專利名稱：三相獨(dú)立調(diào)節(jié)的高效節(jié)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力設(shè)施領(lǐng)域，涉及一種節(jié)電系統(tǒng)，具體涉及一種三相獨(dú)立調(diào)節(jié)的高效節(jié)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，市場上常見的節(jié)約電能設(shè)備主要是三相自藕變壓器式。存在如下的缺陷三相自藕變壓器式電壓輸出端有幾組抽頭，選擇一組三相中電壓較低的一相作固定降壓控制，不能調(diào)節(jié)。在用電高峰期時(shí)電壓降到不穩(wěn)定區(qū)，會(huì)造成燈光閃滅；在用電低峰期時(shí)節(jié)約電能不到位。對于三相電壓不平衡的情況，節(jié)電率就更低。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的節(jié)電設(shè)備的諸多缺陷，本實(shí)用新型提供一種三相獨(dú)立調(diào)節(jié)的高效節(jié)電系統(tǒng)，采用閉環(huán)控制原理，將主回路輸出的每相中每個(gè)線路上的負(fù)載電壓均經(jīng)過采樣作為反饋，并和預(yù)先設(shè)置的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)每相變壓器組中的變壓器接入主回路的數(shù)目，從而實(shí)現(xiàn)對主回路電源進(jìn)行全自動(dòng)動(dòng)態(tài)跟蹤，實(shí)現(xiàn)帶載連續(xù)調(diào)節(jié)的目的，從用電高峰期到用電低峰期始終輸出穩(wěn)定的最優(yōu)電源，實(shí)現(xiàn)高效控制和節(jié)約電能的效果。具體來講，本實(shí)用新型所提供的一種三相獨(dú)立調(diào)節(jié)的高效節(jié)電系統(tǒng)，包括主回路、控制電路和接觸器驅(qū)動(dòng)電路。所述主回路包括變壓器組(節(jié)能線圈組)、輸入/輸出開關(guān)，所述變壓器組可設(shè)置在單相回路中，也可設(shè)置在任兩相回路中，也可在三相中均設(shè)置；為確保主回路的安全，可設(shè)置一旁路開關(guān)，與主回路并聯(lián)；所述主回路的輸入電壓是供電電壓，輸出電壓為負(fù)載電壓，所述各相變壓器組包含一個(gè)或n個(gè)串聯(lián)的變壓器，其中，n大于等于2 ;所述變壓器組初級側(cè)額定電壓為220V，次級側(cè)額定電壓可依次成等比數(shù)列。所述控制電路接在所述的各相變壓器組初級側(cè)上，每一控制電路包含交流接觸器組，每個(gè)交流接觸器組包含2個(gè)交流接觸器，用于控制所在相變壓器組接入主回路的變壓器數(shù)目；所述接觸器驅(qū)動(dòng)電路與控制電路和主回路的輸出端及主回路中各相變壓器的初級側(cè)連接；接觸器驅(qū)動(dòng)電路將主回路輸出的負(fù)載電壓作為反饋電壓，和接觸器驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)預(yù)先設(shè)置的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)所述控制電路中的交流接觸器組，進(jìn)而調(diào)節(jié)主回路中變壓器組對應(yīng)相的接入或斷開，以及每相變壓器組中的變壓器接入主回路的數(shù)目。所述接觸器驅(qū)動(dòng)電路包括與主回路中各相變壓器的初級側(cè)連接的電腦板電源，將供電回路提供的輸入電壓作為接觸器驅(qū)動(dòng)電路的工作電壓；與主回路每相輸出端連接的采樣變送器，采集主回路輸出的負(fù)載電壓；基準(zhǔn)設(shè)置電路，為單片機(jī)控制電路提供基準(zhǔn)電壓信號；單片機(jī)控制電路，與電腦板電源、基準(zhǔn)設(shè)置電路、采樣變送器和繼電氣組連接，用于比較反饋電壓值(即主回路的負(fù)載電壓值)和基準(zhǔn)電壓信號，產(chǎn)生控制繼電器組的編碼序列，對應(yīng)接入接觸器驅(qū)動(dòng)電路的繼電器組的個(gè)數(shù)和位置；繼電器組，每個(gè)繼電器組包含2個(gè)繼電器，分別用于控制驅(qū)動(dòng)控制電路內(nèi)的2個(gè)交流接觸器。本實(shí)用新型的一種三相獨(dú)立調(diào)節(jié)的高效節(jié)電系統(tǒng)，每相采用閉環(huán)控制回路對供電主回路上的負(fù)載電壓進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，本節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的電路邏輯結(jié)構(gòu)如圖I所示，其工作流程包括步驟I)設(shè)定基準(zhǔn)電壓，送入接觸器驅(qū)動(dòng)電路的基準(zhǔn)設(shè)置電路作為與反饋電壓比對的基準(zhǔn)。2)接觸器驅(qū)動(dòng)電路的采樣變送器分別采樣每相供電主回路上輸出的負(fù)載電壓后送入接觸器驅(qū)動(dòng)電路的單片機(jī)控制電路，作為反饋電壓信號；3 )單片機(jī)控制電路對反饋電壓信號和基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較運(yùn)算，并根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)編碼序列；4)單片機(jī)控制電路依照編碼序列依次順序驅(qū)動(dòng)繼電器組、交流接觸器、各相中的變壓器組及變壓器組中單個(gè)變壓器的初級側(cè)，使變壓器初級側(cè)順序地投入工作或切除工作，從而改變單個(gè)或多個(gè)變壓器次級側(cè)所在的主回路的壓降及其負(fù)載輸出。其中，所述變壓器組包含3n個(gè)變壓器，各相變壓器組包含n個(gè)變壓器，且n大于等于I。屬于同一相的變壓器組中的各個(gè)變壓器的次級側(cè)額定電壓可單獨(dú)進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)采用控制電路對變壓器的次級側(cè)進(jìn)行控制時(shí)，為簡化編程，可將次級側(cè)依次設(shè)置成等比數(shù)列，從而提供每相2n種電壓降的組合。例如，當(dāng)n = 3時(shí)，即主回路中包含9個(gè)變壓器組成的變壓器組，各相變壓器組次極側(cè)的額定電壓分別為a、2a、4a，則每相三個(gè)變壓器所能提供的電壓的組合共有0、a、2a、3a、4a、5a、6a、7a八種。當(dāng)然，也可對次級側(cè)設(shè)置成其他值，本實(shí)用新型并不以此為限。當(dāng)三相電路輸入電壓值處于平衡狀態(tài)時(shí)，可根據(jù)情況讓變壓器無差比輸出；當(dāng)三相電路輸入電壓值不平衡時(shí)，根據(jù)輸入電壓值的情況確定工作的變壓器，使其所在相升壓或降壓，從而確保輸出三相平衡的電壓。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型提供的三相獨(dú)立調(diào)節(jié)高效節(jié)電系統(tǒng)的主回路只包含變壓器組，不含任何電子器件，執(zhí)行元器件采用變壓器(節(jié)能線圈)，屬于電感性元器件，不會(huì)對電網(wǎng)造成諧波干擾，對電網(wǎng)無危害。采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，可對電源進(jìn)行全自動(dòng)動(dòng)態(tài)跟蹤，實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，始終輸出穩(wěn)定的、最優(yōu)照明電壓?？煽啃愿撸忍岣吡嗽O(shè)備的使用壽命，又大大的提高了控制和節(jié)約電能的效率，尤其對照明系統(tǒng)的控制和節(jié)約效果最為顯著。
圖I是本實(shí)用新型的電路邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型用于三相單變壓器電路的原理圖；圖3是本實(shí)用新型用于三相雙變壓器電路的原理圖；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，通過優(yōu)選的實(shí)施例對本實(shí)用新型內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述，但不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。本實(shí)用新型可以適用于三相電路的單相回路，也可以適用于三相電路中兩相或三相電路的組合回路；可以適用于每相電路內(nèi)僅有一個(gè)變壓器的情況，也可以適用于每相電路內(nèi)有多個(gè)變壓器的情況。以下對三相單變壓器和三相雙變壓器電路的情況進(jìn)行詳細(xì)描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解其他情況。[0028]實(shí)施例一以三相單變壓器電路為例，如圖1、2所示，三相獨(dú)立調(diào)節(jié)的高效節(jié)電系統(tǒng)包括依次連接的主電路、控制電路和接觸器驅(qū)動(dòng)電路。主電路由接入電源相線的變壓器(節(jié)能線圈)組成，每一相的電源線與一個(gè)變壓器的次級側(cè)連接，為其輸入供電電壓，每一變壓器的初級側(cè)輸出所在相的負(fù)載電壓。變壓器由接在其初級側(cè)的控制電路進(jìn)行控制，控制電路包含2個(gè)交流接觸器，分別與變壓器初級側(cè)的兩端連接。交流接觸器由接觸器驅(qū)動(dòng)電路El控制，接觸器驅(qū)動(dòng)電路中包含2個(gè)繼電器，分別驅(qū)動(dòng)2個(gè)交流接觸器；單片機(jī)控制電路，用于比較反饋電壓值和單片機(jī)中產(chǎn)生控制繼電器組的編碼序列；與單片機(jī)控制電路相連接的基準(zhǔn)設(shè)置電路，為單片機(jī)控制電路提供基準(zhǔn)電壓信號;采樣變送器，分別與主回路輸出端及單片機(jī)控制電路連接，用于將主回路輸出的負(fù)載電壓作為反饋電壓反饋給單片機(jī)；電腦板電源，與電網(wǎng)輸入線連接，為接觸器驅(qū)動(dòng)電路提供工作電壓。接觸器驅(qū)動(dòng)電路采用電壓采樣閉環(huán)控制系統(tǒng)，將電網(wǎng)電壓與負(fù)載變化所反饋的信息傳送到驅(qū)動(dòng)電路并不斷與設(shè)定電壓值進(jìn)行比較，當(dāng)反饋電壓中的某相電壓低于基準(zhǔn)電壓時(shí)，單片機(jī)控制電路根據(jù)單片機(jī)中產(chǎn)生的編碼序列控制對應(yīng)相的繼電器工作，從而驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的交流接觸器閉合，使所在相的變壓器工作；當(dāng)反饋電壓高于基準(zhǔn)電壓時(shí)，單片機(jī)控制電路根據(jù)單片機(jī)中產(chǎn)生的編碼序列控制對應(yīng)相的繼電器斷開，從而驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的交流接觸器斷開，使所在相的變壓器停止工作。通過自動(dòng)改變主繞組上的電壓降，使負(fù)載電壓穩(wěn)定在設(shè)定值，控制輸出的電流電壓。其中，單個(gè)變壓器(節(jié)能線圈)初級側(cè)額定電壓為220V，次級側(cè)額定電壓分別為10V，可提供的電壓降共有0V、10V 二種。實(shí)施例二 根據(jù)實(shí)際工作的需要，每相主回路中可以設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的變壓器，彼此串聯(lián)。本實(shí)用新型僅以圖3為例進(jìn)行說明，但本實(shí)用新型并不以此為限。與實(shí)施例一不同的是，每相主回路中設(shè)置有兩個(gè)串聯(lián)的變壓器，形成變壓器組。當(dāng)反饋電壓中的某相電壓低于基準(zhǔn)電壓時(shí)，單片機(jī)控制電路根據(jù)單片機(jī)中產(chǎn)生的編碼序列控制對應(yīng)相的繼電器工作，從而驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的交流接觸器閉合，增加所在相工作的變壓器數(shù)量，使輸出的負(fù)載電壓升高；當(dāng)反饋電壓高于基準(zhǔn)電壓時(shí)，單片機(jī)控制電路根據(jù)單片機(jī)中產(chǎn)生的編碼序列控制對應(yīng)相的繼電器斷開，從而驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的交流接觸器斷開，減少所在相工作的變壓器數(shù)量，使輸出的負(fù)載電壓降低。通過自動(dòng)改變主繞組上的電壓降，使負(fù)載電壓穩(wěn)定在設(shè)定值，控制輸出的電流電壓。根據(jù)實(shí)際情況，可以在每相中設(shè)置三個(gè)或更多的變壓器串聯(lián)，以滿足需要。以上僅為本實(shí)用新型的幾個(gè)典型實(shí)施例，為方便本領(lǐng)域內(nèi)人員的理解，但本實(shí)用新型并不以此為限。任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，故本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種三相獨(dú)立調(diào)節(jié)的節(jié)電系統(tǒng)，其特征在于，包括 一主回路，包括設(shè)置在任一相/兩相或三相中的變壓器組，其中各相變壓器組包括一個(gè)或至少兩個(gè)串聯(lián)的變壓器；所述主回路的輸出電壓為負(fù)載電壓； 一控制電路，接在所述各相變壓器組初級側(cè)，控制所在相變壓器組接入主回路的變壓器數(shù)目； 一接觸器驅(qū)動(dòng)電路，與控制電路和主回路的輸出端及主回路中各相變壓器的初級側(cè)連接；所述接觸器驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)預(yù)設(shè)一基準(zhǔn)電壓，通過將所述負(fù)載電壓與所述基準(zhǔn)電壓比較，來調(diào)節(jié)控制電路。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述任一相變壓器組中的各個(gè)變壓器的次級側(cè)額定電壓成等比數(shù)列設(shè)置。
3.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路包括交流接觸器組，每個(gè)交流接觸器組包含2個(gè)交流接觸器。
4.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接觸器驅(qū)動(dòng)電路包括 一電腦板電源，與主回路中各相變壓器的初級側(cè)連接； 一基準(zhǔn)設(shè)置電路，為單片機(jī)控制電路提供基準(zhǔn)電壓信號； 一采樣變送器，與主回路每相輸出端連接，采集所述負(fù)載電壓值； 一單片機(jī)控制電路，與電腦板電源、基準(zhǔn)設(shè)置電路、采樣變送器和繼電氣組連接，用于比較負(fù)載電壓值和基準(zhǔn)電壓信號，產(chǎn)生控制繼電器組的編碼序列，對應(yīng)接入接觸器驅(qū)動(dòng)電路的繼電器組的個(gè)數(shù)和位置；以及 一繼電氣組，控制交流接觸器。
5.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括一輸入開關(guān)和一輸出開關(guān)；所述主回路、控制電路和接觸器驅(qū)動(dòng)電路位于輸入開關(guān)和輸出開關(guān)之間。
6.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括一旁路開關(guān)，與輸入開關(guān)、輸出開關(guān)和主回路構(gòu)成的電路并聯(lián)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種三相獨(dú)立調(diào)節(jié)的高效節(jié)電系統(tǒng)，采用閉環(huán)控制原理，將主回路輸出的每相中每個(gè)線路上的負(fù)載電壓均經(jīng)過采樣作為反饋，并和預(yù)先設(shè)置的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)每相變壓器組中的變壓器接入主回路的數(shù)目，從而實(shí)現(xiàn)對主回路電源進(jìn)行全自動(dòng)動(dòng)態(tài)跟蹤，實(shí)現(xiàn)帶載連續(xù)調(diào)節(jié)的目的，從用電高峰期到用電低峰期始終輸出穩(wěn)定的最優(yōu)電源，實(shí)現(xiàn)高效控制和節(jié)約電能的效果。
文檔編號G05F1/14GK202815643SQ20122049733
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者李有華 申請人:北京威英智通技術(shù)發(fā)展有限公司