專利名稱：基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器的制作方法
技術領域：
本發明屬于調壓器領域，具體涉及一種基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器。
背景技術：
抽頭式自耦型交流調壓器的原理圖如圖1所示，輸入U1接至0-220V兩端，輸出U0通過調壓分接開關接至調壓器線包抽頭(1-8)之一。例如，當調壓分接開關接于抽頭5時，輸出U。等于250V;分接開關接至不同的抽頭就會獲得不同的電壓輸出。但是，目前市場上類似的抽頭式自耦型交流調壓器設計的整個線包繞組從O h的線徑是等粗細的。這樣會浪費很多銅線，增加產品成本。
發明內容
本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器；該基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器可減少銅線消耗，降低產品成本。本發明是通過如下技術方案實現的:
一種基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器，包括繞組，所述繞組為一具有多個抽頭的繞組，所述多個抽頭將繞組分為多個區段，所述每個區段的橫截面面積各不相同。進一步的，抽頭式自 耦型交流調壓器的輸出端通過調壓分接開關接至繞組的一個抽頭。進一步的，所述抽頭式自耦型交流調壓器還包括按鍵電路、主控電路、驅動電路和多個繼電器；按鍵電路與主控電路相連，主控電路與驅動電路相連，驅動電路與多個繼電器相連；多個繼電器分別與繞組的多個抽頭相連，用于控制所述抽頭的通斷；多個繼電器的常開觸點連接在一起。進一步的,所述主控電路包括單片機、8D鎖存器、聞有效上電復位電路、低有效上電復位電路和晶振電路，單片機與8D鎖存器相連，高有效上電復位電路與單片機相連，低有效上電復位電路與8D鎖存器相連，晶振電路與單片機相連，用于產生振蕩信號給單片機。進一步的，所述單片機還與一顯示器相連。進一步的，所述驅動電路包括一 8通道的達林頓陣列。采用分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器的好處如下:
如果暫不考慮調壓器的損失，則有:
Pi=P2(I)
亦即有:B1 — U1I1 — U0I2(2)
可見，在傳輸的功率P2 —定的情況下:當U0增大時，I2減小；當^減小時，I2增大。所以我們對線包繞組可以根據各段電流的不同選用粗細不同的線徑:a-b段、b-c段、c-d段、d-e段、一g-h段，越來越細。每段的具體線徑可以根據實際設計時的電流來選擇。可見，采用分段變截面繞組的抽頭式抽頭式自耦型交流調壓器可以節約銅材，降低成本。
圖1為手動抽頭式自耦型交流調壓器的原理 圖2為電子控制式分段變截面繞組抽頭式自耦型調壓器主回路的原理 圖3為電子控制式分段變截面繞組抽頭式自耦型調壓器的結構框 圖4為電子控制式分段變截面繞組抽頭式自耦型調壓器的控制電路圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步詳細的說明。本發明提供了一種基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器，包括繞組，所述繞組為一具有多個抽頭的繞組，所述多個抽頭將繞組分為多個區段，所述每個區段的橫截面面積各不相同，即繞組選用粗細不同的線徑。實施例1:手動式基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器；
手動式分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器如圖1所示，抽頭式自耦型交流調壓器的輸出端通過調壓分接開關K接至繞組的一個抽頭(1-8中的任一個)，其中調壓分接開關K在市場上有售。實施例2:采用單片機的電子控制式基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器；
采用單片機的電子控制式基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器的主回路原理圖如圖2所示，即通過控制繼電器的通斷來實現調壓。其控制電路可以有多種實施方案，可以全部采用純硬件來實現，也可以采用單片機加上外圍元器件的軟硬件結合的形式來實現。本實施例以采用單片機的控制電路為例，如圖3所示，其主要包括按鍵電路、主控電路、驅動電路和多個繼電器；按鍵電路與主控電路相連，主控電路與驅動電路相連，驅動電路與多個繼電器相連；多個繼電器分別與繞組的多個抽頭相連，用于控制所述抽頭的通斷；多個繼電器的常開觸點的一端連接在一起。圖4中，JDO JD7為8個12V的繼電器，其對應的常開觸點在圖2中的JO J7。U4為ULN2803，是一個8通道的高壓大電流達林頓陣列，其內部的YO Y7是8個OC門(或OD門)的反相驅動器，該OC門的輸出三極管的耐壓為50V，驅動能力為500mA。Ul為51系列的單片機(其它類型單片機亦可)。Cl和Rl構成高有效上電復位電路，上電瞬間，為單片機Ul的復位引腳RST提供一個短暫的復位高電平。Ul的8位并行接口 Pl (P0.0 P0.7)為U2 (74LS273)提供輸入驅動信號。U2是8D鎖存器，可采用74LS273 (或74HC273)，起到邏輯緩沖和數據鎖存作用，其詳細作用原理 下文詳述。R4和C2是低有效上電復位電路，為U2 (74LS273)的清零端(@ )提供一個低有效的上電復位信號，使U2在上電瞬間輸出保證為零。電容C01、C02和晶振X構成晶振電路，產生12MHz的振蕩信號給單片機Ul。R2和Kl, R3和Κ2組成按鍵電路，為單片機Ul提供低有效的按鍵輸入信號。Kl可定義為“增I”按鍵，Κ2可定義為“減I”按鍵。單片機Ul的Pl 口用來為顯示器提供驅動信號，顯示器可采用LED顯示模塊，亦可以采用IXD顯示模塊。U3-A是一個反相器，利用7404(或74LS04，或74HC04亦可)芯片中六個反相器的一個即可。單片機的寫信號SS (低有效)經過U3-A反相器反相，為U2提供一個上升沿有效的寫入信號。本發明所述基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器的工作原理如下:
首先闡述U2的邏輯緩沖作用。如果沒有U2的邏輯緩沖作用，因為單片機在剛一上電
時其端口 PO輸出為全“I”(P0=FFH=11111111B)，這個全“I”信號(8個高電平)就會直接加在U4 (ULN2803)的輸入端，會導致U4內部YO Y7的輸出為低，從而使八個繼電器都吸合動作，進而它們的常開觸點JO J7全部同時閉合會使自耦調壓器的八個繞組短路，這會燒毀整個調壓器的。所以應該是任何時刻，要么JO J7全部斷開，要么僅有一個為閉合狀態，其余為斷開狀態。采用U2以后，就可以解決上電瞬間繼電器全吸合的問題。單片機上電瞬間，U2的復位電路(R4和C2)為U2的清零端)提供一個低有效上電復位信號，使U2的輸出為全“O” (Q7 Qq=00H=00000000B)，從而使U4內部的8個OC門驅動器全部截止斷開，進而使8個繼電·器全部斷電，其8個常開接點J7 JO不閉合，輸出電壓U0=O。同時，Ul的復位電路(Rl和Cl)為Ul的復位端(RST)提供一個高有效上電復位信號使單片機復位，程序從初始化部分開始運行，首先立即向PO 口寫入全“0”(Ρ0=00Η)，此時寫信號為低(涵=0)使U2的CLK端獲得一個上升沿觸發信號，從而將PO 口數據(此時為8個全“O”)鎖存進入到U2 (74LS273)的輸出端(Q7 Qq=00H=00000000B)。由圖2可見，輸出電壓是按照50V—檔，遞增或遞減的。每按下一次Kl鍵(“UP”±|加鍵)，電壓較原來遞增一級(增加50V)，直到達到最高級400V (此時再按下Kl鍵，輸出保持400V不動了)。每按下一次K2鍵(“Down”減少鍵)，電壓較原來遞減一級(減小50V)，直到達到最低級OV (此時再按下K2鍵，輸出保持OV不動了)。在程序的控制下，始終監視Kl和K2的狀態，并根據它們的狀態決定輸出電壓是遞增還是遞減等動作。并將輸出電壓顯示在顯示器上。輸出電壓U。與繼電器觸點(J7 J0)和U2芯片輸出數據(Q7 Qtl)之間對應關系如下表I所示。表I輸出電壓與繼電器觸點和U2輸出數據之間對應關系表
權利要求
1.一種基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器，包括繞組，其特征在于，所述繞組為一具有多個抽頭的繞組，所述多個抽頭將繞組分為多個區段，所述每個區段的橫截面面積各不相同。
2.根據權利要求1所述的基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器，其特征在于，抽頭式自耦型交流調壓器的輸出端通過調壓分接開關接至繞組的一個抽頭。
3.根據權利要求1所述的基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器，其特征在于，所述抽頭式自耦型交流調壓器還包括按鍵電路、主控電路、驅動電路和多個繼電器；按鍵電路與主控電路相連，主控電路與驅動電路相連，驅動電路與多個繼電器相連；多個繼電器分別與繞組的多個抽頭相連，用于控制所述抽頭的通斷；多個繼電器的常開觸點連接在一起。
4.根據權利要求3所述的基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器，其特征在于，所述主控電路包括單片機、8D鎖存器、聞有效上電復位電路、低有效上電復位電路和晶振電路，單片機與8D鎖存器相連，高有效上電復位電路與單片機相連，低有效上電復位電路與8D鎖存器相連，晶振電路與單片機相連，用于產生振蕩信號給單片機。
5.根據權利要求4所述的基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器，其特征在于，所述單片機還與一顯示器相連。
6.根據權利要求3所述的基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器，其特征在于，所述驅動電路包括一· 8通道的達林頓陣列。
全文摘要
本發明提供了一種基于分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器，包括繞組，所述繞組為一具有多個抽頭的繞組，所述多個抽頭將繞組分為多個區段，所述每個區段的橫截面面積各不相同。抽頭式自耦型交流調壓器可以為手動式，即其輸出端通過調壓分接開關接至繞組的一個抽頭；也可為電子式，即還包括按鍵電路、主控電路、驅動電路和多個繼電器；按鍵電路與主控電路相連，主控電路與驅動電路相連，驅動電路與多個繼電器相連；多個繼電器分別與繞組的多個抽頭相連，用于控制所述抽頭的通斷；多個繼電器的常開觸點連接在一起。采用分段變截面繞組的抽頭式自耦型交流調壓器可以節約銅材，降低成本。
文檔編號H02P13/00GK103247433SQ20131019121
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月21日 優先權日2013年5月21日
發明者滕敏亮, 滕騰, 滕軍, 張文超, 王耀華, 林建豪, 余浩, 范桂芳, 蔡景國, 金珍海, 雷建峰 申請人:浙江騰騰電氣有限公司