專利名稱：調磁通變壓器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種調壓變壓器。
現有的用于單相交流電的調壓器和變壓器均是功能單一、各自獨立的電氣設備，調壓器只能用來調壓而不能作為變壓器使用，而變壓器則不能作為調壓器使用。現有的使用最為普遍的互感式調壓器和自耦式調壓器多為通過滑動碳刷在線圈上的滑動位移改變調壓器的通電匝數改變感應電勢的大小調節、改變輸出電壓的，調壓器的調壓是通過直接調節電壓值大小而實現的，是一種調壓式調壓器。由于現有調壓器存在有滑動觸點，當負荷的電流過大時極易產生電火花使供電質量受到影響，而且很容易將調壓器損壞。調壓器的滑動碳刷與調壓器線圈為滑動摩擦配合，隨著調壓器的不斷使用碳刷的不斷磨損使調壓器不能正常使用以致損壞。由于上述原因，現有的調壓器的使用壽命一般都不長。其次，調壓器的與碳刷滑動摩擦配合的線圈繞制時不能重疊，使調壓器的功率受郅了限制。當使用自耦式調壓器與變壓器制作交流調壓試驗變壓器時需要調壓器、變壓器二臺設備，特別是制作大容量的交流試驗變壓器時整臺設備耗用材料多，重量大，設備的搬運、使用極為不便，而且易損壞。使用運行時有功損耗大，升壓調壓過程不平穩，難以輸出精確的高電壓值。
本實用新型的目的是提供一種利用調節改變變壓器鐵芯柱中通過交變磁通密度改變鐵芯柱上所繞線圈的感應電勢進行調壓、變壓的，集調壓器功能和變壓器功能為一體的調磁通變壓器。
本實用新型的目的是通過下述設計實現的。
調磁通變壓器由硅鋼片擠壓貼疊粘合而成的具有一次鐵芯柱、二次鐵芯柱、補償鐵芯柱、上鐵軛、下鐵軛的鐵芯、繞制在一次鐵芯柱的一次線圈、繞制在二次鐵芯柱上的二次線圈，繞制在補償鐵芯柱上的補償線圈和置于上鐵軛、二次鐵芯柱、補償鐵芯柱間的由硅鋼片擠壓貼疊粘合而成的滑動鐵芯構成，滑動鐵芯與上鐵軛、二次鐵芯柱端面、補償鐵芯柱端面為滑動摩擦配合，調磁通變壓器一次線圈為輸入端，二次線圈和補償線圈為輸出端。
為了保證滑動鐵芯的工作可靠性，防止其在往返滑移時發生偏離及卡滯現象，滑動鐵芯兩側置有擋板，兩擋板支承、固定在上鐵軛、二次鐵芯柱、補償鐵芯柱上。滑動鐵芯下方置有滑動導向板，滑動導向板兩端分別連接固定在二次鐵芯柱和補償鐵芯柱上，滑動導向板上板面與二次鐵芯柱端面、補償鐵芯柱端面位于同一水平面上。
為了降低調磁通變壓器的磁阻，減少變壓器自身的能耗，調磁通變壓器鐵芯的硅鋼片一部分單獨制成具有斜接口的一次鐵芯柱鋼片、二次鐵芯柱鋼片、補償鐵芯柱鋼片，上鐵軛鋼片、下鐵軛鋼片，一部分單獨制成具有垂直接口的一次鐵芯柱鋼片、二次鐵芯柱鋼片、補償鐵芯柱鋼片、上鐵軛鋼片、下鐵軛鋼片、剩余部分制成整體結構型式的具有一次鐵芯柱鋼片、二次鐵芯柱鋼片、補償鐵芯柱鋼片、上鐵軛鋼片，下鐵軛鋼片的變壓器鐵芯片。三部分鋼片交替排列，單獨制作的鋼片對口拼對連接擠壓貼疊粘合成變壓器鐵芯，鐵芯中單獨制作的一次鐵芯柱鋼片、二次鐵芯柱鋼片、補償鐵芯柱鋼片，上鐵軛鋼片、下鐵軛鋼片的取向與鐵芯柱中交變磁通的通過方向一致。
為了減少變壓器的材料用量、保證變壓器的性能，調磁通變壓器鐵芯的上鐵軛長度可小于下鐵軛長度，但上鐵軛與滑動鐵芯的接觸面積至少等于上鐵軛的橫截面面積。滑動鐵芯的長度至少等于二次鐵芯柱與補償鐵芯柱的中心距，以保證滑動鐵芯在滑動位移過程中使通過交變磁通的磁回路鐵芯截面積保持不變。
調磁通變壓器的進一步完善是裝有滑動鐵芯驅動裝置，以利于使用時操作和控制滑動鐵芯的滑動位移。滑動鐵芯驅動裝置由驅動直流電動機和傳動機構構成，使用時滑動鐵芯驅動裝置與控制電路配合可手動或者電動控制滑動鐵芯的滑動移位。調磁通變壓器是利用調整變壓器鐵芯中通過的交變磁通密度來改變鐵芯柱上所繞線圈的感應電壓進行調壓和變壓的，它集調壓器功能和變壓器功能于一體，減少了材料用量，縮小了設備的體積和重量，降低了設備制作成本，調磁通變壓器無滑動電接觸點，過載承受能力強，調壓、變壓過程平穩，有功損耗小。可制成用于不同電壓等級的調壓變壓器，適于制作交流穩壓電源，交流耐壓試驗變壓器，操作箱等使用。
附圖是本實用新型的實施例，下面結合實施例詳細說明本實用新型。
圖1為調磁通變壓器結構圖。
圖2為上鐵軛長度小于下鐵軛長度的調磁通變壓器結構圖。
圖3為圖1所示調磁通變壓器鐵芯硅鋼片結構圖。
圖4為采用調磁通變壓器制作的交流穩壓電源裝配結構示意圖。
圖5為圖4所示交流穩壓電源的控制電路圖。
如圖1所示，調磁通變壓器由硅鋼片擠壓貼疊粘合而成的具有一次鐵芯柱(18)、二次鐵芯柱(12)、補償鐵芯柱(10)、上鐵軛(2)、下鐵軛(13)的鐵芯，置于上鐵軛與二次鐵芯柱，補償鐵芯柱間的由硅鋼片擠壓貼疊粘合而成的滑動鐵芯(8)、繞制在一次鐵芯柱上的一次線圈(17)、繞制在二次鐵芯柱上的二次線圈(14)，繞制在補償鐵芯柱上的補償線圈(9)構成，滑動鐵芯與上鐵軛、二次鐵芯柱端面，補償鐵芯柱端面為滑動摩擦配合、滑動鐵芯長度等于二次鐵芯與補償鐵芯柱間的中心距。滑動鐵芯兩側置有用磁絕緣材料制成的擋板(6)、(7)，滑動鐵芯下方置有磁絕緣材料制成的滑動導向板(11)，兩擋板支承、固定在上鐵軛、二次鐵芯柱、補償鐵芯柱上，滑動導向板兩板端分別固定在二次鐵芯柱端和補償鐵芯柱端，滑動導向板上板面與二次鐵芯柱端面、補償鐵芯柱端面位于同一水平面上，以防止滑動鐵芯滑動位移時發生偏離和卡滯現象，保證變壓器工作的可靠性。為了便于采用控制電路操作和控制變壓器滑動鐵芯的滑動位移，滑動鐵芯有由直流電機(16)、通過磁絕緣安裝板(5)支承固定在滑動鐵芯柱端的螺桿(4)，裝于螺桿上并與螺桿螺紋配合的從動齒輪(3)，與從動齒輪嚙合固定在電機軸上的主動齒輪(15)和固定在上鐵軛上的從動齒輪定位擋(1)構成的滑動鐵芯驅動裝置，利用滑動鐵芯驅動裝置與控制電路配合可手動或自動控制滑動鐵芯的滑動位移。
如圖2所示，為了減變壓器制作材料的消耗，降低設備的自身重量和生產成本，在滑動鐵芯與上軛體接觸面積等于上鐵軛截面面積的條件下，上鐵軛長度可小于下鐵軛長度。
如圖3所示，調磁通變壓器鐵芯的一部分一次鐵芯柱鋼片、二次鐵芯柱鋼片、補償鐵芯柱鋼片、上鐵軛鋼片、下鐵軛鋼片單獨制作成具有斜接口的鋼片，一部分單獨制作成帶有垂直接口的鋼片，一部分制成整體結構的鋼片、三種鋼片交替排列，單獨制作的鋼片的取向與鐵芯柱中交變磁通的通過的方向保持一致的情況下對口連接后擠壓貼疊粘合成變壓器鐵芯。制成的變壓器鐵芯一層為如圖3-a所示的具有全斜接縫的鐵芯柱鋼片、一層為如圖3-b所示的具有全直接縫的鐵芯柱鋼片，一層為如圖3-c所示的無接縫的整體結構的鐵芯柱鋼片。由于變壓器鐵芯中有大部分的鋼片取向與鐵芯中通過的交變磁通方向一致，從而大大降低了鐵芯的磁阻，故變壓器的鐵磁損耗很小。
調磁通變壓器工作過程是當一次鐵芯柱上的一次線圈接通交流電源后鐵芯中就產生了交變磁通，并經上、下鐵軛、滑動鐵芯、二次鐵芯柱和補償鐵芯柱形成磁通回路。二次鐵芯柱上的二次線圈、補償鐵芯柱上的線圈在交變磁通作用下產生交流感應電壓，根據使用要求的不同，進行線圈不同極性的連接由二次線圈或是補償線圈輸出交流電壓，從而具有變壓器的功能。調整滑動鐵芯的位置，改變其與二次鐵芯柱和補償鐵芯柱的接觸面積，即改變了二次鐵芯柱和補償鐵芯柱的導磁截面，從而重新分配了通過兩個鐵芯柱中的交變磁通密度，二次線圈、補償線圈的感應電壓即發生改變，從而調整改變了變壓器輸出的電壓，此時變壓器即具有調壓器的功能，在調壓過程中當滑動鐵芯向補償鐵芯柱方向位移后，二次鐵芯柱中通過變磁通移向補償鐵芯柱中通過，使通過交變磁通的磁回路鐵芯截面保持不變，從而防止了因磁回路磁阻增大，一次鐵芯柱中通過的交變磁通密度減小引起一次線圈自感電勢減小、電流增大而將一次線圈燒毀現象的發生。
如圖4，圖5所示，調磁通變壓器制成的低壓交流穩壓電源由電源開關，調磁變通變壓器，限位開關T5、T6，電源變壓器BYQ，交直流整流濾波電路、自動控制電路、輸出電壓反饋裝置及電流、電壓表構成。電源開關為市售的帶有過流保持裝置的電源開關，調磁通變壓器的一次線圈的“*”端與二次線圈的非“*”端聯接，二次線圈的“*”端與補償線圈的“*”端聯接，一次線圈的非“*”端和補償線圈的非“*”端為低壓交流穩壓電源的輸出端。限位開關為連動開關，限位開關裝于滑動鐵芯兩端的前方對滑動鐵芯進行滑動限位控制。交直流整流濾波電路為由整流橋和濾波電容構成的交、直流全波整流濾波電路。自動控制電路由升壓控制電路、穩壓輸出控制電路、降壓控制電路并聯而成。升壓控制電路由正極與交直流整流濾波電路正極聯接的可控硅KT1、電磁接觸器JT1構成，穩壓輸出控制電路由正極與交直流整流濾波電路正極聯接的可控硅KT2和電磁接觸器JT2和電阻R、電容C串聯構成的RC延時電路及截流二極管D構成，升壓控制電路由正極與交直流整流濾波電路正極聯接的可控硅KT3和電磁接觸器JT3構成。輸出電壓反饋裝置跨接在調磁通變壓器輸出端，它由度盤上設有低電壓觸點L，設定電壓觸點M，高電壓觸點H的電磁系電位計構成，電位計指針接交直流整流濾波電路正極。觸點L通過連動限位開關T5的常閉接點T5-2和限流電阻R1與升壓控制電路的可控硅KT1的控制極聯接，觸點M通過限流電阻R2與穩壓輸出控制電路的可控硅KT2控制極聯接，觸點H通過連動限位開關T6的常閉接點T6-2和限流電阻R3與降壓控制電路的可控硅KT3的控制極聯接。KT1負極通過電磁接觸器JT3的常閉觸頭T3-2與電磁接觸器JT1的電磁線圈J1一端聯接，電磁線圈J1另一端通過電磁接觸器JT2的常閉觸頭T2-1與交直流整流濾波電路的負極聯接。KT2負極與電磁接觸器JT2的電磁線圈J2一端聯接，電磁線圈J2另一端于RC延時電路一端聯接的同時與截流二極管D正極聯接。RC延時電路另一端與交直流整流濾波電路負極聯接，二極管D負極通過電磁接觸器JT2的常閉觸頭T2-1與交直流整流濾波電路負極聯接。電磁接觸器JT1、JT3的常開觸頭T1-1、T3-1并聯后與M點聯接，并聯電路的另一端通過限流電阻R2與可控硅KT2控制極聯接。聯動限位開關T5的常開接點T5-1和連動限位開關T6的常開接點T6-1并聯后一端接交直流整流濾波電路正極聯接，另一端與M點聯接。可控硅KJ3負極通過電磁接觸器JT1的常閉觸頭T1-2與電磁接觸器JT3的電磁線圈J3一端聯接、J3另一端通過電磁接觸器JT2常閉觸頭T2-1與交直流整流濾波電路負極聯接的同時通過電磁接觸器的常開觸頭T3-4與直流電機正極(或負極)聯接，直流電機負極(或正極)通過電磁接觸器JT3的常開觸頭T3-3與交直流整流濾波電路正極聯接，直流電機正極(或負極)通過電磁接觸器JT1的常開觸頭T1-3與直流整流濾波電路的正極聯接，升壓控制電路和降壓控制電路通過常閉觸頭T3-2和T1-2構成互鎖電路。
低壓交流穩壓電源使用時，當輸出電壓低于設定值時，電位計指針與L接通，升壓控制電路工作。常開觸頭T1-3、T1-4閉合，直流電機與電源接觸旋動，滑動鐵芯滑移，改變鐵芯中的磁通密度進行升壓，當輸出電壓達到設定值時電位計指與M接觸，穩壓輸出控制電路工作常閉觸頭T2-1開啟電機斷路、滑動鐵芯停止滑移，經延時電路延時后穩壓輸出控制電路停止工作穩壓電源進入正常的穩壓輸出運行狀態。與上述工作過程相同，當輸出電壓高時降壓控制電路工作，直流電機接通電源反轉拖動滑動鐵芯向反向滑移進行降壓。
當輸出電壓過低或過高時，滑動鐵芯滑移達到設定的滑移極限時，輸出常開接點電壓仍不能達到設定的電壓值時，滑后鐵芯端頂觸限位開關T5或T6使其常開觸點閉合、常閉接點開啟，使升壓(或降壓)控制電路處于斷路狀態不進行工作，此時降壓(或升壓)控制電路仍能正常工作。
權利要求1.一種調磁通變壓器，其特征是由硅鋼片擠壓貼疊粘合而成的具有一次鐵芯柱、二次鐵芯柱、補償鐵芯柱、上鐵軛、下鐵軛的鐵芯、繞制在一次鐵芯柱上的一次線圈、繞制在二次鐵芯柱上的二次線圈、繞制在補償鐵芯柱上的補償線圈和置于上鐵軛、二次鐵芯柱、補償鐵芯柱間的由硅鋼片擠壓貼疊粘合而成的滑動鐵芯構成，滑動鐵芯與上鐵軛、二次鐵芯柱端面，補償鐵芯柱端面為滑動摩擦配合。
2，按權利要求1所述的調磁通變壓器，其特征是滑動鐵芯兩側置有擋板，兩擋板支承、固定在上鐵軛、二次鐵芯柱、補償鐵芯柱上，滑動鐵芯下方置有滑動導向板，滑動導向板兩端分別連接固定在二次鐵芯柱、補償鐵芯柱上，滑動導向板上板面與二次鐵芯柱端面、補償鐵芯柱端面位于同一水平面上。
3.按權利要求1所述的調磁通變壓器，其特征是所說變壓器鐵芯的硅鋼片一部分單獨制成具有斜接口的一次鐵芯柱鋼片、二次鐵芯柱鋼片、補償鐵芯柱鋼片、上鐵軛鋼片、下鐵軛鋼片，一部分單獨制成具有垂直接口的一次鐵芯柱鋼片，二次鐵芯柱鋼片、補償鐵芯柱鋼片、上鐵軛鋼片、下鐵軛鋼片、剩余部分制成具有一次鐵芯柱鋼片、二次鐵芯柱鋼片、補償鐵芯柱鋼片、上鐵軛鋼片、下鐵軛鋼片的整體式變壓器鐵芯鋼片，三部分鋼片交替排列，單獨制成的鋼片取向與鐵芯柱中交變磁通的通過方向保持一致對口拼對連接擠壓貼疊粘合成變壓器鐵芯。
4.按權利要求1所述的調磁通變壓器，其特征是所說滑動鐵芯與上鐵軛的接觸面積至少等于上鐵軛的橫截面面積，滑動鐵芯的長度至少等于二次鐵芯柱和補償鐵芯柱的中心距。
5.按權利要求1所述的調磁通變壓器，其特征是所說滑動鐵芯有由直流電機和傳動機構構成的驅動裝置。
專利摘要調磁通變壓器由硅鋼片擠壓貼疊粘合而成的具有一次鐵芯柱、二次鐵芯柱、補償鐵芯柱、上鐵軛、下鐵軛鐵芯和一次線圈、二次線圈、補償線圈及置于上鐵軛和二次鐵芯柱,補償芯柱間的滑動鐵芯構成,滑動鐵芯與二次鐵芯柱、補償鐵芯柱滑動摩擦配合,變壓器通過滑動鐵芯的滑移調節改變鐵芯柱中通過的交變磁通密度來改變鐵芯柱上所繞制線圈的感應電壓的大小,實現輸出電壓的調壓和變壓,其特點是集調壓器與變壓器功能于一體,無移動觸點,過載承受能力強,調壓過程平滑,有功損耗小,可用來制作交流穩壓電源,電氣試驗變壓器和操作箱等。
文檔編號H01F29/00GK2327058SQ98204008
公開日1999年6月30日 申請日期1998年4月24日 優先權日1998年4月24日
發明者常鐵軍 申請人:常鐵軍