CN103050258A - 轻便、高效、电压连续式交流调压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻便、高效、电压连续式交流调压器，包括壳体，壳体内安装铁心，铁心上安装绕组；壳体上安装调节盘，调节盘上安装转轴，转轴上安装悬臂，悬臂上安装动触头；调节盘上安装数个主静触头；除弧形最外端的两个主静触头之间不安装辅助静触头，任两个相邻的主静触头之间安装一个辅助静触头；动触头的宽度大于相邻的一个主静触头和一个辅助静触头之间的间距；每个主静触头各通过一根抽头与绕组连接；每个辅助静触头各通过一个电阻与一个主静触头连接；壳体上安装A接线端、X接线端、a接线端和x接线端，绕组的一端分别与X接线端和x接线端连接，绕组的另一端与A接线端连接，动触头通过软联接线与a接线端连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种轻便、高效、电压连续式交流调压器。
背景技术
现有的交流调压器有很多种，如环形铁心接触式调压器、移圈调压器、磁性调压器、感应调压器、转心调压器、可控硅调压器、数字调压器等。因为环形铁心接触式调压器能输出正弦波交流电压，能在整个调压区间内均匀调节电压且调压时电压连续，效率较高而造价不高，所以环形铁心接触式调压器的综合性能价格比相当高，因而应用十分广泛。但中、大功率的环形铁心接触式调压器也有明显的缺点：比如，其铁心比同功率的自耦变压器的铁心大得多，尤其是三相环形铁心接触式调压器的铁心比同功率的三相自耦变压器的铁心大得更多，而铁心重量占调压器总重量的一多半，所以环形铁心接触式调压器比同功率的自耦变压器笨重得多。铁心大还会带来铁损大的缺点。铁损是不变损耗，不管负载是轻是重它都照耗不误。另外，环形铁心接触式调压器电刷处的功率损耗也较大。还有，环形铁心接触式调压器不能使用铝线绕制。抽头式自耦调压器可以克服上述缺点，但现有的抽头式自耦调压器有些在调压时电压会间断，而电压间断可能产生大的浪涌电流和高的感应电压。尤其是当负载为大功率电感性负载时，电压间断产生的极高感应电压会危及设备安全。另一些抽头式自耦调压器虽然可以保证电压连续，但其使用的有载调压开关结构复杂且档位数不多，调压时有明显的跳跃性，故不适于在大范围内连续调节电压。
发明内容
本发明的目的，是提供一种轻便、高效、电压连续式交流调压器，它可在中、大功率范围内取代大部分环形铁心接触式调压器，从而，可解决现有技术存在的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：轻便、高效、电压连续式交流调压器，包括壳体，壳体内安装铁心，铁心的外周安装绕组；壳体的上部安装调节盘，调节盘上安装转轴，转轴上安装悬臂，悬臂上安装动触头；调节盘上安装数个主静触头，数个主静触头以转轴为圆心呈弧形分布；除弧形最外端的两个主静触头之间不安装辅助静触头，任两个相邻的主静触头之间安装一个辅助静触头；动触头的宽度大于相邻的一个主静触头和一个辅助静触头之间的间距，并小于两个主静触头之间的距离；每个主静触头各通过一根抽头与绕组连接，每个主静触头的电压不同；每个辅助静触头各通过一个电阻与一个主静触头连接；壳体上安装A接线端、X接线端、a接线端和x接线端，绕组的一端分别与X接线端和x接线端连接，绕组的另一端与A接线端连接，动触头通过软联接线与a接线端连接。
为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案实现：所述的铁心是环形。所述绕组、抽头和导线都是铝线。所述主静触头的数量是50至130个。所述电阻为铁铬铝合金线，其电流密度为50安/平方毫米至150安/平方毫米。所述绕组是多层绕组。
本发明的积极效果在于：1、重量轻。本发明的单相调压器比同功率的环形铁心接触式单相调压器轻得多，而本发明的三相调压器比同功率的环形铁心接触式三相调压器轻得更多，因而易于搬运和移动，对于中、大功率调压器来说这个优点尤其可贵。 2、效率高。即使在有大电流通过时，优质换档开关的功率损耗也很小，而电阻仅仅在调压的很短时间内通过电流，因而本发明的调压器在绝大部分工作时间内的效率都近似等于所用的自耦变压器的效率，而自耦变压器的效率是很高的，故本发明的调压器有利于节能环保。3、由于绕组2、抽头12和主静触头5均为固定连接，因此，绕组2、抽头12和导线13都是铝线，实现以铝代铜，从而，能进一步减轻重量，并降低造价。接触式调压器是绝对不能用铝线绕制的，而多抽头式自耦变压器完全可以用铝线绕制。从资源的稀缺程度来说，铜远比铝稀缺。因而能以铝代铜的发明，应该是有生命力的。本发明的一种重量轻、效率高且电压连续的交流调压器除具有环形铁心接触式调压器的大部分优点之外，还具有重量轻、效率高、能用铝线绕制等优点，因而具有极高的综合性能价格比，可在中、大功率范围内，取代大部分环形铁心接触式调压器。本发明可广泛用于实验室、工业电炉、电讯设备等处，并可与试验变压器、整流器等配合，进行各种高电压、大电流的试验工作。
附图说明
图1为本发明的一种单相调压器的电原理图;图2是本发明的结构示意图;图3是图2的俯视图；图4是图2的C-C剖视结构示意图。
附图标记：1铁心 2绕组 3动触头 4软联接线 5主静触头 6辅助静触头 7电阻 8壳体 9调节盘 10转轴 11悬臂 12抽头 13导线 14A接线端 15X接线端 16a接线端 17x接线端。
具体实施方式
如图2所示，本发明所述的 轻便、高效、电压连续式交流调压器，包括壳体8。壳体8内安装铁心1。铁心1的外周安装绕组2。壳体8的上部安装调节盘9，调节盘9上安装转轴10，转轴10上安装悬臂11，悬臂11上安装动触头3。调节盘9上安装数个主静触头5，数个主静触头5以转轴10为圆心呈弧形分布。如图3所示，除弧形最外端的两个主静触头5之间不安装辅助静触头6，任两个相邻的主静触头5之间安装一个辅助静触头6。辅助静触头6的数量比主静触头5的数量少一个。动触头3的宽度大于相邻的一个主静触头5和一个辅助静触头6之间的间距，并小于两个主静触头5之间的距离，从而，能确保动触头3可同时与相邻的一个主静触头5和一个辅助静触头6接触，但不能同时与两个主静触头5接触，防止两个主静触头5通过动触头3间短路。每个主静触头5各通过一根抽头12与绕组2连接。每个主静触头5的电压不同，按由高至低排列。每个辅助静触头6各通过一个电阻7与一个主静触头5连接。为方便将电阻7分别与辅助静触头6和主静触头5连接，如图2所示，每个辅助静触头6各通过一根导线13与一根抽头12连接，每根导线13上各串联一个电阻7。壳体8上安装A接线端14、X接线端15、a接线端16和x接线端17。如图1所示，绕组2的一端分别与X接线端15和x接线端17连接，绕组2的另一端与A接线端14连接，动触头3通过软联接线4与a接线端16连接。主静触头5、辅助静触头6、动触头3、调节盘9、转轴10和悬臂11连接构成多档位换档开关。
使用时，将A接线端14和X接线端15接220伏交流电源，且A接线端14接电源零线，而a接线端16和x接线端17接负载。转动转轴10或悬臂11，使动触头3与不同的主静触头5接触，即可进行交流调压。另外，使用完毕后，应将动触头3转到输出电压为最小的位置。
为进一步减少交流调压器的体积，如图4所示，所述的铁心1是环形。环形的铁心1可使缠绕其上的绕组2呈圆形布置，从而，可有效缩短抽头12的长度，进一步简化所述交流调压器的的结构。
所述绕组2、抽头12和导线13都是铝线。
所述主静触头5的数量可以是50至130个，如图1所示为单相调压器，其抽头数为50至130个，对应的单层多档位换档开关的档位数等于主静触头数。辅助静触头数等于档位数减1。若制成三相调压器，其每相的抽头数为50至130，三层多档位换档开关每层的档位数等于主静触头数，每层的辅助静触头数等于该层的档位数减1。抽头越多，则交流调压越精细，但会增加多档位换档开关制造的难度。而抽头少会使交流调压产生明显的跳跃性。因此，应根据实际情况统筹兼顾以确定抽头数。一般单相调压器的抽头数为70即可。
为实现效好的限流效果，所述电阻7可为铁铬铝合金线，其电流密度为50安/平方毫米至150安/平方毫米。铁铬铝合金线作为电阻具有电阻率大和耐1000度高温的优点，最适合在所述交流调压器上使用。
以单相为例，本发明所述的一种轻便、高效、电压连续式交流调压器的参数如下：功率为10千伏安，输入电压为220伏，输出电压为0至250伏。为了避免繁琐的计算，实施例的铁心1是使用功率为10千伏安，输入电压为220伏，输出电压为110伏的环形自耦变压器的铁心。实施例的绕组2的匝数比现有环形自耦变压器的匝数多14％。绕组2的匝数除以70即可得到每两个抽头之间的匝数，匝数精度可精确到0.1匝。多档位换档开关使用70档换档开关，上面有70个主静触头5，每两个主静触头之间安装一个辅助静触头6，辅助静触头可比主静触头小。换档开关设有定位机构，定位机构在换档后应保证动触头3能准确地停在主静触头5之上。绕组2的抽头按电压的高低顺序依次分别联接到多挡位换挡开关的主静触头上，而辅助静触头则通过电阻7联接到离它最近的且电压较高的主静触头上。电阻7可使用线径为1.2毫米的铁铬铝合金线制成，其电阻为0.02欧至0.06欧。
为进一步缩小所述交流调压器的体积和重量，绕组2是多层绕组。若绕组2长度相同，在铁心1外周缠绕多层绕组2比在铁心1外周缠绕多层绕组2更能节省空间，铁心1的体积可更小。
本发明所述的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。
Claims (6)
1.轻便、高效、电压连续式交流调压器，包括壳体（8），其特征在于：壳体（8）内安装铁心（1），铁心（1）的外周安装绕组（2）；壳体（8）的上部安装调节盘（9），调节盘（9）上安装转轴（10），转轴（10）上安装悬臂（11），悬臂（11）上安装动触头（3）；调节盘（9）上安装数个主静触头（5），数个主静触头（5）以转轴（10）为圆心呈弧形分布；除弧形最外端的两个主静触头（5）之间不安装辅助静触头（6），任两个相邻的主静触头（5）之间安装一个辅助静触头（6）；动触头（3）的宽度大于相邻的一个主静触头（5）和一个辅助静触头（6）之间的间距，并小于两个主静触头（5）之间的距离；每个主静触头（5）各通过一根抽头（12）与绕组（2）连接，每个主静触头（5）的电压不同；每个辅助静触头（6）各通过一个电阻（7）与一个主静触头（5）连接；壳体（8）上安装A接线端（14）、X接线端（15）、a接线端（16）和x接线端（17），绕组（2）的一端分别与X接线端（15）和x接线端（17）连接，绕组（2）的另一端与A接线端（14）连接，动触头（3）通过软联接线（4）与a接线端（16）连接。
2.根据权利要求1所述的轻便、高效、电压连续式交流调压器，其特征在于：所述的铁心（1）是环形。
3.根据权利要求1所述的轻便、高效、电压连续式交流调压器，其特征在于：所述绕组（2）、抽头（12）和导线（13）都是铝线。
4.根据权利要求1所述的轻便、高效、电压连续式交流调压器，其特征在于：所述主静触头（5）的数量是50至130个。
5.根据权利要求1所述的轻便、高效、电压连续式交流调压器，其特征在于：所述电阻（7）为铁铬铝合金线，其电流密度为50安/平方毫米至150安/平方毫米。
6.根据权利要求1所述的轻便、高效、电压连续式交流调压器，其特征在于：所述绕组（2）是多层绕组。
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