的两端并联一转换开关K2,调 试电路开关8与负载11并联。
[0025] 本实施例中，副边线圈4可倾斜缠绕于铁芯2上，使得在输入电压稳定时期，滑动 金属杆5在正弦信号一个周期内的正常波动所移动的距离较小（小于1毫米），从而使输出 电流的波动在正常情况下可忽略不计。
[0026] 本实用新型的设计原理如下：
[0027] (一）稳压原理：
[0028] 使用时，闭合电源总开关Kl以及磁场产生开关，闭合调试电路开关。此时，用电器 未接入电路。调节调试电路中的滑动变阻器的阻值R，使得交流电流表示数I与所需电流 相等。并且调节可动铁芯使滑动金属杆稳定在标定的220V原副线圈等匝数标志位置处，在 调节过程中，滑动金属杆在安培力与重力的作用下会平衡在某一固定位置（注1)，此时移 动可微幅移动的绝缘限位杆，使其暂时夹住可动金属杆，再接入用电器，即断开调试电路开 关，接通用电器开关即可，并松开可微幅移动的绝缘限位杆。
[0029] 此后，若输入端电压值由于某种原因高于需要值，滑动金属杆中通过的电流I'将 会大于I，此时，滑动金属杆所受的安培力将暂时性地大于其重力，从而使滑动金属杆上滑， 因而减少了副边线圈接入输出端的线圈匝数，则降低了副边线圈端的电压值，最终使滑动 金属杆中通过的电流I'又降至I，其所受的重力与安培力再次平衡（注2);若输入端电压 值由于某种原因低于需要值，滑动金属杆中通过的电流I'会小于I，此时其所受的安培力 暂时小于自身的重力，从而使滑动金属杆下滑，因而增加了副边线圈的匝数，则提高了副边 线圈的输出电压，最终使得电流I'又升高至I，滑动金属杆所受的重力与安培力再次平衡 (注3)，实现了自动调/稳压。
[0030] (二）定量计算：
[0031] (1)稳定工作情况下，由于输入电压按正弦形式变化使得可滑动金属杆产生微幅 振动位移的计算：
[0032] 上文中（注I)、（注2)、（注3)三处所指的"平衡"实际上指的是滑动金属杆在理 论平衡位置附近的、振幅极其微小的振动，下面对这个微幅振动的值做一个大致的数量级 估算：
[0033] 取t= 0时，V= 0,位移X= 0,设滑动金属杆的质量是m，磁感应强度大小是B， 磁场区域宽度是1，又设交流电流瞬时值表达式为：i(t) =Imsin?t，
[0034] (i)?安培力与重力同向的半个周期：
[0039]取g= 9. 8(m/s2)，工频下，取《 = 314(rad/s)，t= 0?Ol(S)，则X~8X10 4(m) =0. 8 (mm)
[0040] (ii) ?安培力与重力反向：
[0041] 在安培力与杆的重力同向的半个周期内，滑动金属杆的位移仅约为0. 8_，则在安 培力与重力反向的半个周期内，滑动金属杆的位移应更加小于0. 8_。可见，这位移是基本 上可以被忽略的。
[0042] 振动后，尽管滑动金属杆的位置略有下降，但可将副线圈倾斜缠绕，使得稳定工作 情况下，由于输入电压按正弦形式变化使得副边线圈的线圈接入匝数改变极小，则输出电 流在正常情况下波动可予以忽略。
[0043] (2)关于匀强磁场产生的定量计算：
[0044]
'式中N为线圈匝数，I为线圈中的电 流大小，y为铁芯介质磁导率，li、S1分别为铁芯U型部分的长度和截面积，12、&分别为铁 芯相对面的长度和截面积，13、&分别为铁芯两相对面之间空气间隙的长度和截面积，其中， I3可调节。所产生的磁感应强度大小在I(T)左右。
[0045] 本实用新型可以广泛地用于家庭、学校、企业等凡是使用到较精密用电器的单位， 可以标准化、批量化生产，同时具有同时具有结构简单、体积相对较小、成本低廉、低能耗、 便于携带、可以广泛适用于各种用电器等优点。可靠性高，可以长期使用。
【主权项】
1. 一种交流自动稳压装置，包括外壳（24)，其特征在于：所述外壳（24)内装设有铁芯 (2)、可调磁场发生器（7)、竖向设置的固定金属杆（6)以及横向设置的滑动金属杆（5)，所 述可调磁场发生器（7)设置于所述铁芯（2)和固定金属杆（6)之间，所述滑动金属杆（5)垂 直于所述可调磁场发生器（7)产生的磁场，且滑动金属杆（5)的两端均通过一可移动碳刷 分别与所述铁芯（2)的副边线圈（4)和固定金属杆（6)滑动接触，所述副边线圈（4)与固 定金属杆（6)之间连接一调试电路，所述调试电路与负载（11)并联连接，所述铁芯（2)的 原边线圈（3)通过电源总开关（1)连接于交流电源输入端。2. 根据权利要求1所述的交流自动稳压装置，其特征在于：所述可调磁场发生器（7) 包括直流电源（18)、固定铁芯（13)、可动铁芯（14)以及带有滑轨的底座（12)，所述固定铁 芯（13)固定于所述底座（12)上，所述可动铁芯（14)装设于所述底座（12)的滑轨内并能 沿所述滑轨移动以调整固定铁芯（13)和可动铁芯（14)之间的间隙，所述滑动金属杆（5) 穿设于所述间隙中，所述固定铁芯（13)上绕设有左线圈（15)，可动铁芯（14)上绕设有右线 圈（16)，所述右线圈（16)并联于左线圈（15)上，所述左线圈（15)的两端通过磁场产生开 关（17)和保护电阻（19)与所述直流电源（18)连接，且并联有电压表。3. 根据权利要求1所述的交流自动稳压装置，其特征在于：所述调试电路包括相串联 的滑动变阻器（9)、交流电流表（10)和调试电路开关（8)，所述滑动变阻器（9)连接于所述 固定金属杆（6)上，且滑动变阻器（9)的两端并联一转换开关，所述调试电路开关（8)与所 述负载（11)并联。4. 根据权利要求1所述的交流自动稳压装置，其特征在于：所述副边线圈（4)倾斜缠 绕于所述铁芯（2)上。5. 根据权利要求1所述的交流自动稳压装置，其特征在于：所述外壳（24)内于滑动金 属杆（5)的两端位置处还分别设有一根固定绝缘限位杆（20)和一根可微幅移动的绝缘限 位杆（21)，所述固定绝缘限位杆（20)紧靠所述铁芯（2)的内边缘设置，所述可微幅移动的 绝缘限位杆（21)靠近所述固定金属杆（6)并与其平行设置，外壳（24)的相应位置处开设 有卡槽，可微幅移动的绝缘限位杆（21)穿设于该卡槽中，上端稍伸出外壳（24)。6. 根据权利要求1所述的交流自动稳压装置，其特征在于：所述铁芯（2)的副边线圈 (4)上与原边线圈（3)等匝数的位置处设置有220V原副线圈等匝数标志（23)。7. 根据权利要求6所述的交流自动稳压装置，其特征在于：所述外壳（24)上与所述原 副线圈等匝数标志（23)对应位置处设置有观察窗（22)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种交流自动稳压装置，包括外壳，外壳内装设有铁芯、可调磁场发生器、竖向设置的固定金属杆以及横向设置的滑动金属杆，可调磁场发生器设置于所述铁芯和固定金属杆之间，滑动金属杆垂直于可调磁场发生器产生的磁场，且滑动金属杆的两端均通过一可移动碳刷分别与铁芯的副边线圈和固定金属杆滑动接触，副边线圈与固定金属杆之间连接一调试电路，调试电路与负载并联连接，铁芯的原边线圈通过电源开关连接于交流电源输入端。本实用新型的交流自动稳压装置能在无人操作的情况下持续向用电器输出需要的恒定电压、原理简单可靠、响应时间较短，可广泛用于各种交流电路和各种用电器。
【IPC分类】H02J3/12
【公开号】CN204886191
【申请号】CN201520597078
【发明人】李宇涵, 陶也
【申请人】李宇涵, 陶也
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月10日...