在现有的手动调压器上装上简单的自动调压电路和机械传动系统,就可做成一个自动调压器。本文介绍的自动调压器适用于0.5至5千瓦的负载,改制成的自动调压器特别适用于农村电网电压变化较大的地方。
工作原理
图1中,接在调压器输出端的变压器B的次级有三个绕组,其中N\(_{2}\)、N3经D\(_{1}\)~D4整流后输出正、负11伏的两组直流电压,供给伺服电机SD。N\(_{1}\)的电压经D5~D\(_{8}\)整流后,供给BG1、BG\(_{2}\)组成的差动放大器,其中一路经R1、R\(_{2}\)、DW1、DW\(_{2}\)组成的稳压电路,接至BG1的基极(A点);另一路接至电阻R\(_{7}\)、R8、电位器W\(_{1}\),W1的滑动点接差动放大器BG\(_{2}\)的基极(B点)。B点电压由于没有经过稳压所以跟随电网电压而变化,而A点电压不随电网电压变化。例如:当电网电压为220V时,调整电位器W1,使B点电压等于A点电压,此时差动放大器平衡,CD两点电位相等。因此由BG\(_{3}\)、BG4和BG\(_{5}\)、BG6组成的复合管均处于截止状态,伺服电机SD不转动。如果电网电压低于220V时,如前所述B点电压将随之降低,A点电压因有稳压而不变,B点电压将比A点低,差动放大器产生差动输出,D点电位高于C点,因此由BG\(_{5}\)、BG6组成的PNP型复合管导通饱和,有电流流过伺服电机SD,其方向如I\(_{2}\)所示,电机转动,经过减速齿轮带动调压器手柄顺时针方向旋转,使输出电压上升,直至调压器输出电压升到220V时,B点电压又与A点相等,差动放大器平衡,BG5、BG\(_{6}\)截止,伺服电机SD停转。如果电网电压高于220V时,则B点电压高于A点电压,C点电位高于D点电位,由BG3、BG\(_{4}\)组成的NPN型复合管导通饱和,电流I1流过伺服电机SD,因而调压器手柄反时针方向旋转,使输出电压下降,直至调压器输出电压降至220V时,BG\(_{3}\)、BG4截止,电机停转。由于直流放大部分采用了差动放大器,所以电路受温度影响产生的零点漂移,及供给差动放大器集电极电压变化所引起D、C两点电位漂移均能较好地得到改善,因此电路工作稳定可靠。

本装置对于A点电压的稳定度要求较高。由于采用了两级串联稳压电路,当电网电压在220V±15%范围内变化时,A点电压只有±0.02V的变化。
由于本装置采用机械调压,所以不能一味地追求提高电路动作灵敏度,否则电网电压有微小变化,电路就动作,这样对伺服电机和调压器都不利。最好当电网电压变化超过±4~5伏时,电路开始动作。调整电位器W\(_{2}\)的阻值可改变电路动作灵敏度。如果所需的输出电压不是220V,可调整电位器W1。
K\(_{2}\)、K3是行程限位开关。当调压器手柄转到极限位置时,顶动K\(_{2}\)、K3能切断伺服电机电源,保护齿轮及伺服电机的安全。
机械传动部分的制作
用三用唱机或收录机上的9伏直流电机作伺服电机,用一只旧挂钟齿轮作减速装置,带动安装在调压器手柄上的扇形齿轮,使调压器手柄作90度转动,实物顶视图见图2。

用一块厚2mm的胶木板(面积可视调压器和钟齿轮的大小而定)按图2所示钻好孔,将钟齿轮、拉簧、调压器手柄、扇形齿轮和行程限位开关固定在胶木板上。要求固定钟齿轮的支点转动灵活,拉簧的拉力合适,扇形齿轮能在平面上灵活地作90度的转动,并能与钟齿轮吻合好,扇形齿轮的两头能撞上行程限位开关。固定在钟齿轮上的伺服电机SD的转动轴,可用一段塑料套管与钟齿轮上的秒针轴套在一起,见图3。伺服电机可用一块铁片钻好孔,用螺丝固定在钟齿轮架上,见图2。

扇形齿轮用一块1mm厚的铁片照图4制作,以A点为圆心画弧,弧线所对的角为90度,扇面半径为120mm(半径大小视调压器大小而定),然后将调压器手柄取下,照手柄上的孔径、孔位把扇形齿轮的孔钻好后再套在调压器转动轴上。照钟齿轮齿牙的大小,用组合锉刀细心地在扇形齿轮的弧上锉好齿牙。用0.5mm厚的铁皮照扇形弧度剪两条弧形铁片,片宽12mm,弧形铁片两头折成90度,使折起的两个小平面能可靠地碰上行程限位开关。在弧形铁片上打四个孔,用铆钉铆在扇形齿轮的两面。挂钟齿牙要正好插入扇形齿轮的齿牙里面,转动时要不夹齿,也不能脱落。

行程限位开关用两个小形微动开关,使用常闭接点,不触动时,接点是导通的。
整个零部件安装好后,可将伺服电机SD通电,作一下不同方向的转动试验,试验正常后,再与控制电路接通调整。有些调压器手柄转动不灵活,磨擦不均匀,炭刷接触不好,要事先修好才能安装运行。(朱存德)