目前，由于电子元件的微型化和高度集成化，电子设备已实现尺寸小、重量
轻、成本低且效率高而其功能和精确度日益提高。在上述电气控制设备或类似设
备的情况中，由于电力变换器的固有特性，要实现与其它电子设备类似的改进，
比较困难。最根本地，由于电气控制设备取代旧有控制设备的技术和由于在一晶
闸管相控系统或一开关系统中，因而在开关操作期间引起的其它电子设备中的电
磁干扰或在开关操作期间产生的谐波电流对电力公司的电力系统产生不利影响。
由于上述及其它原因，无法期望传统技术的较大改进。
作为传统电气调节器的控制系统，主要采用CVT系统、滑动系统、磁放大
器系统、分线开关系统、晶闸管相控系统和开关系统。电气控制设备的电气调节
器所需的主要性能包括高效率、高响应速度、较小的尺寸及较轻的重量，无电源
高次谐波，对负载功率因数没有限制，容易获得高精确度、高可靠性，低成本，
静止型，等等。
在滑动系统的情况中，由于其不属于静止型而是具有一滑动端，经常需要修
理，而且可靠性低。另外，在获得高效率、高响应速度、较小尺寸、较轻重量和
高精确度方面具有局限性。在CVT系统和磁放大器系统的情况中，由于其属于
静止型，虽然可靠性高，但其重量大，且因此在获得高效率、高响应速度、较小
尺寸、较轻重量和高精度方面具有局限性。在分线开关系统的情况中，开关周期
长，且控制分辨率低。而且，在实现高效率、较小尺寸和较轻重量方面具有局限
性。在晶闸管相控系统和开关系统的情况中，出现诸如由输出电压波形的畸变或
开关噪声的产生引起的电磁干扰和谐波电流的问题，以及例如不能用于低功率因
数负载的问题。而且，在实现高效率、高响应速度、较小尺寸、较轻重量和高精
确度方面存在局限性。
本发明用来消除传统的电气调节器的问题，因此本发明的一个目的是提供一
种取代诸如应用于传统电气调节器中的CVT系统、滑动系统、磁放大系统、分
线开关系统、晶闸管相控系统和开关系统的控制系统的新型电气调节器。
本发明的另一个目的是提供一种改进的静止型电气调节器，其具有电气控制
设备的电气调节器所需的性能，诸如高效率、高响应速度、较小尺寸、较轻重量、
无电源高次谐波，对负载功率因数没有限制，容易获得高精确度，高可靠性及低
成本。
在将交流电压从一特定值转换为另一值的情况中，众所周知最好使用一变压
器。变比是根据变压器的匝数比确定的。根据本发明，为了使电压可以以高性能
进行调节，在变压器的初级侧、次级侧或初、次级两侧设置多个线圈，并可以根
据诸如串联或并联的连接的任意组合来改变线圈的连接，由此能够连续地改变原
边和副边之间复合线圈的比例。
当通过数字领域中公知的二进制系统将多个线圈串联组合在一起时，组合数
为2n(n为线圈数)，结果可以以较少数目的线圈在更宽的范围内调节匝数比。
例如，4个线圈可实现16种组合，8个线圈可实现256种组合，而10个线
圈可实现1024种组合。
当由数目可变的线圈如此组成的数字变压器被用作一串联变压器系统的电压
调节器的串联变压器时，可提供一种具有更高性能的电压调节器，并可经微机通
过控制线圈比来实现非常灵活的控制。
根据下面结合附图的描述，本发明的上述及其它特点将更加明显。
现在，将参考附图对本发明的优选实施例进行更详细的描述。
图1为根据本发明一实施例的一个具有6个初级线圈的电气调节器的主电路
的方框图。如图1所示，该主电路包括提供初级侧输入电压的一交流电源1；具
有一次级线圈37和对该次级线圈37的匝数比分别为1，2，4，8，16和
32的多个初级线圈31，32，33，34，35和36的一变压器3；和一
线圈转换操作部分2，它通过多个开关21，22，23，24，25，26，
27，28，29，210，211和212来改变多个初级线圈31至36的
组合，以使复合线圈的数目可调而结果是对次级线圈的匝数比可以数字的、连续
地调节。
由于随着线圈转换操作部分2的操作可以使对次级线圈的匝数比(a1)从
1至63数字地、连续地调节，输出电压E2由E1/a1表示，其有E1是一
输入电压，于是能够调节一电压。即使初级线圈31至36与次级线圈37的匝
数比并不是分别为1，2，4，8，16和32，可以根据目的来任意确定。同
样，也可根据目的任意确定初级线圈的数目，如是两个或多个另外，可以在每个
初线线圈或次级线圈上设置一抽头以便提供更复杂的调节功能。或者，可以提供
多个独立的变压器来取代变压器3，以便按照与上述相同的方式进行连接以获得
同样的功能。
图2是根据本发明一实施例的具有6个次级线圈的一电气调节器的主电路方
框图。如图2所示，该主电路包括提供一初级侧输入电压的交流电源1；具有一
初级线圈47和对该初级线圈47的匝数比分别为0.01、0.02、0.0
4、0.08、0.16和0.32的多个次级线圈41、42、43、44、
45和46的变压器4；和一线圈转换操作部分5，它通过多个开关51，52，
53，54，55，56，57，58，59，510，511和512来改变
多个次级线圈41至46的组合，以使复合线圈的数目可调，而结果是对初级线
圈的匝数比可以数字地、连续地调节。
由于随着线圈转换操作部5的操作可以使对初级线圈的匝数比(a2)从0.
01至0.63数字地、连续地调节，输出电压E2由E1×a2来表示，其中
E1为一输入电压，于是能够以E1×0.01的分辨率来调节一电压。即使次
级线圈41至46与初级线圈47之间的匝数比并不是分别为0.01、0.0
2、0.04、0.08、0.16和0.32，可以根据目的来任意确定。同
样，可根据目的任意确定次级线圈的数目如是两个或多个。另外，可以在每个次
级线圈或初级线圈上设置一抽头，以便提供更复杂的调节功能。或者，可以提供
多个独立的变压取代变压器4，以便按照与上述相同的方式进行连接以获得同样
的功能。
图3是根据本发明又一实施例的具有6个初级线圈和6个次级线圈的一电气
调节器的主电路方框图。如图3所示，该主电路包括提供一初级侧输入电压的一
交流电源1；具有对具有最小匝数的次级线圈67的匝数比分别为1，2，4，
8，16和32的初级线圈61，62，63，64，65和66，和对具有最
小匝数的初级线圈61的匝数比分别为0.01、0.02、0.04、0.0
8、0.16和0.32的次级线圈67，68，69，610，611，61
2的一变压器6；一线圈转换操作部分7，它通过多个开关71，72，73，
74，75，76，77，78，79，710，711和712来改变多个初
级线圈61至66的组合，以使复合线圈的数目可变，而结果是对次级线圈的匝
数比可以数字地、连续地调节；和一线圈转换操作部分8，它通过多个开关81，
82，83，84，85，86，87，88，89，810，811和812
来改变多个次级线圈67至69、610、611和612的组合，以使复合线
圈的数目可变，而结果是对初线线圈的匝数比可以数字地、连续地调节。
由于随着线圈转换操作部分7的操作可以使对次级线圈的匝数比(a1)从
1至63数字地、连续地变化，并且随着线圈转换操作部分8的操作可以使对初
级线圈的匝数比(a2)从0.01至0.63数字地、连续地变化，输出电压
E2由E1×a2/a1来表示，其中E是输入电压于是能够在一比较宽的范围
内或比较精确地调节一电压。初级线圈以及次级线圈的匝数比的组合可以根据目
的任意确定。同样，可以根据目的分别确定初级和次级线圈的数目，如是两个或
更多。另外，可以在每个初级和次级线圈上设置一抽头，以便提供更复杂的调节
功能。或者，可以提供多个独立的变压器来代替变压器6，以便按照与上述相同
的方式进行连接以获得同样的功能。
在任一实施例中，如果通过监视输出电压来自动操作线圈转换操作部分，可
将该电气调节器制成一恒压调节器。同样，如果通过监视输出电流来自动操作线
圈转换操作部分，可将该电气调节器制成一恒流调节器。
而且，初级侧输入电压E1可以是诸如传感信号、检测信号或控制信号的各
种交流电压/电流信号而不是一交流电源，在这种情况下，它可作为一信号转换
器。
如上所述，本发明的电气调节器适用于稳定电源设备、电动机控制设备、功
率控制设备，和各种电源设备，等等，由此实现巨大的进步，诸如高效率、高响
应速度、较小尺寸和较轻的重量，无电源高次谐波，对负载功率因数没有限制，
以及高精确度、高可靠性及低成本，于是从工业领域的各种角度来看，提供了经
济效果。
以上对本发明优选实施例的描述是为了说明和描述。并不打算穷举或把本发
明限制在所公开的具体形式上，可根据上文讲授或在对本发明的实施中作出变动
和修改。选择并描述该实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，以使本领
域的技术人员能在各种具体场合应用本发明，并作出适合于预期的具体应用的各
种修改。本发明的范围由所附权利要求及其等效权利要求来定义。