CN212648052U - 一种电压变换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型关于一种电压变换装置。该装置包括第一绕组、第一铁芯、第二绕组、第二铁芯和运动调整机构。第一绕组，设置于第一铁芯，被配置为电压变换装置的原边；第二绕组，设置于第二铁芯，被配置为电压变换装置的副边，且第二铁芯在第一绕组产生的旋转磁场的作用下相对于第一铁芯旋转；运动调整机构，用于向第二铁芯输出作用力，以调整第二铁芯相对于第一铁芯的运动状态，并在电压变换装置输出满足用电设备要求的输出信号期间，输出阻止第二铁芯相对于第一铁芯运动的作用力。本实用新型实施例的技术方案可以实现带电连续调整电压变换装置的输出信号的效果，解决了相关技术中无法带电连续调节输出电压以满足不同用电要求的问题。

Description

一种电压变换装置

技术领域

本实用新型实施例涉及电压调节技术，尤其涉及一种电压变换装置。

背景技术

电压变换装置广泛存在于交流电的发电、输电、变电、配电和用电等环节，用以实现不同电压幅值、相位或频率之间的转换。

相关技术中，为了得到满足用电要求的输出电压，通常将两个(或多个)变压器的输入电压进行耦合叠加，得到满足要求的输出电压。图1是一种相关技术中电压变化装置的示意图，该电压变换装置11采用两个变压器(111,112)的输入电压耦合得到满足用电要求的输出电压。如图1所示，一个变压器111的原边绕组接三相交流电12的A相和中性线N，另一个变压器112的原边绕组接三相交流电12的B相和中性线N，且两个变压器(111,112)的副边绕组串联。在这种接线方式下，输入电压Ua和Ub耦合叠加得到输出电压Uo。然而，采用这种方式，一种接线方式只能得到满足一种用电要求的输出电压。如果要得到满足不同用电要求的输出电压，需要使变压器断电并更改接线方式。因此，相关技术的方案无法带电连续调节输出电压以满足不同用电要求。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电压变换装置，以至少解决相关技术中无法带电连续调整输出电压的问题。本实用新型的技术方案如下：

本实用新型实施例提供一种电压变换装置，包括：

第一绕组，设置于第一铁芯，被配置为所述电压变换装置的原边；

第二绕组，设置于第二铁芯，被配置为所述电压变换装置的副边，所述第二铁芯在所述第一绕组产生的旋转磁场的作用下相对于所述第一铁芯旋转；

运动调整机构，用于向所述第二铁芯输出作用力，以调整所述第二铁芯相对于所述第一铁芯的运动状态，并在所述电压变换装置输出满足用电设备要求的输出信号期间，输出阻止所述第二铁芯相对于所述第一铁芯运动的作用力。

可选地，所述运动调整机构包括：

第一比较器，所述第一比较器的输入端分别接收第一反馈信号和预设的第一电压阈值信号，用于比较所述第一反馈信号和第一电压阈值信号，输出第一比较信号，其中，所述第一反馈信号用于指示所述输出信号的相位是否满足用电设备的要求；

第一驱动机构，所述第一驱动机构与所述第一比较器的输出端电连接，用于接收所述第一比较信号，控制所述锁位机构输出与所述第一比较信号对应的第一阻力；

锁位机构，所述锁位机构与所述第一驱动机构电连接，用于在所述第一驱动机构的控制下输出所述第一阻力，以阻止所述第二铁芯相对于所述第一铁芯的旋转运动。

可选地，所述运动调整机构还包括：

第二比较器，所述第二比较器的输入端分别接收所述第一反馈信号和预设的第二电压阈值信号，用于比较所述第一反馈信号和第二电压阈值信号，输出第二比较信号；

第一与门，所述第一与门分别与所述第一比较器的输出端和第二比较器的输出端电连接，用于对所述第一比较信号和第二比较信号进行逻辑与运算，输出第一运算结果信号；

以及，所述第一驱动机构与所述第一与门的输出端电连接，用于接收所述第一运算结果信号，控制所述锁位机构输出与所述第一运算结果信号对应的第二阻力，所述第二阻力小于所述第一阻力。

可选地，所述运动调整机构包括检测单元；

所述检测单元，被配置为执行检测所述输出信号是否满足用电设备的要求，并根据检测结果输出所述第一反馈信号给所述第一比较器和第二比较器。

可选地，所述电压变换装置还包括：

旋转轴，与所述第二铁芯固定连接，所述旋转轴与所述第二铁芯同步旋转；

所述锁位机构，用于在所述第一驱动机构的控制下输出所述第一阻力或第二阻力，以阻止所述旋转轴的旋转运动。

可选地，所述电压变换装置还包括刻度盘，所述刻度盘具有刻度线，每个刻度线对应一个角度值，用于显示所述第二绕组和第一绕组之间的角度。

可选地，所述电压变换装置还包括：

第三铁芯，所述第三铁芯和所述第二铁芯相邻设置，用于当所述第三铁芯位于所述第一绕组产生的旋转磁场内时，为所述旋转磁场提供磁路。

可选地，所述第三铁芯与所述第二铁芯的材料和形状均相同。

可选地，所述运动调整机构包括：

第三比较器，所述第三比较器的输入端分别接收第二反馈信号和预设的第三电压阈值信号，用于比较所述第二反馈信号和第三电压阈值信号，输出第三比较结果，其中，所述第二反馈信号用于指示所述输出信号的幅值是否满足用电设备的要求；

第二驱动机构，所述第二驱动机构与所述第三比较器的输出端电连接，用于接收所述第三比较结果，输出与所述第三比较结果对应的第一动力，以驱动所述第三铁芯和第二铁芯沿轴向相对于所述第一铁芯移动第一距离。

可选地，所述运动调整机构还包括：

第四比较器，所述第四比较器的输入端分别接收所述第二反馈信号和预设的第四电压阈值信号，用于比较所述第二反馈信号和第四电压阈值信号，输出第四比较结果；

第二与门，所述第二与门分别与所述第三比较器的输出端和第四比较器的输出端电连接，用于对所述第三比较信号和第四比较信号进行逻辑与运算，输出第二结果信号；

以及，所述第二驱动机构与所述第二与门的输出端电连接，用于接收第二结果信号，输出与所述第二结果信号对应的第二动力，以驱动所述第三铁芯和第二铁芯沿轴向相对于所述第一铁芯移动第二距离，所述第二距离小于所述第一距离。

可选地，所述运动调整机构包括检测单元；

所述检测单元，被配置为执行检测所述输出信号是否满足用电设备的要求，并根据检测结果输出所述第二反馈信号给所述第三比较器和第四比较器。

本实用新型的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：通过运动调整机构在第一绕组接通交流电的情况下，调整第二铁芯相对于第一铁芯的运动状态，从而调整第二绕组和第一绕组的夹角或者第二绕组和第一绕组的耦合程度，并在电压变换装置输出满足用电设备要求的输出信号期间，输出阻止第二铁芯相对于第一铁芯运动的作用力，可以实现带电连续调整电压变换装置的输出信号的效果。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是一种相关技术中电压变化装置的示意图。

图2a是根据一示例性实施例示出的一种电压变换装置的结构示意图。

图2b是根据一示例性实施例示出的另一种电压变换装置的结构示意图。

图3a是根据一示例性实施例示出的又一种电压变换装置的结构示意图。

图3b是根据一示例性实施例示出的又一种电压变换装置的结构示意图。

图4a是根据一示例性实施例示出的又一种电压变换装置的结构示意图。

图4b是根据一示例性实施例示出的又一种电压变换装置的结构示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种电压变换装置中刻度盘的示意图。

图6a是根据一示例性实施例示出的又一种电压变换装置的结构示意图。

图6b是根据一示例性实施例示出的又一种电压变换装置的结构示意图。

图6c是根据一示例性实施例示出的又一种电压变换装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域普通人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图2a是根据一示例性实施例示出的一种电压变换装置的结构示意图。图2a以具有三相绕组和一对磁极的电压变换装置为例进行说明，电压变换装置可以有更多的磁极，本实用新型实施例并不作具体限定。如图2a所示，该电压变换装置包括：

第一绕组21，设置于第一铁芯22，被配置为电压变换装置的原边；

第二绕组23，设置于第二铁芯24，被配置为电压变换装置的副边，第二铁芯24在第一绕组21产生的旋转磁场的作用下相对于第一铁芯22旋转(图2a中箭头表示第二铁芯24的旋转方向)；

运动调整机构25，用于向第二铁芯24输出作用力，以调整第二铁芯24相对于第一铁芯22的运动状态，并在电压变换装置输出满足用电设备要求的输出信号期间，输出阻止第二铁芯24相对于第一铁芯22运动的作用力。

其中，运动状态用于描述电压变换装置中第二铁芯相对于第一铁芯的运动情况。或者，由于绕组设置于铁芯上，运动状态也可以用于描述第二绕组相对于第一绕组的运动情况。本实用新型实施例中，运动状态至少包括旋转运动状态和轴向运动状态。例如，旋转运动状态包括第二铁芯或第二绕组在安培力的作用下相对于第一铁芯或第一绕组作旋转运动的运动状态，或者，第二铁芯或第二绕组在旋转到某个位置时被固定的静止状态。轴向运动状态包括第二铁芯或第二绕组相对于第一铁芯或第一绕组的轴向运动的运动状态，或者，第二铁芯或第二绕组在沿轴向运动到某个位置时被固定的静止状态。

需要说明的是，在给定输入电压的情况下，改变输出电压的一个或多个要素的装置都可被称为电压变换装置或变压装置。其中，输出电压的元素包括幅值、相位和频率等。电压变换装置包括原边和副边。电压变换装置的原边是电压的输入侧，电压变换装置的副边是经电压变换装置转换后电压的输出侧。

一种示例性的实施方案中，第一铁芯由内表面具有通槽(即两端没有封闭的槽)的环状硅钢片叠压而成。第一铁芯上放置有第一绕组。例如，第一绕组绕制成各种线圈后，嵌放在第一铁芯的通槽内。第一绕组与第一铁芯绝缘，各相第一绕组之间绝缘，并且每相第一绕组的各线匝之间绝缘。第二铁芯由外圆均匀分布有齿和槽的硅钢片叠压而成。第二铁芯上放置有第二绕组。例如，第二绕组绕制成各种线圈后，嵌放在第二铁芯的两个齿之间的槽内。第二绕组与第二铁芯绝缘，各相第二绕组之间绝缘，并且每相第二绕组的各线匝之间绝缘。第二铁芯插入第一铁芯内，并将第一绕组配置为原边，将第二绕组配置为副边，构成电压变换装置。需要说明的是，第一铁芯固定在电压变换装置的壳体上，即第一铁芯和第一绕组均是固定不动的。

在第一绕组接通三相交流电之后，第一铁芯和第二铁芯的气隙处产生旋转磁场，该旋转磁场的转速等于同步转速。其中，同步转速用于表示旋转磁场的转速，它的取值由交流电源的频率及磁场的磁极对数决定。例如，可以采用如下公式计算同步转速n1：

n1＝60f/P

其中，f表示交流电源的电流的频率；P表示第一绕组产生的磁极对数，第一绕组产生的磁极对数由绕组的排列方式决定。

第二绕组处于旋转磁场内，并切割磁感线，从而在第二绕组内产生感生电势，进而，产生感生电流。由于通电导体在磁场中会因安培力的作用而发生运动，因此，第二铁芯在第一绕组产生的旋转磁场中会因安培力作用而相对于第一铁芯旋转。

本实用新型实施例中，运动调整机构是在第一绕组接通交流电的情况下，调整第二铁芯相对于第一铁芯的运动状态的机构。例如，运动调整机构用于调整第二铁芯相对于第一铁芯的旋转运动的速度，直至第二铁芯旋转到某一位置时调整旋转运动的速度为零，以使第二绕组和第一绕组的夹角固定。由于第二绕组和第一绕组之间的物理角度与第二绕组输出的电压的相位角相关，可以通过调整第二绕组和第一绕组之间的物理角度的方式调整输出信号的相位角。或者，由于第二绕组和第一绕组的耦合程度与第二绕组输出的电压的幅值相关，通过运动调整机构调整第二绕组和第一绕组的耦合程度的方式调整输出信号的幅值。

本实用新型实施例的技术方案，将第一绕组设置在第一铁芯，将第二绕组设置在第二铁芯，并且将第一绕组作为原边，将第二绕组作为副边，构成电压变化装置。在第一绕组接通交流电的状态下，通过运动调整机构调整第二铁芯相对于第一铁芯的运动状态，从而达到调整第二绕组和第一绕组的夹角或者第二绕组和第一绕组的耦合程度的效果，并在电压变换装置输出满足用电设备要求的输出信号期间，输出阻止第二铁芯相对于第一铁芯运动的作用力，可以实现带电连续调整电压变换装置的输出信号的效果，解决了相关技术中无法实现带电连续调节输出电压以满足不同用电要求的问题。

一个示例性的实施方案中，该电压变换装置的运动调整机构包括第一驱动机构和锁位机构。

图2b是根据一示例性实施例示出的另一种电压变换装置的结构示意图。如图2b所示，运动调整机构包括第一驱动机构251和锁位机构252。第一驱动机构251，被配置为执行检测第一反馈信号，如果第一反馈信号满足第一预设条件，则控制锁位机构252输出阻止第二铁芯相对于第一铁芯的旋转运动的第一阻力，以使第二绕组和第一绕组之间的角度保持为满足用电设备的要求的角度值。锁位机构252，用于在第一驱动机构251的控制下输出第一阻力，以阻止第二铁芯相对于第一铁芯的旋转运动。

需要说明的是，第一反馈信号用于指示电压变换装置的输出信号的相位是否满足用电设备的要求。例如，第一反馈信号是大于或等于第一电压阈值的电压，则确定电压变换装置的输出信号的相位满足用电设备的要求。第一反馈信号是小于第一电压阈值的电压，则确定电压变换装置的输出信号的相位不满足用电设备的要求。其中，第一电压阈值信号的取值可以根据实际应用场景决定。

第一预设条件是表示输出信号的相位是否满足用电设备要求的条件。本实用新型实施例中，第一驱动机构匹配第一反馈信号和第一预设条件，确定是否控制锁位机构输出第一阻力。例如，第一预设条件可以是如果第一反馈信号大于或等于第一电压阈值信号，则控制锁位机构输出第一阻力。需要说明的是，锁位机构用于调整第二铁芯相对于第一铁芯的旋转运动的速度。调整的含义可以是使第二铁芯相对于第一铁芯的旋转运动的速度为零，即阻止第二铁芯相对于第一铁芯的旋转运动。调整的含义还可以是减小第二铁芯相对于第一铁芯的旋转运动的速度。

需要说明的是，将第一反馈信号与第一电压阈值信号进行比较的方式可以有很多种，本实用新型实施例并不作具体限定。例如，通过比较器比较第一反馈信号和第一电压阈值信号。如果第一反馈信号的电压值小于第一电压阈值，则比较器输出1，否则，比较器输出0。

图3a是根据一示例性实施例示出的又一种电压变换装置的结构示意图。如图3a所示，该电压变换装置包括第一绕组31、第一铁芯32、第二绕组33、第二铁芯34、第一比较器37、第一驱动机构36和锁位机构35。其中，第一绕组31、第一铁芯32、第二绕组33和第二铁芯34的结构和连接关系与上述实施例相同，此处不再赘述。第一比较器37的输入端分别接收第一反馈信号和预设的第一电压阈值信号，用于比较第一反馈信号和第一电压阈值信号，输出第一比较信号。第一驱动机构36连接第一比较器37的输出端，用于接收第一比较信号，控制锁位机构35输出与第一比较信号对应的第一阻力。锁位机构35与第一驱动机构36电连接，用于在第一驱动机构36的控制下输出第一阻力，以阻止第二铁芯34相对于第一铁芯32的旋转运动。

可选的，电压变换装置还包括检测单元。该检测单元与第二绕组的输出端子电连接，用于检测第二绕组的输出信号是否满足用电设备的要求。如果输出信号地相位满足用电设备的要求，则输出第一反馈信号给第一比较器，或者分别输出第一反馈信号给第一比较器和第二比较器。如果输出信号的幅值满足用电设备的要求，则输出第二反馈信号给第三比较器，或者，输出第二反馈信号给第三比较器和第四比较器。或者，检测单元还可以分别与第一驱动机构和/或第二驱动机构连接，并输出第一反馈信号或第二反馈信号给第一驱动机构或第二驱动机构。

可选地，用电设备在接入电压变换装置后，检测电压变换装置的输出信号是否满足用电要求，根据检测结果输出第一反馈信号或第二反馈信号。相似地，第一反馈信号可以输出给第一比较器，或者分别输出给第一比较器和第二比较器，或者，输出给第一驱动机构。第二反馈信号可以输出给第三比较器，或者分别输出给第三比较器和第四比较器，或者，输出给第二驱动机构。

示例性地，输出第一反馈信号包括：如果检测到输出信号的相位角满足用电设备的相位要求，则输出电压值大于或等于第一电压阈值信号的第一反馈信号。如果输出信号的相位角与用电设备要求的相位角的差值在设定数值区间内，则输出电压值大于或等于第二电压阈值信号的第一反馈信号。如果输出信号的相位角与用电设备要求的相位角的差值未在设定数值区间内，则输出电压值小于第二电压阈值信号的第一反馈信号

示例性的，输出第二反馈信号包括：如果检测到输出信号的幅值满足用电设备的幅值要求，则输出电压值大于或等于第三电压阈值的第二反馈信号。如果输出信号的幅值与用电设备要求的幅值的差值在设定数值区间内，则输出电压值大于或等于第四电压阈值的第二反馈信号。如果输出信号的幅值与用电设备要求的幅值的差值未在设定数值区间内，则输出电压值小于第四电压阈值的第二反馈信号。

其中，设定数值区间可以根据实际应用场景进行设置。

本实用新型实施例的技术方案，通过检测第一反馈信号，并在第一反馈信号满足第一预设条件时，控制锁位机构输出阻止第二铁芯相对于第一铁芯的旋转运动的第一阻力，以使第二绕组和第一绕组之间的角度保持为满足用电设备的要求的角度值；如果第一反馈信号不满足第一预设条件，则不干扰第二铁芯相对于第一铁芯的旋转运动，进而，可以连续的调整第二绕组和第一绕组之间的角度，达到带电连续调整第二绕组的输出信号的相位角的效果。

一个示例性的实施方案中，如果第一反馈信号不满足第一预设条件，但是第一反馈信号满足第二预设条件，则控制锁位机构输出阻止第二铁芯相对于第一铁芯的旋转运动的第二阻力。其中，第二阻力小于第一阻力，即锁位机构输出的第二阻力并不足以使第二铁芯停止旋转，而是可以在一定程度上减缓第二铁芯相对于第一铁芯的旋转运动的速度。

第二预设条件是表示输出信号的相位角是否接近用电设备的相位要求的条件。本实用新型实施例中，第一驱动机构匹配第一反馈信号和第二预设条件，确定是否控制锁位机构输出第二阻力，以减缓第二铁芯相对于第一铁芯的旋转运动。例如，第二预设条件可以是如果第一反馈信号大于或等于第二电压阈值信号(第二电压阈值信号对应的第二电压阈值小于第一电压阈值信号对应的第一电压阈值)，且小于第一电压阈值信号，则控制锁位机构输出第二阻力以减缓第二铁芯相对于第一铁芯的旋转运动。

需要说明的是，将第一反馈信号与第二电压阈值信号进行比较的方式可以有很多种，本实用新型实施例并不作具体限定。例如，通过比较器比较第一反馈信号和第二电压阈值信号。如果第一反馈信号的电压值高于或等于第二电压阈值信号，则比较器输出1，否则，比较器输出0。

图3b是根据一示例性实施例示出的又一种电压变换装置的结构示意图。如图3b所示，该电压变换装置包括第一绕组31、第一铁芯32、第二绕组33、第二铁芯34和运动调整机构。其中，运动调整机构包括第一比较器37、第二比较器39、第一与门38、第一驱动机构36和锁位机构35。其中，第一比较器37的输入端分别接收第一反馈信号和预设的第一电压阈值信号，用于比较第一反馈信号和第一电压阈值信号，输出第一比较信号。第二比较器39的输入端分别接收第一反馈信号和预设的第二电压阈值信号，用于比较第一反馈信号和第二电压阈值信号，输出第二比较信号。第一与门38分别与第一比较器37的输出端和第二比较器39的输出端电连接，用于对第一比较信号和第二比较信号进行逻辑与运算，输出第一运算结果信号。第一驱动机构36与第一与门38的输出端电连接，用于接收第一运算结果信号，并控制锁位机构35输出与第一运算结果信号对应的第二阻力，其中，第二阻力小于所述第一阻力。锁位机构35与第一驱动机构36电连接，用于在第一驱动机构的控制下输出第二阻力，以阻止第二铁芯34相对于所述第一铁芯32的旋转运动。

如果第一反馈信号的电压值小于第二电压阈值信号的第二电压阈值，则第一比较器输出1，第二比较器输出0，第一与门输出0，即输出低电平。如果第一反馈信号的电压值大于或等于第二电压阈值，且第一反馈信号的电压值小于第一电压阈值信号的第一电压阈值信号，则第一比较器输出1，第二比较器输出1，第一与门输出1，即输出高电平。如果第一反馈信号的电压值大于第一电压阈值信号，则第一比较器输出0，第二比较器输出1，第一与门输入0，即低电平。基于上述分析可知，当第一反馈信号满足第二预设条件时，第一与门输出高电平，第一驱动机构在检测到第一运算结果信号由低电平变为高电平时，控制锁位机构持续输出第二阻力，直至第一反馈信号满足第一预设条件时，第一驱动机构在检测到第一运算结果信号由高电平变为低电平，控制锁位机构输出阻止第二铁芯相对于第一铁芯的旋转运动的第一阻力，以使第二绕组和第一绕组之间的角度保持为满足用电设备的要求的角度值。

本实用新型实施例的技术方案，可以实现在输出信号的相位角接近用电设备要求的相位角时，减小第二铁芯的旋转速度，以减缓第二绕组和第一绕组之间的夹角的变化速度，从而在输出信号的相位角满足用电设备的相位需求时，可以驱动锁位机构以更小的阻力或更短的时间实现阻止第二铁芯相对于第一铁芯的旋转运动的效果。

一个示例性的实施方案中，电压变换装置还包括旋转轴。旋转轴与第二铁芯固定连接，以使旋转轴与第二铁芯同步旋转。锁位机构，用于在第一驱动机构的控制下输出第一阻力或第二阻力，以阻止旋转轴的旋转运动。

图4a是根据一示例性实施例示出的又一种电压变换装置的结构示意图。如图4a所示，该电压变换装置包括第一绕组41、第一铁芯42、第二绕组43、第二铁芯44、旋转轴47、第一驱动机构46和锁位机构45。第一绕组41、第一铁芯42、第二绕组43和第二铁芯44的结构和连接关系与上述实施例相同，此处不再赘述。旋转轴47与第二铁芯44固定连接，可以用于支撑第二铁芯44的重量。由于旋转轴47与第二铁芯44固定连接，使得旋转轴47和第二铁芯44同步旋转。锁位机构45与旋转轴47对应设置，用于在第一驱动机构46的控制下输出第一阻力或第二阻力。例如，如果第一反馈信号满足第一预设条件，则第一驱动机构46控制锁位机构45输出第一阻力，以阻止旋转轴47的旋转运动。如果第一反馈信号满足第二预设条件，则第一驱动机构46控制锁位机构45输出第二阻力，以减小旋转轴47进行旋转运动的速度。示例性的，锁位机构可以是车闸的结构，或者是棘轮结构等。

可选地，该电压变换装置还包括第一比较器。图4b是根据一示例性实施例示出的又一种电压变换装置的结构示意图。如图4b所示，该电压变换装置包括第一绕组41、第一铁芯42、第二绕组43、第二铁芯44、旋转轴47、第一比较器48、第一驱动机构46和锁位机构45。第一绕组41、第一铁芯42、第二绕组43和第二铁芯44的结构和连接关系与上述实施例相同，此处不再赘述。第一比较器48和第一驱动机构46的连接关系和工作原理与上述实施例相同，此处不再赘述。第一比较器48用于比较第一反馈信号和设定电压阈值信号，输出高电平或低电平，可以根据第一比较器48的输出信号确定第一反馈信号是否满足第一预设条件或第二预设条件。

本实用新型实施例的技术方案，通过锁位机构作用于旋转轴，以达到调整第二铁芯的运动状态的效果，且旋转轴与绕组相分离，在调整过程中不会对绕组产生影响，保证了电压变换装置输出稳定的电压信号。

一个示例性的实施方案中，电压变换装置还包括刻度盘。图5是根据一示例性实施例示出的一种电压变换装置中刻度盘的示意图，如图5所示，该刻度盘51具有刻度线，每个刻度线对应一个角度值，用于显示第二绕组52和第一绕组53之间的角度。需要说明的是，该刻度盘51可以是透明表盘，并设置于电压变换装置的壳体上，第一绕组53的任意一相与刻度盘51中的零度对齐，第二绕组52相对于第一绕组53进行旋转运动。假设a相与零度对齐，即绕组Uia与刻度盘中的零度对齐，则在第二绕组52中的a相绕组Uoa的径向表面上标记绝缘涂料，以模拟指针，可以根据指针指向的角度值表示第二绕组52和第一绕组53之间的角度。

本实用新型实施例的技术方案，通过刻度盘可以形象的展示第一绕组和第二绕组之间的角度值。

一个示例性的实施方案中，电压变换装置还包括第三铁芯。第三铁芯和第二铁芯相邻设置，用于当第三铁芯位于第一绕组产生的旋转磁场内时，为旋转磁场提供磁路。

可选地，第三铁芯与第二铁芯的材料和形状均相同。例如，第三铁芯也是由外圆均匀分布有齿和槽的硅钢片叠压而成，以在第三铁芯进入旋转磁场后，提供磁通经过的磁路。由于第一绕组产生的旋转磁场中的部分磁感线进入了第三铁芯，从而改变了第一绕组和第二绕组的耦合程度，进而，改变了第二绕组的输出信号的幅值。

图6a是根据一示例性实施例示出的又一种电压变换装置的结构示意图。如图6a所示，电压变换装置包括第一绕组(未画出)、第一铁芯61、第二绕组(未画出)、第二铁芯62、第三铁芯63和运动调整机构64。第一绕组、第一铁芯61、第二绕组和第二铁芯62的结构和连接关系与上述实施例相同，此处不再赘述。第三铁芯63和第二铁芯62相邻设置，用于当第三铁芯63位于第一绕组产生的旋转磁场内时，为旋转磁场提供磁路。示例性地，运动调整机构64包括：第二驱动机构641，被配置为执行检测第二反馈信号，如果第二反馈信号满足第三预设条件，则输出驱动第三铁芯63和第二铁芯62沿轴向相对于第一铁芯61移动的第一动力，以驱动第三铁芯63和第二铁芯62移动第一距离。第二驱动机构641通过固定机构642与旋转轴65连接。第二驱动机构641输出的第一动力通过固定机构642传递给旋转轴65，从而驱动旋转轴65带动第二铁芯62和第三铁芯63沿轴向相对于第一铁芯61移动。可选地，为了尽量减小安装复杂度，该固定机构642可以复用上述实施例中的锁位机构。

需要说明的是，磁路是磁通经过的闭合路径。磁通量是表示磁场分布情况的物理量。例如，磁通是通过磁场在曲面面积上的积分定义的，包括主磁通和漏磁通。可以将铁芯中的磁通称为主磁通，而将围绕在线圈或部分铁芯周围空气中的磁通称为漏磁通。需要说明的是，第三铁芯和第二铁芯的连接方式有很多种，本实用新型实施例并不作具体限定。例如，第三铁芯和第二铁芯通过旋转轴固定连接。或者，第三铁芯和第二铁芯是一体成型的结构等。需要说明的是，第三铁芯上未被放置绕组，不会进行旋转运动。

需要说明的是，第二反馈信号用于指示输出信号的幅值是否满足用电设备的要求。例如，如果第二反馈信号大于或等于第三电压阈值，则确定电压变换装置的输出信号的幅值满足用电设备的要求。如果第二反馈信号是小于第三电压阈值，则确定电压变换装置的输出信号的幅值不满足用电设备的要求。其中，第三电压阈值的取值可以根据实际应用场景决定。

第三预设条件是表示输出信号的幅值是否满足用电设备要求的条件。本实用新型实施例中，第二驱动机构匹配第二反馈信号和第三预设条件，确定是否输出驱动第三铁芯和第二铁芯沿轴向相对于第一铁芯移动的第一动力。例如，第三预设条件可以是如果第二反馈信号大于或等于第三电压阈值，则输出驱动第三铁芯和第二铁芯沿轴向相对于第一铁芯移动的第一动力。需要说明的是，第一动力可以使第三铁芯和第二铁芯沿轴向相对于第一铁芯移动第一距离。第二驱动机构周期性的检测第二反馈信号，并根据第二反馈信号判断是否输出第一阻力。当输出信号的幅值满足用电设备对幅值的要求时，第二反馈信号不满足第三预设条件，放弃输出第一阻力。其中，对于第二反馈信号的检测周期，如果设置较小的周期值，则可以更快地将电压变换装置的输出电压的幅值调整为满足用电设备要求的值，如果采用较大的周期值，则会延长电压变换装置的输出电压的幅值调整时间，具体采用何种周期值可以根据实际应用场景进行设定。

需要说明的是，将第二反馈信号与第三电压阈值进行比较可以有很多种，本实用新型实施例并不作具体限定。例如，通过比较器比较第二反馈信号和第三电压阈值。如果第二反馈信号的电压值小于第三电压阈值，则比较器输出1，否则，比较器输出0。

一个示例性的实施方案中，运动调整机构包括第三比较器和第二驱动机构。图6b是根据一示例性实施例示出的又一种电压变换装置的结构示意图。如图6b所示，运动调整机构64包括：第三比较器643和第二驱动机构641。第三比较器643的输入端分别接收第二反馈信号和预设的第三电压阈值信号，用于比较第二反馈信号和第三电压阈值信号，输出第三比较结果。第二驱动机构641与第三比较器643的输出端电连接，用于接收第三比较结果，输出与第三比较结果对应的第一动力，以驱动第三铁芯63和第二铁芯62沿轴向相对于第一铁芯移动第一距离。

第二驱动机构641通过固定机构642与旋转轴65连接。第二驱动机构641输出的第一动力通过固定机构642传递给旋转轴65，从而驱动旋转轴65带动第二铁芯62和第三铁芯63沿轴向相对于第一铁芯61移动。可选地，为了尽量减小安装复杂度，该固定机构642可以复用上述实施例中的锁位机构。

可选地，运动调整机构包括第二驱动机构。第二驱动机构被配置为执行检测第二反馈信号，如果第二反馈信号满足第三预设条件，则输出驱动第三铁芯和第二铁芯沿轴向相对于第一铁芯移动的第一动力，以驱动第三铁芯和第二铁芯移动第一距离。

本实用新型实施例的技术方案，通过第二驱动机构周期性检测第二反馈信号，并在第二反馈信号满足第三预设条件时，输出驱动第三铁芯和第二铁芯沿轴向相对于第一铁芯移动的第一动力，以驱动第三铁芯和第二铁芯移动第一距离，直至输出信号的幅值满足用电设备的要求为止，可以达到带电连续调整第二绕组的输出信号的幅值的效果。

一个示例性的实施方案中，如果第二反馈信号不满足第三预设条件，但是第二反馈信号满足第四预设条件，则输出驱动第三铁芯和第二铁芯沿轴向相对于第一铁芯移动的第二动力，以驱动第三铁芯和第二铁芯移动第二距离。其中，第二动力小于第一动力，以使第三铁芯和第二铁芯在第二动力驱动下移动较小的距离，实现缓慢调整第二绕组和第一绕组的耦合程度的效果。

第四预设条件是表示输出信号的幅值是否接近用电设备的幅值要求的条件。本实用新型实施例中，第二驱动机构比较第二反馈信号和第四预设条件，确定是否输出驱动第三铁芯和第二铁芯沿轴向相对于第一铁芯移动的第二动力。例如，第四预设条件可以是如果第二反馈信号大于或等于第四电压阈值(第四电压阈值小于第三电压阈值)，且小于第三电压阈值，则输出驱动第三铁芯和第二铁芯沿轴向相对于第一铁芯移动的第二动力，以驱动第三铁芯和第二铁芯移动第二距离。

需要说明的是，将第二反馈信号与第四电压阈值进行比较可以有很多种，本实用新型实施例并不作具体限定。例如，通过比较器比较第二反馈信号和第四电压阈值。如果第二反馈信号的电压值高于或等于第四电压阈值，则比较器输出1，否则，比较器输出0。

图6c是根据一示例性实施例示出的又一种电压变换装置的结构示意图。如图6c所示，电压变换装置包括第一绕组(未画出)、第一铁芯61、第二绕组(未画出)、第二铁芯62、第三铁芯63和运动调整机构64。其中，运动调整机构64包括第三比较器643、第四比较器645、第二与门644和第二驱动机构641。第三比较器643的输入端分别接收第二反馈信号和预设的第三电压阈值信号，用于比较第二反馈信号和第三电压阈值信号，输出第三比较结果。第四比较器645的输入端分别接收第二反馈信号和预设的第四电压阈值信号，用于比较第二反馈信号和第四电压阈值信号，输出第四比较结果。第二与门644分别与第三比较器643的输出端和第四比较器645的输出端电连接，用于对第三比较信号和第四比较信号进行逻辑与运算，输出第二结果信号。第二驱动机构641与第二与门644的输出端电连接，用于接收第二结果信号，输出与第二结果信号对应的第二动力，以驱动第三铁芯63和第二铁芯62沿轴向相对于所述第一铁芯61移动第二距离，其中，第二距离小于所述第一距离。

第三铁芯移入第一铁芯的磁场的过程中，如果第二反馈信号的电压值大于第三阈值，则第三比较器输出0，第四比较器输出1，第二与门输出0，即输出低电平。如果第二反馈信号的电压值大于或等于第四电压阈值，且第二反馈信号的电压值小于第三电压阈值信号的第三电压阈值，则第三比较器输出1，第四比较器输出1，第二与门输出1，即输出高电平。如果第二反馈信号的电压值小于第四电压阈值信号的第四电压阈值，则第三比较器输出1，第二比较器输出0，第二与门输出0，即输出低电平。基于上述分析可知，当第二运算结果信号由低电平变为高电平(即第二反馈信号满足第三预设条件)时，第二驱动机构输出驱动第三铁芯和第二铁芯沿轴向相对于第一铁芯移动的第一动力，直至第二运算结果信号由高电平变为低电平(即第二反馈信号满足第四预设条件)时，调整输出的动力的大小，输出驱动第三铁芯和第二铁芯沿轴向相对于第一铁芯移动的第二动力。在第三铁芯移出第一铁芯的磁场时，电平变化过程与上述过程相反，控制方式类似，此处不再赘述。

本实用新型实施例的技术方案，可以实现在输出信号的幅值接近用电设备要求的幅值时，减小第三铁芯和第二铁芯的轴向位移，以减小第二绕组和第一绕组之间的耦合程度的变化速度，可以实现微调第二绕组和第一绕组的耦合程度，避免单次移动位移过大而导致需要多次调整才能满足用电设备的幅值要求。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种电压变换装置，其特征在于，包括：

第一绕组，设置于第一铁芯，被配置为所述电压变换装置的原边；

第二绕组，设置于第二铁芯，被配置为所述电压变换装置的副边，所述第二铁芯在所述第一绕组产生的旋转磁场的作用下相对于所述第一铁芯旋转；

运动调整机构，用于向所述第二铁芯输出作用力，以调整所述第二铁芯相对于所述第一铁芯的运动状态，并在所述电压变换装置输出满足用电设备要求的输出信号期间，输出阻止所述第二铁芯相对于所述第一铁芯运动的作用力。

2.根据权利要求1所述的电压变换装置，其特征在于，所述运动调整机构包括：

第一比较器，所述第一比较器的输入端分别接收第一反馈信号和预设的第一电压阈值信号，用于比较所述第一反馈信号和第一电压阈值信号，输出第一比较信号，其中，所述第一反馈信号用于指示所述输出信号的相位是否满足用电设备的要求；

第一驱动机构，所述第一驱动机构与所述第一比较器的输出端电连接，用于接收所述第一比较信号，控制锁位机构输出与所述第一比较信号对应的第一阻力；

锁位机构，所述锁位机构与所述第一驱动机构电连接，用于在所述第一驱动机构的控制下输出所述第一阻力，以阻止所述第二铁芯相对于所述第一铁芯的旋转运动。

3.根据权利要求2所述的电压变换装置，其特征在于，所述运动调整机构还包括：

第二比较器，所述第二比较器的输入端分别接收所述第一反馈信号和预设的第二电压阈值信号，用于比较所述第一反馈信号和第二电压阈值信号，输出第二比较信号；

第一与门，所述第一与门分别与所述第一比较器的输出端和第二比较器的输出端电连接，用于对所述第一比较信号和第二比较信号进行逻辑与运算，输出第一运算结果信号；

以及，所述第一驱动机构与所述第一与门的输出端电连接，用于接收所述第一运算结果信号，控制所述锁位机构输出与所述第一运算结果信号对应的第二阻力，所述第二阻力小于所述第一阻力。

4.根据权利要求3中所述的电压变换装置，其特征在于，所述运动调整机构包括检测单元；

所述检测单元，被配置为执行检测所述输出信号是否满足用电设备的要求，并根据检测结果输出所述第一反馈信号给所述第一比较器和第二比较器。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的电压变换装置，其特征在于，所述电压变换装置还包括：

旋转轴，与所述第二铁芯固定连接，所述旋转轴与所述第二铁芯同步旋转；

所述锁位机构，用于在所述第一驱动机构的控制下输出所述第一阻力或第二阻力，以阻止所述旋转轴的旋转运动。

6.根据权利要求1所述的电压变换装置，其特征在于，所述电压变换装置还包括刻度盘，所述刻度盘具有刻度线，每个刻度线对应一个角度值，用于显示所述第二绕组和第一绕组之间的角度。

7.根据权利要求1所述的电压变换装置，其特征在于，所述电压变换装置还包括：

第三铁芯，所述第三铁芯和所述第二铁芯相邻设置，用于当所述第三铁芯位于所述第一绕组产生的旋转磁场内时，为所述旋转磁场提供磁路。

8.根据权利要求7所述的电压变换装置，其特征在于，所述运动调整机构包括：

第三比较器，所述第三比较器的输入端分别接收第二反馈信号和预设的第三电压阈值信号，用于比较所述第二反馈信号和第三电压阈值信号，输出第三比较结果，其中，所述第二反馈信号用于指示所述输出信号的幅值是否满足用电设备的要求；

第二驱动机构，所述第二驱动机构与所述第三比较器的输出端电连接，用于接收所述第三比较结果，输出与所述第三比较结果对应的第一动力，以驱动所述第三铁芯和第二铁芯沿轴向相对于所述第一铁芯移动第一距离。

9.根据权利要求8所述的电压变换装置，其特征在于，所述运动调整机构还包括：

第四比较器，所述第四比较器的输入端分别接收所述第二反馈信号和预设的第四电压阈值信号，用于比较所述第二反馈信号和第四电压阈值信号，输出第四比较结果；

第二与门，所述第二与门分别与所述第三比较器的输出端和第四比较器的输出端电连接，用于对所述第三比较信号和第四比较信号进行逻辑与运算，输出第二结果信号；

以及，所述第二驱动机构与所述第二与门的输出端电连接，用于接收第二结果信号，输出与所述第二结果信号对应的第二动力，以驱动所述第三铁芯和第二铁芯沿轴向相对于所述第一铁芯移动第二距离，所述第二距离小于所述第一距离。

10.根据权利要求9中所述的电压变换装置，其特征在于，所述运动调整机构包括检测单元；

所述检测单元，被配置为执行检测所述输出信号是否满足用电设备的要求，并根据检测结果输出所述第二反馈信号给所述第三比较器和第四比较器。

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