直线形调压。
参见图11，示出了本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例7的电原理图。在本实施例中，本发明具有三个调压输出端，其结构实现可以应用本发明所提供的方法实现。
参见图12，示出了本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例8的电原理图。在本实施例中，本发明实现了多调压端，多输出端，其结构实现可以应用本发明所提供的方法实现。
参见图13，示出了本发明伺服电机电子自动调压式多功能交流稳压电源实施例9的电原理图。在本实施例中，本发明实现了多调压端，多输出端，其结构实现可以应用本发明所提供的方法实现。
参见图14，是本发明串联铁磁谐振型(磁饱和型)多功能交流稳压电源电原理图。图中可调输出Vox可以应用直线形调压方式也可以应用环形调压方式实现。
参见图15，图15是本发明并联铁磁谐振型(磁饱和型)多功能交流稳压电源实施例1电原理图。图中可调输出Vox可以应用直线形调压方式也可以应用环形调压方式实现。
参见图16，是本发明并联铁磁谐振型(磁饱和型)多功能交流稳压电源实施例2电原理图。在本实施例中，可调输出Vox可以应用直线形调压方式也可以应用环形调压方式实现。
图17a、b是本发明双C型铁芯实现单调压的实施例结构主视图和俯视图。图17c、d是本发明C型(或口字型)铁芯实现双调压的实施例结构主视图和俯视图。图17e、f是本发明E型铁芯实现多调压的实施例结构主视图和俯视图。图17g、h是本发明环型铁芯实现多调压的实施例结构主视图和俯视图。图17i、j是本发明异型铁芯实现多调压的实施例结构主视图和俯视图。
参见图18，示出了本发明稳压变压器型多功能交流稳压电源实施例1电原理图(图18a)，结构主视图(图18b)，结构俯视图(图18c)。在本实施例中，本发明具有两调压输出端，其中Vox1对应于环形调压，Vox2对应于直线形调压，Vox1，Vox2可以方便地应用本发明所提供的方法实现。
参见图19，是本发明稳压变压型多功能交流稳压电源实施例2电原理图。在本实施例中，本发明调压输出端Vox可以方便地应用本发明所提供的方法实现。
参见图20，是本发明稳压变压型多功能交流稳压电源实施例3结构原理图。在本实施例中，本发明具有四个调压输出端，四个调压输出端Vox1，Vox2，Vox3，Vox4均可以方便地应用本发明所提供的方法实现。
参见图21，是本发明磁放大型多功能交流稳压电源实施例1电原理图。在本实施例中，本发明的调压输出端Vox可以方便地应用本发明所提供的方法实现。
参见图22，图22是本发明其它原理多功能交流稳压电源实施例1电原理图。在本实施例中，本发明具有两个调压输出端，两个调压输出端Vox1，Vox2均可以方便地应用本发明所提供的方法实现。
权利要求
1.多功能交流稳压电源，包括交流电压绕组，1)其输入、输出和中间转换三种信号中至少有一种是交流电压绕组的交流信号；2)至少有以下这些电磁部件之一，或两种以上，a.饱和电抗器；b.非饱和电抗器；c.变压器；d.自耦变压器；e.调压器；f.磁放大器；g.复合电磁部件；其特征在于3)输出可调电压取自所述交流电压绕组，或所述七种电磁部件之一或一种以上的绕组线包。
2.按权利要求1的多功能交流稳压电源，其特征在于它包括一个或多个直形线包，直形线包窗口外调压炭刷接触部位铜线裸露在外，采用炭刷直线滑动方式直接在直形线包的双线包和单线包实现滑动调压。
3.按权利要求1的多功能交流稳压电源，其特征在于在铁芯窗口内多层排列绕线，窗口外接触调压部位单层绕线，以实现调压范围增大。
4.按权利要求1的多功能交流稳压电源，其特征在于环形或异形铁芯窗口内多层排列绕线，窗口外接触调压部位单层直线排列。
5.按权利要求1的多功能交流稳压电源，其特征在于多层线包互相包容，滑动炭刷触头包容在内部各层，以实现同一线包中出现不同层的多个炭刷触头作直线滑动的多个调压输出端。
6.按权利要求2的多功能交流稳压电源，其特征在于窗口内多层绕线，窗口外单层环形绕线，实现炭刷作环形运动的环形调压。
7.按权利要求2的多功能交流稳压电源，其特征在于窗口内多层绕线，窗口外直线单层排列，最外层环形排列，互相包容，实现在直线形铁芯线包上即有单路或多路的直线调压，又有环形调压。
8.按权利要求6或7或9的多功能交流稳压电源，其特征在于窗口内外都是单层绕线排列。
9.按权利要求4的多功能交流稳压电源，其特征在于内层绕组每匝单线引出穿过外层匝间缝隙，按电压高低顺序作直线排列，实现炭刷作环形滑动的接触调压，又同时具有炭刷作直线滑动的多路调压输出。
10.伺服电机电子自动调压式交流稳压电源，其特征在于伺服电机带动炭刷作直线运动，线包为单线包或双线包。
11.交流调压器，其特征在于线包结构为单线包或双线包，炭刷作直线运动实现调压。
12.变压器，包括直形单线包或双线包，其特征在于它还包括调压炭刷，所述调压炭刷与直形单线包或双线包接触，并可以作直线运动。
13.环形调压器，其特征在于它还包括作直线或环形运动的隔离或不隔离的单路和多路调压输出。
全文摘要
多功能交流稳压电源，1)其输入、输出和中间转换三种信号中至少有一种是交流电压绕组的交流信号；2)至少有下述电磁部件之一，或两种以上，a.饱和电抗器，b.非饱和电抗器，c.变压器，d.自耦变压器，e.调压器，f.磁放大器，g.复合电磁部件；3)输出可调电压取自所述交流电压绕组，或所述七种电磁部件之一或一种以上的绕组线包。本发明具有调压、交流稳压，万能变压器和直流稳压电源等多种功能，可以根据需要设计成单功能或两种功能以上的多功能不同组合，以满足不同用户的多种需要。
文档编号H01F29/00GK1056008SQ9110326
公开日1991年11月6日 申请日期1991年5月24日 优先权日1991年5月24日
发明者陈恒庆 申请人:陈恒庆