專利名稱：無斷點運行節(jié)電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)電裝置，尤其涉及一種適合于交流低壓電網380V或220V供電系統(tǒng)中使用的節(jié)電裝置。
背景技術：
降低能源消耗是我國的基本國策，“十二五”中國仍處于工業(yè)化加速發(fā)展階段，能源資源和環(huán)境約束更趨強化，工業(yè)轉型升級和綠色發(fā)展的任務繁重，各行業(yè)節(jié)能的任務比 “十一五”更重。為此，深入貫徹落實科學發(fā)展觀，堅持降低能源消耗強度、推動技術進步、強化工程措施、大幅度提高能源利用效率，推進節(jié)能減排工作格局，確保實現“十二五”節(jié)能減排約束性目標，加快建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會是我國政府對“十二五”期間提出的節(jié)能減排總體要求。并在《國務院節(jié)能減排綜合性工作方案》中做出了“十二五”期間能耗下降的主要目標“到2015年，全國萬元國內生產總值能耗下降到0. 869噸標準煤(按2005 年價格計算)，比2010年的1. 034噸標準煤下降16%，比2005年的1. 276噸標準煤下降32% ； “十二五”期間，實現節(jié)約能源6. 7億噸標準煤。2015年，全國化學需氧量和二氧化硫排放總量分別控制在2347. 6萬噸、2086. 4萬噸，比2010年的2551. 7萬噸、2洸7. 8萬噸分別下降 8% ；全國氨氮和氮氧化物排放總量分別控制在238. 0萬噸、2046. 2萬噸，比2010年的沈4. 4 萬噸、2273. 6萬噸分別下降10%?！庇纱丝梢?，“十二五”時期節(jié)能減排形勢仍然十分嚴峻，任務十分艱巨。電力是國民經濟發(fā)展的基礎資源，節(jié)能減排的重要內容之一就是節(jié)約電力資源， 也就是節(jié)電。大家知道，我國的電力生產主要是靠火力來發(fā)電，而火力發(fā)電的原料主要是煤，它是一種不可再生的能源。因此，節(jié)約電力資源就意味著節(jié)約大量的煤炭，降低二氧化碳的排放量，減輕對生態(tài)環(huán)境的損害。目前電力系統(tǒng)中使用多種節(jié)電裝置，這些節(jié)電裝置大都是通過電路切換來實現節(jié)電運行及旁路運行的，在電路切換過程中，對負載的電源會產生瞬時斷開現象，從而形成電路斷點切換，電路切換瞬間還會產生的沖擊電壓和電流以及自感電勢，會對供電系統(tǒng)產生電磁干擾和不良影響。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種在交流低壓電網380V或220V供電系統(tǒng)中能夠改善供電品質、優(yōu)化供電參數，穩(wěn)定供電電壓和電流，抑制浪涌電流和諧波、提高功率因數、保護用電設備，可以延長設備使用壽命，減少不必要的有功輸出的無斷點運行節(jié)電裝置。為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是無斷點運行節(jié)電裝置，包括連接在供電線路相線端與用電負載相線端的節(jié)電電路，連接在供電線路相線端與用電負載相線端的旁路電路，所述節(jié)電電路連接有節(jié)電控制電路和過流保護控制電路，所述節(jié)電電路包括電磁補償器，所述電磁補償器的主繞組的兩端分別與所述供電線路相線端和用電負載相線端連接，所述電磁補償器的輔助繞組的始端連接至供電線路相線端，所述輔助繞組設有至少一個抽頭，所述輔助繞組被所述抽頭分割成至少兩個相互串聯的輔助子繞組，所述輔助子繞組的尾端分別通過雙向晶間管連接至節(jié)電接觸器的常開觸頭，所述節(jié)電接觸器的常開觸頭連接至供電線路的零線；所述旁路電路包括連接在所述供電線路相線端與用電負載相線端的旁路接觸器常開觸頭；所述節(jié)電控制電路包括電連接在所述供電線路相線端用于采集電壓信號的電壓信號取樣電路，所述電壓信號取樣電路輸出端電連接有節(jié)電檔位控制電路，所述節(jié)電檔位控制電路電連接有用于雙向晶閘管的驅動電路；還包括電連接在所述供電線路輸入端的整流電路，所述整流電路輸出端電連接有為節(jié)電電路提供工作電源的直流穩(wěn)壓電路；所述整流電路還連接有電壓零點觸發(fā)電路，所述電壓零點觸發(fā)電路電連接所述節(jié)電檔位控制電路；所述過流保護控制電路包括安裝在供電線路相線端的電流互感器，所述電流互感器輸出端電連接有電流信號取樣電路，所述電流信號取樣電路輸出端電連接有過流信號判斷電路，所述過流信號判斷電路輸出端電連接有節(jié)電接觸器和旁路接觸器。作為一種優(yōu)選的技術方案，所述電壓零點觸發(fā)電路包括電連接在所述整流電路輸出端的電阻R31，所述電阻R31的輸出端分別電連接電阻R32和電容C4的輸入端及比較器 A4的電壓參考端，所述比較器A4的電壓輸入端通過電阻R33電連接所述直流穩(wěn)壓電路的輸出端，所述比較器A4的電壓輸入端還電連接二極管VDlO的正極，所述電阻R32和電容C4 的輸出端及二極管VDlO的負極分別與公共地端連接，比較器A4的電壓輸出端通過電阻R35 電連接三極管VT15的基極，所述三極管VT15的集電極通過電阻R34電連接所述直流穩(wěn)壓電路的輸出端，所述三極管VT15的發(fā)射極通過電阻R36與公共地端連接。作為一種優(yōu)選的技術方案，所述電流信號取樣電路包括電連接在所述電流互感器輸出端的變壓器TC，所述變壓器TC的輸出端并聯電連接有電阻R37和可調電阻RP3，所述可調電阻RP3的滑動觸點電連接二極管VD15的正極，所述二極管VD15的負極與電阻R38 串聯后電連接二極管VD16的負極和電阻R39的輸入端，所述電阻R39的輸出端連接電容C5 的正極和穩(wěn)壓二極管DW2的負極以及所述過流信號判斷電路，所述二極管VD16的負極、所述電容C5的負極和所述穩(wěn)壓二極管DW2的正極與公共地端相連。作為一種優(yōu)選的技術方案，所述過流信號判斷電路包括與所述穩(wěn)壓二極管DW2負極電連接的可調電阻RP4的輸入端，所述可調電阻RP4的滑動觸點電連接電阻R40的輸入端，所述可調電阻RP4的輸出端通過二極管VD17的負極與公共地端相連，所述電阻R40的輸出端電連接有集成電路IC3和電阻R43的輸入端，所述集成電路IC3還通過電阻R41電連接電阻R42的輸入端和所述二極管VD17的正極，所述電阻R42的輸出端電連接所述直流穩(wěn)壓電路的輸出端，所述電阻R43的輸出端分別與所述集成電路IC3和電阻R44、電阻R46、 電阻R47電連接，所述電阻R44的另一端連接電阻R45和電容C6的正極，所述電阻R45的另一端與三極管VT16的基極相連，所述電阻R46的另一端連接發(fā)光二極管LEDl的正極，所述電阻R47的另一端連接三極管VT17的基極，所述三極管VT16的發(fā)射極、所述電容C6的負極、所述發(fā)光二極管LEDl的負極、所述三極管VT17的發(fā)射極分別與公共地端相連，所述三極管VT16的集電極連接二極管VD18的正極和繼電器KA線圈的一端，所述三極管VT17 的集電極連接電阻R48的一端，所述電阻R48的另一端與蜂鳴器FM的負極相連，所述繼電器KA線圈的另一端、所述二極管VD18的負極、所述蜂鳴器FM的正極連接所述直流穩(wěn)壓電路的輸出端。
作為一種優(yōu)選的技術方案，所述節(jié)電接觸器KMl的線圈的輸入端通過所述繼電器 KA的常閉觸頭電連接在供電線路相線端，所述節(jié)電接觸器KMl的線圈的輸出端連接至供電線路的零線；所述節(jié)電接觸器KMl的線圈兩端并聯電連接有節(jié)電指示電路。作為一種優(yōu)選的技術方案，所述節(jié)電指示電路包括并聯在所述節(jié)電接觸器KMl的線圈輸入端的電阻R49，所述電阻R49通過節(jié)電發(fā)光二極管LED2電連接在所述節(jié)電接觸器 KMl的線圈的輸出端。作為一種優(yōu)選的技術方案，所述旁路接觸器KM2的線圈的輸入端通過所述繼電器 KA的常開觸頭電連接在供電線路相線端，所述旁路接觸器KM2的線圈的輸出端連接至供電線路的零線；所述旁路接觸器KM2的線圈兩端并聯電連接有旁路指示電路。作為一種優(yōu)選的技術方案，所述旁路指示電路包括并聯在所述旁路接觸器KM2的線圈輸入端的電阻R50，所述電阻R50通過旁路發(fā)光二極管LEDl電連接在所述旁路接觸器 KM2的線圈的輸出端。由于采用了上述技術方案，無斷點運行節(jié)電裝置，包括連接在供電線路相線端與用電負載相線端的節(jié)電電路，連接在供電線路相線端與用電負載相線端的旁路電路，所述節(jié)電電路連接有節(jié)電控制電路和過流保護控制電路，所述節(jié)電電路包括電磁補償器，所述電磁補償器的主繞組的兩端分別與所述供電線路相線端和用電負載相線端連接，所述電磁補償器的輔助繞組的始端連接至供電線路相線端，所述輔助繞組設有至少一個抽頭，所述輔助繞組被所述抽頭分割成至少兩個相互串聯的輔助子繞組，所述輔助子繞組的尾端分別通過雙向晶間管連接至節(jié)電接觸器的常開觸頭，所述節(jié)電接觸器的常開觸頭連接至供電線路的零線；所述旁路電路包括連接在所述供電線路相線端與用電負載相線端的旁路接觸器常開觸頭；所述節(jié)電控制電路包括電連接在所述供電線路相線端用于采集電壓信號的電壓信號取樣電路，所述電壓信號取樣電路輸出端電連接有節(jié)電檔位控制電路，所述節(jié)電檔位控制電路電連接有用于雙向晶閘管的驅動電路；還包括電連接在所述供電線路輸入端的整流電路，所述整流電路輸出端電連接有為節(jié)電電路提供工作電源的直流穩(wěn)壓電路；所述整流電路還連接有電壓零點觸發(fā)電路，所述電壓零點觸發(fā)電路電連接所述節(jié)電檔位控制電路；所述過流保護控制電路包括安裝在供電線路相線端的電流互感器，所述電流互感器輸出端電連接有電流信號取樣電路，所述電流信號取樣電路輸出端電連接有過流信號判斷電路，所述過流信號判斷電路通過繼電器的觸點控制所述節(jié)電接觸器和旁路接觸器；本發(fā)明的有益效果是在節(jié)電電路中設置的帶有抽頭的電磁補償器，可以在電網節(jié)電運行時通過節(jié)電控制電路的選擇實現節(jié)電檔位變換，電壓零點觸發(fā)電路利用整流電路和直流穩(wěn)壓電路輸出的雙半波直流信號檢測出電網電壓的零電位點，并發(fā)出高電位信號，通過驅動電路電磁補償器選擇節(jié)電檔位，實現電網無斷點節(jié)電運行轉換。另外通過電流互感器和電流信號取樣電路檢測電網電流信號，并通過過流信號判斷電路確定是否出現過電流，當判斷確定出現過電流時同時可以通過過流信號判斷電路實現節(jié)電電路與旁路電路之間的自動轉換。 本發(fā)明可以根據電網輸入電壓和用電負載變化所反饋的參數信息及時的調整供電線路，從而改變輸入電壓和電流，達到在不影響負載正常運行的前提下，控制和穩(wěn)定輸出電壓和電流，以優(yōu)化供電參數，限制多余的功率輸出，從而節(jié)省電能。另外，利用電壓零點觸發(fā)電路通過驅動電路觸發(fā)電磁補償器輔助子繞組的選擇，可抑制諧波的產生和減少沖擊電流的幅值，進一步降低電能的損失，對節(jié)能燈、電動設備此類的用電負載，可有效地抑制瞬變電壓及電流的沖擊，實現電路的無斷點節(jié)電轉換，從而延長用電設備的使用壽命。


圖1是本發(fā)明實施例的原理框圖； 圖2是本發(fā)明實施例的電氣原理11-節(jié)電電路電路；12-旁路電路；2-電壓信號取樣電路；3-節(jié)電檔位控制電路；4-驅動電路；5-電壓零點觸發(fā)電路；6-電流信號取樣電路；7-過流信號判斷電路；9-整流電路； 10-直流穩(wěn)壓電路。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，進一步闡述本發(fā)明。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本發(fā)明的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到， 在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。如圖1和圖2共同所示的無斷點運行節(jié)電裝置，包括連接在供電線路相線端與用電負載相線端的節(jié)電電路11，連接在供電線路相線端與用電負載相線端的旁路電路12，所述節(jié)電電路11連接有節(jié)電控制電路和過流保護控制電路，其中所述節(jié)電電路11包括電磁補償器TM，所述電磁補償器TM的主繞組的兩端分別與所述供電線路相線端和用電負載相線端連接，所述電磁補償器TM的輔助繞組的始端連接至供電線路相線端，所述輔助繞組設有至少一個抽頭，所述輔助繞組被所述抽頭分割成至少兩個相互串聯的輔助子繞組，本實施例中設置有四個抽頭，所述輔助繞組被四個所述抽頭分割成四個相互串聯的輔助子繞組，所述輔助子繞組的尾端分別通過雙向晶閘管連接至節(jié)電接觸器KMl的常開觸頭，四個雙向晶閘管依次編號為雙向晶閘管VT1、雙向晶閘管VT2、雙向晶閘管VT3和雙向晶閘管 VT4,所述節(jié)電接觸器KMl的常開觸頭連接至供電線路的零線，本實施例通過控制雙向晶閘管VT1、雙向晶閘管VT2、雙向晶閘管VT3和雙向晶閘管VT4的導通，間接控制串入供電電路中的輔助子繞組來實現選擇節(jié)電的檔位。而所述旁路電路12包括連接在所述供電線路相線端與用電負載相線端的旁路接觸器KM2的常開觸頭。當低壓電網電源正常工作時，節(jié)電接觸器KMl的常開觸頭閉合，將節(jié)電電路11連接入供電線路中，并通過節(jié)電控制電路的控制實現節(jié)電檔位的選擇及運行控制；當低壓電網電源出現過電流時，通過過流保護控制電路的將節(jié)電接觸器KMl的常開觸打開，同時將旁路接觸器KM2的常開觸頭閉合，使電網通過旁路電路12運行，在節(jié)電電路11運行及轉換過程中，電磁補償器TM的主繞組始終是電連接在供電線路相線端和用電負載相線端之間的，當轉換完之后低壓電網電源會通過旁路接觸器KM2的常開觸頭閉合的支路運行，從而甩開電磁補償器TM的主繞組支路，正是由于電磁補償器TM的主繞組的運行，使電網在節(jié)電電路11與旁路電路12的轉換過程中供給負載的電源不會產生有瞬時斷開現象，從而實現了節(jié)電和旁路無斷點運行的切換。所述節(jié)電控制電路包括電連接在所述供電線路相線端用于采集電壓信號的電壓信號取樣電路2，所述電壓信號取樣電路2輸出端電連接有節(jié)電檔位控制電路3，所述節(jié)電檔位控制電路3電連接有用于雙向晶閘管的驅動電路4 ；還包括電連接在所述供電線路輸入端的整流電路9，所述整流電路9輸出端電連接有為節(jié)電電路11提供工作電源的直流穩(wěn)壓電路10 ；所述整流電路9還連接有電壓零點觸發(fā)電路5，所述電壓零點觸發(fā)電路5電連接所述節(jié)電檔位控制電路3。本實施例中電壓信號取樣電路2包括正極端電連接在低壓電網電源相線上的二極管VD1，與二極管VDl串聯的電阻R1，與電阻Rl的另一端相連的可調電阻RPl和二極管 VD2的負極，可調電阻PRl的另一端連接穩(wěn)壓二極管DWl的負極、電容Cl的正極和節(jié)電檔位控制電路3輸入端即電阻R1、電阻R5的一端，二極管VD2的正極、電容Cl和穩(wěn)壓二極管 Dffl的負極與公共地端相連。節(jié)電檔位控制電路3包括電連接在電壓信號取樣電路2輸出端即可調電阻PRl輸出端的分壓電阻R2、分壓電阻R3、分壓電阻R4，電連接在直流穩(wěn)壓電路10輸出端(+12V)的節(jié)電整定分壓電阻R8、可調電阻PR2，電連接在分壓電阻R2、分壓電阻R3、分壓電阻R4和節(jié)電整定電壓電阻R8、可調電阻PR2上的集成電路IC2(其中集成電路IC2由比較器Al、比較器A2、比較器A3、比較器A4組成)，電連接在集成電路IC2輸出端的邏輯門電路IC3，電連接在集成電路IC2輸出端的光電耦合器IC5、光電耦合器IC8，電連接在邏輯門電路IC4輸出端的光電耦合器IC6、光電耦合器IC7。集成電路IC2為集成電路LM324，集成電路IC2的 2#,5#,10#腳分別通過電阻R9、電阻R11、電阻R13電連接在電阻R8和可調電阻PR2之間， 集成電路IC2的3#腳通過電阻R5電連接在可調電阻PRl和電阻R2之間，集成電路IC2的 6#腳通過電阻R6電連接在電阻R2和電阻R3之間，集成電路IC2的9#腳通過電阻R7電連接在電阻R3和電阻R4之間，由集成電路IC2中的比較器A4為核心所組成的電壓零點觸發(fā)電路5的12#腳通過電阻R33電連接在直流穩(wěn)壓電路10輸出端上，比較器A4的13#腳通過電阻R31電連接在整流電路9輸出端上。邏輯門電路IC4為集成電路⑶4011，邏輯門電路IC4的1#腳電連接在集成電路IC2的1#腳上，邏輯門電路IC4的3#腳與自身的5#、 6#腳連接，邏輯門電路IC4的8#、9#腳通過短接后與集成電路IC2的7#腳連接，邏輯門電路IC4的10#腳與自身的12#連接，邏輯門電路IC4的13#腳通過串聯的二極管VD9和電阻R14與集成電路IC2的10#腳連接，通過二極管VD9與集成電路IC2的8#腳連接，光電耦合器IC5、IC6、IC7、IC8都是集成電路TLP509，光電耦合器IC5的1#腳通過電阻R20電連接在直流穩(wěn)壓電路10輸出端上，光電耦合器IC5的2#腳電連接在集成電路IC2的1#腳上，光電耦合器IC6的1#腳通過電阻R21電連接在邏輯門電路IC4的4#腳上，光電耦合器 IC7的姊腳電連接在邏輯門電路IC4的14#腳上，光電耦合器IC7的1#腳電連接在光電耦合器IC5的1#腳上，光電耦合器IC8的2#腳電連接在集成電路IC2的8#腳上，光電耦合器IC8的1#腳電連接在光電耦合器IC5的1#腳上，光電耦合器IC5、IC6、IC7、IC8的5# 腳分別電連接在電壓零點觸發(fā)電路5的輸出端上。驅動電路4包括基極電連接在邏輯門電路IC4輸出端上的三極管VT5，基極電連接在光電耦合器IC6輸出端上的三極管VT6，基極電連接在光電耦合器IC7輸出端上的三極管 VT7，基極電連接在光電耦合器IC8輸出端上的三極管VT8，正極端電連接在三極管VT5發(fā)射級上的二極管VDl 1，正極端電連接在三極管VT6發(fā)射極上的二極管VD12，正極端電連接在三極管VT7發(fā)射極上的二極管VD13，正極端電連接在三極管VT8發(fā)射極上的二極管VD14， 三極管VT5、三極管VT6、三極管VT7、三極管VT8的集電極分別通過電阻R30電連接在直流穩(wěn)壓電路10輸出端上，二極管VD11、二極管VD12、二極管VD13、二極管VD14的負極端分別與雙向晶閘管VT1、VT2、VT3和VT4的控制端Gl G4連接。
所述電壓零點觸發(fā)電路5包括電連接在所述整流電路9輸出端的電阻R31，所述電阻R31的輸出端分別電連接電阻R32和電容C4的輸入端及比較器A4的電壓參考端，所述比較器A4的電壓輸入端通過電阻R33電連接所述直流穩(wěn)壓電路10的輸出端，所述比較器A4的電壓輸入端還電連接二極管VDlO的正極，所述電阻R32和電容C4的輸出端及二極管VDlO的負極分別與公共地端連接，比較器A4的電壓輸出端通過電阻R35電連接三極管 VT15的基極，所述三極管VT15的集電極通過電阻R34電連接所述直流穩(wěn)壓電路的輸出端， 所述三極管VT15的發(fā)射極通過電阻R36與公共地端連接。整流電路9包括電連接在低壓電網電源上的變壓器TB，電連接在變壓器TB次級繞組上的橋式整流電路即二極管D3、二極管D4、二極管D5和二極管D6組成的電路上。直流穩(wěn)壓電路10包括正極電連接在整流電路9輸出端的二極管D7，電連接在二級管D7上的穩(wěn)壓集成模塊IC1。穩(wěn)壓集成模塊ICl為LM7812集成穩(wěn)壓塊，在穩(wěn)壓集成模塊 ICl兩端分別電連接有電容C2和電容C3。所述節(jié)電控制電路中的電壓信號取樣電路2、節(jié)電檔位控制電路3、驅動電路4、整流電路9和直流穩(wěn)壓電路10這幾個電路模塊的工作原理為本技術領域普通技術人員所熟知的內容，在這里不再贅述。在所述節(jié)電控制電路中，電壓零點觸發(fā)電路5可以有效地防止雙向晶閘管TVl TV4在接通或斷開電磁補償器TM的輔助子繞組的抽頭位置時，產生的沖擊電壓和瞬時電流以及自感電勢所造成的高電壓對供電系統(tǒng)的電磁干擾和不良影響，主要采用了本部分電路利用電壓零觸發(fā)控制來電路通斷的工作方式，其工作原理如下
通過整流電路9的整流工作，在整流電路9的輸出端會輸出一個脈動的雙半波直流信號，通過這個雙半波直流信號便可測出低壓電網電源的電壓零電位點，從而使電磁補償器 TM輔助繞組工作在交流電壓的零電位點，同時整流電路9將雙半波直流信號傳送給零電壓觸發(fā)控制電路5，通過零電壓觸發(fā)控制電路5中的比較器A4，從而準確的捕捉到每個電壓波形的零點電位，當電網處于零點電位時，零電壓觸發(fā)控制電路5的輸出端(即VT15導通)發(fā)出高電位信號，并通過驅動電路4對雙向晶閘管觸發(fā)極Gl G4的控制，從而實現雙向晶閘管TVl TV4的通斷控制，實現節(jié)電檔位的轉換；若不在零電位點，則不允許雙向晶閘管 TVl TV4進行通斷切換。所述過流保護控制電路包括安裝在供電線路相線端的電流互感器TA，所述電流互感器TA輸出端電連接有電流信號取樣電路6，所述電流信號取樣電路輸出端電連接有過流信號判斷電路7，所述過流信號判斷電路通過繼電器的觸點控制所述節(jié)電接觸器KMl和旁路接觸器KM2。所述電流信號取樣電路6包括電連接在所述電流互感器TA輸出端的變壓器TC， 所述變壓器TC的輸出端并聯電連接有電阻R37和可調電阻RP3，所述可調電阻RP3的滑動觸點電連接二極管VD15的正極，所述二極管VD15的負極與電阻R38串聯后電連接二極管 VD16的負極和電阻R39的輸入端，所述電阻R39的輸出端連接電容C5的正極和穩(wěn)壓二極管 DW2的負極以及所述過流信號判斷電路7，所述二極管VD16的負極、所述電容C5的負極和所述穩(wěn)壓二極管DW2的正極與公共地端相連。所述過流信號判斷電路7包括與所述穩(wěn)壓二極管DW2負極電連接的可調電阻RP4 的輸入端，所述可調電阻RP4的滑動觸點電連接電阻R40的輸入端，所述可調電阻RP4的輸出端通過二極管VD17的負極與公共地端相連，所述電阻R40的輸出端電連接有集成電路 IC3和電阻R43的輸入端，所述集成電路IC3還通過電阻R41電連接電阻R42的輸入端和所述二極管VD17的正極，所述電阻R42的輸出端電連接所述直流穩(wěn)壓電路的輸出端，所述電阻R43的輸出端分別與所述集成電路IC3和電阻R44、電阻R46、電阻R47電連接，所述電阻 R44的另一端連接電阻R45和電容C6的正極，所述電阻R45的另一端與三極管VT16的基極相連，所述電阻R46的另一端連接發(fā)光二極管LEDl的正極，所述電阻R47的另一端連接三極管VT17的基極，所述三極管VT16的發(fā)射極、所述電容C6的負極、所述發(fā)光二極管LEDl的負極、所述三極管VT17的發(fā)射極分別與公共地端相連，所述三極管VT16的集電極連接二極管VD18的正極和繼電器KA線圈的一端，所述三極管VT17的集電極連接電阻R48的一端， 所述電阻R48的另一端與蜂鳴器FM的負極相連，所述繼電器KA線圈的另一端、所述二極管 VD18的負極、所述蜂鳴器FM的正極連接所述直流穩(wěn)壓電路10的輸出端。所述節(jié)電接觸器KMl的線圈的輸入端通過所述繼電器KA的常閉觸頭電連接在供電線路相線端，所述節(jié)電接觸器KMl的線圈的輸出端連接至供電線路的零線；所述節(jié)電接觸器KMl的線圈兩端并聯電連接有節(jié)電指示電路，所述節(jié)電指示電路包括并聯在所述節(jié)電接觸器KMl的線圈輸入端的電阻R49，所述電阻R49通過節(jié)電發(fā)光二極管LED2電連接在所述節(jié)電接觸器KMl的線圈的輸出端。當節(jié)電發(fā)光二極管LED2亮時，說明電網正在節(jié)電運行。所述旁路接觸器KM2的線圈的輸入端通過所 述繼電器KA的常開觸頭電連接在供電線路相線端，所述旁路接觸器KM2的線圈的輸出端連接至供電線路的零線；所述旁路接觸器KM2的線圈兩端并聯電連接有旁路指示電路。所述旁路指示電路包括并聯在所述旁路接觸器KM2的線圈輸入端的電阻R50，所述電阻R50通過旁路發(fā)光二極管LEDl電連接在所述旁路接觸器KM2的線圈的輸出端，當旁路發(fā)光二極管LEDl亮時，說明電網正在旁路運行。所述過流保護控制電路的工作原理為通過電流互感器TA與電流信號取樣電路6 的配合使用，實現電網電流的取樣；過流信號判斷電路7將取樣電流進行判斷，確定取樣電流是否處于過電流狀態(tài)，當確定電網電流超過了處于運行中的節(jié)電電路11的工作電流額定值時，集成電路IC3中的比較器A5的14#腳輸出高電平，三極管VT17導通，蜂鳴器FM發(fā)出報警，經過整定延時電阻R44和電容C6的延時，若節(jié)電回路11仍處于過電流狀態(tài)，則三極管VT6導通，繼電器KA線圈獲電，繼電器KA的常閉觸頭動作，將節(jié)電接觸器KMl斷電，斷開節(jié)電接觸器KMl的常開觸頭，使電磁補償器TM的輔助繞組通電回路斷開，同時旁路接觸器KM2獲電，旁路接觸器KM2的常開觸頭閉合，在旁路接觸器KM2觸頭未閉合前，低壓電網電源通過電磁補償器TM的主繞組保持給負載供電，避免給負載帶來電源瞬時斷開的弊端， 隨即低壓電網電源通過旁路接觸器KM2的常開觸頭向負載供電，使低壓電網電源處于旁路運行狀態(tài)；經檢測當低壓電網電源電流下降到節(jié)電電路11的工作電流額定值時以下時，低壓電網電源又會自動回到節(jié)電運行狀態(tài)。本發(fā)明在使用時，需要在三相電源上分別連接三個此裝置即可組成三相節(jié)電裝置，用于三相負載的節(jié)電，能夠改善供電品質、優(yōu)化供電參數，穩(wěn)定供電電壓和電流，抑制浪涌電流和諧波、提高功率因數、保護用電設備，可以延長設備使用壽命。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入 要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.無斷點運行節(jié)電裝置，包括連接在供電線路相線端與用電負載相線端的節(jié)電電路， 連接在供電線路相線端與用電負載相線端的旁路電路，所述節(jié)電電路連接有節(jié)電控制電路和過流保護控制電路，其特征在于所述節(jié)電電路包括電磁補償器，所述電磁補償器的主繞組的兩端分別與所述供電線路相線端和用電負載相線端連接，所述電磁補償器的輔助繞組的始端連接至供電線路相線端，所述輔助繞組設有至少一個抽頭，所述輔助繞組被所述抽頭分割成至少兩個相互串聯的輔助子繞組，所述輔助子繞組的尾端分別通過雙向晶閘管連接至節(jié)電接觸器的常開觸頭，所述節(jié)電接觸器的常開觸頭連接至供電線路的零線；所述旁路電路包括連接在所述供電線路相線端與用電負載相線端的旁路接觸器常開觸頭；所述節(jié)電控制電路包括電連接在所述供電線路相線端用于采集電壓信號的電壓信號取樣電路，所述電壓信號取樣電路輸出端電連接有節(jié)電檔位控制電路，所述節(jié)電檔位控制電路電連接有用于雙向晶閘管的驅動電路；還包括電連接在所述供電線路輸入端的整流電路，所述整流電路輸出端電連接有為節(jié)電電路提供工作電源的直流穩(wěn)壓電路；所述整流電路還連接有電壓零點觸發(fā)電路，所述電壓零點觸發(fā)電路電連接所述節(jié)電檔位控制電路；所述過流保護控制電路包括安裝在供電線路相線端的電流互感器，所述電流互感器輸出端電連接有電流信號取樣電路，所述電流信號取樣電路輸出端電連接有過流信號判斷電路，所述過流信號判斷電路輸出端電連接有節(jié)電接觸器和旁路接觸器。
2.如權利要求1所述的無斷點運行節(jié)電裝置，其特征在于所述電壓零點觸發(fā)電路包括電連接在所述整流電路輸出端的電阻(R31)，所述電阻(R31)的輸出端分別電連接電阻 (R32)和電容(C4)的輸入端及比較器(A4)的電壓參考端，所述比較器(A4)的電壓輸入端通過電阻(R33)電連接所述直流穩(wěn)壓電路的輸出端，所述比較器(A4)的電壓輸入端還電連接二極管(VDlO)的正極，所述電阻(R32)和電容(C4)的輸出端及二極管(VDlO)的負極分別與公共地端連接，比較器(A4)的電壓輸出端通過電阻(R35)電連接三極管(VT15)的基極， 所述三極管(VT15)的集電極通過電阻(R34)電連接所述直流穩(wěn)壓電路的輸出端，所述三極管(VT15)的發(fā)射極通過電阻(R36)與公共地端連接。
3.如權利要求1或2所述的無斷點運行節(jié)電裝置，其特征在于所述電流信號取樣電路包括電連接在所述電流互感器輸出端的變壓器(TC)，所述變壓器(TC)的輸出端并聯電連接有電阻(R37)和可調電阻(RP3)，所述可調電阻(RP3)的滑動觸點電連接二極管(VD15) 的正極，所述二極管(VD15)的負極與電阻(R38)串聯后電連接二極管(VD16)的負極和電阻 (R39)的輸入端，所述電阻(R39)的輸出端連接電容(C5)的正極和穩(wěn)壓二極管(DW2)的負極以及所述過流信號判斷電路，所述二極管(VD16)的負極、所述電容(C5)的負極和所述穩(wěn)壓二極管(DW2)的正極與公共地端相連。
4.如權利要求3所述的無斷點運行節(jié)電裝置，其特征在于所述過流信號判斷電路包括與所述穩(wěn)壓二極管(DW2)負極電連接的可調電阻(RP4)的輸入端，所述可調電阻(RP4) 的滑動觸點電連接電阻(R40)的輸入端，所述可調電阻(RP4)的輸出端通過二極管(VD17) 的負極與公共地端相連，所述電阻(R40)的輸出端電連接有集成電路(IC3)和電阻(R43) 的輸入端，所述集成電路(IC3)還通過電阻(R41)電連接電阻(R42)的輸入端和所述二極管(VD17)的正極，所述電阻(R42)的輸出端電連接所述直流穩(wěn)壓電路的輸出端，所述電阻(R43)的輸出端分別與所述集成電路(IC3)和電阻(R44)、電阻(R46)、電阻(R47)電連接，所述電阻(R44)的另一端連接電阻(R45)和電容(C6)的正極，所述電阻(R45)的另一端與三極管(VT16)的基極相連，所述電阻(R46)的另一端連接發(fā)光二極管(LEDl)的正極，所述電阻 (R47)的另一端連接三極管(VT17)的基極，所述三極管(VT16)的發(fā)射極、所述電容(C6)的負極、所述發(fā)光二極管(LEDl)的負極、所述三極管(VT17)的發(fā)射極分別與公共地端相連， 所述三極管(VT16)的集電極連接二極管(VD18)的正極和繼電器(KA)線圈的一端，所述三極管(VT17)的集電極連接電阻(R48)的一端，所述電阻(R48)的另一端與蜂鳴器(FM)的負極相連，所述繼電器(KA)線圈的另一端、所述二極管(VD18)的負極、所述蜂鳴器(FM)的正極連接所述直流穩(wěn)壓電路的輸出端。
5.如權利要求4所述的無斷點運行節(jié)電裝置，其特征在于所述節(jié)電接觸器(KMl)的線圈的輸入端通過所述繼電器(KA)的常閉觸頭電連接在供電線路相線端，所述節(jié)電接觸器 (KMl)的線圈的輸出端連接至供電線路的零線；所述節(jié)電接觸器(KMl)的線圈兩端并聯電連接有節(jié)電指示電路。
6.如權利要求5所述的無斷點運行節(jié)電裝置，其特征在于所述節(jié)電指示電路包括并聯在所述節(jié)電接觸器(KMl)的線圈輸入端的電阻(R49)，所述電阻(R49)通過節(jié)電發(fā)光二極管(LED2)電連接在所述節(jié)電接觸器(KMl)的線圈的輸出端。
7.如權利要求4所述的無斷點運行節(jié)電裝置，其特征在于所述旁路接觸器(KM2)的線圈的輸入端通過所述繼電器(KA)的常開觸頭電連接在供電線路相線端，所述旁路接觸器 (KM2)的線圈的輸出端連接至供電線路的零線；所述旁路接觸器(KM2)的線圈兩端并聯電連接有旁路指示電路。
8.如權利要求7所述的無斷點運行節(jié)電裝置，其特征在于所述旁路指示電路包括并聯在所述旁路接觸器(KM2 )的線圈輸入端的電阻(R50 )，所述電阻(R50 )通過旁路發(fā)光二極管(LEDl)電連接在所述旁路接觸器(KM2)的線圈的輸出端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無斷點運行節(jié)電裝置，包括節(jié)電電路、旁路電路、節(jié)電控制電路和過流保護控制電路；節(jié)電控制電路包括電壓信號取樣電路、節(jié)電檔位控制電路、驅動電路、整流電路、直流穩(wěn)壓電路和電壓零點觸發(fā)電路；過流保護控制電路包括電流互感器、電流信號取樣電路、過流信號判斷電路、節(jié)電接觸器和旁路接觸器；本發(fā)明可以根據電網輸入電壓和用電負載變化所反饋的參數信息及時的調整供電線路，從而改變輸入電壓和電流，以優(yōu)化供電參數，限制多余的功率輸出，從而節(jié)省電能。另外，利用電壓零點觸發(fā)電路通過驅動電路觸發(fā)電磁補償器，可抑制諧波的產生和減少沖擊電流的幅值，實現電路的無斷點節(jié)電轉換，從而延長用電設備的使用壽命。
文檔編號H02J9/06GK102412577SQ20111044592
公開日2012年4月11日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權日2011年12月28日
發(fā)明者劉利軍 申請人:山東瑞斯高創(chuàng)股份有限公司