專利名稱：家用節(jié)電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)電裝置。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng)，人們?nèi)粘Ｉ畈粩嗵岣撸黝惣矣秒娖骷娂娺M(jìn)入我們的每家每戶，家庭用電負(fù)荷不斷加大，電費(fèi)支出、家用電器的維修和更換費(fèi)用也在不斷提高，怎樣才能最大限度的節(jié)約用電減少電費(fèi)支出，保護(hù)家用電器、延長(zhǎng)使用壽命已成為每個(gè)家庭的迫切愿望。
另一方面能源的開發(fā)和控制是一個(gè)世界性的課題，它直接關(guān)系到人類的生存和發(fā)展，每個(gè)國(guó)家都在奮力尋求解決能源的有效方案，能源的儲(chǔ)量是有限的，解決能源問(wèn)題的重點(diǎn)自然就落到了能源控制，電能是應(yīng)用最廣泛的一種能源方式，而中國(guó)正面臨著長(zhǎng)期性的電力短缺和緊張。據(jù)國(guó)外一項(xiàng)研究報(bào)告指明中國(guó)目前的電力缺口9.93％，到2010年將劇增至15％以上，并且國(guó)內(nèi)的電力來(lái)源的結(jié)構(gòu)也對(duì)未來(lái)的電力市場(chǎng)造成了巨大的潛在性威脅，我國(guó)已由原來(lái)的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)轉(zhuǎn)為進(jìn)口國(guó)，電力成本將因此而不斷上揚(yáng)，隨著電力的普及，家庭用電負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)，即使接近亞洲市場(chǎng)的平均電力使用水平，都會(huì)使我國(guó)的電力市場(chǎng)不堪重負(fù)。因此，合理的利用電能，節(jié)約電能，改善供電品質(zhì)，提高用電質(zhì)量，滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枰驮竿咽莿?shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠減少多余電能的損耗，抑制高次諧波和瞬變(電壓和電流)的產(chǎn)生，優(yōu)化供電參數(shù)，降低多余電流，提高供電品質(zhì)從而保護(hù)用電設(shè)備、延長(zhǎng)電器使用壽命的家用節(jié)電器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是家用節(jié)電器包括主電路和節(jié)電檔位及過(guò)載轉(zhuǎn)換控制電路，所述的主電路包括高次諧波互感濾波器電路，節(jié)電檔位及過(guò)載轉(zhuǎn)換控制電路的電流取樣互感器T2，優(yōu)化供電參數(shù)的節(jié)電檔位變壓器T3，接在輸出端US0為節(jié)電檔位及過(guò)載轉(zhuǎn)換控制電路提供電源的變壓器T4；所述的節(jié)電檔位自動(dòng)變換及過(guò)載轉(zhuǎn)換控制電路包括接在電流取樣互感器T2的輸出端的電流信號(hào)取樣電路，接在電流信號(hào)取樣電路輸出端的雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路，接在電流取樣互感器T2輸出端的過(guò)載轉(zhuǎn)換聲光報(bào)警電路，接在主電路上的電壓信號(hào)取樣電路，接在電壓信號(hào)取樣電路輸出端的節(jié)電檔位自動(dòng)變換電路，接在變壓器T4副繞組上的直流穩(wěn)壓電路。
作為一種改進(jìn)，所述的高次諧波互感濾波器電路包括互感濾波電抗器T1、接在互感濾波電抗器T1輸入端的濾波電容C1，接在互感濾波電抗器T1輸出端的濾波電容C2、C3，濾波電容C2、C3串聯(lián)且其公共接點(diǎn)接地。
作為一種改進(jìn)，所述的主電路的輸入端USr接有短路過(guò)流保護(hù)開關(guān)S。
作為一種改進(jìn)，所述的優(yōu)化供電參數(shù)的節(jié)電檔位變壓器T3包括串聯(lián)在主電路火線上的主繞組，主繞組的兩端并聯(lián)有繼電器K1的主觸頭K1-2，變壓器T3的輔助繞組具有一個(gè)中間抽頭，中間抽頭和輔助繞組的尾端并聯(lián)繼電器K2的主觸頭，K2的主觸頭與雙向可控硅VT連接，雙向可控硅VT串接有電阻R1、電容C4，電容C4的輸出端接主電路的零線；變壓器T3的主繞組和輔助繞組的輸入端具有公共節(jié)點(diǎn)。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明設(shè)置了高次諧波互感濾波器和節(jié)電檔位及過(guò)載轉(zhuǎn)換控制電路，調(diào)整改善了供電參數(shù)，保證了良好的供電品質(zhì)，消除容易損壞家用電器的過(guò)壓和諧波，保護(hù)電器提高用電質(zhì)量，延長(zhǎng)家用電器的使用壽命，減少過(guò)剩有功功率的多余損耗，在確保家用電器的正常工作狀態(tài)下最大限度的節(jié)省電能，減少家庭電費(fèi)支出，節(jié)電率一般在15％-25％，家用電器的使用壽命可延長(zhǎng)1.5倍以上。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的原理框圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的電氣原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖2所示，家用節(jié)電器，包括主電路1和節(jié)電檔位及過(guò)載轉(zhuǎn)換控制電路，所述的主電路1包括高次諧波互感濾波器電路，節(jié)電檔位及過(guò)載轉(zhuǎn)換控制電路的電流取樣互感器T2，優(yōu)化供電參數(shù)的節(jié)電檔位變壓器T3，接在輸出端US0為節(jié)電檔位及過(guò)載轉(zhuǎn)換控制電路提供電源的變壓器T4；所述的節(jié)電檔位自動(dòng)變換及過(guò)載轉(zhuǎn)換控制電路包括接在電流取樣互感器T2的輸出端的電流信號(hào)取樣電路2，接在電流信號(hào)取樣電路2輸出端的雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路3，接在電流取樣互感器T2輸出端的過(guò)載轉(zhuǎn)換聲光報(bào)警電路4，接在主電路上的電壓信號(hào)取樣電路5，接在電壓信號(hào)取樣電路輸出端的節(jié)電檔位自動(dòng)變換電路6，接在變壓器T4副繞組上的直流穩(wěn)壓電路7。
所述的高次諧波互感濾波器電路包括互感濾波電抗器T1、接在互感濾波電抗器T1輸入端的濾波電容C1，接在互感濾波電抗器T1輸出端的濾波電容C2、C3，濾波電容C2、C3串聯(lián)且其公共接點(diǎn)接地。
所述的主電路1的輸入端USr接有短路過(guò)流保護(hù)開關(guān)S。
所述的優(yōu)化供電參數(shù)的節(jié)電檔位變壓器T3包括串聯(lián)在主電路火線上的主繞組，主繞組的兩端并聯(lián)有繼電器K1的主觸頭K1-2，變壓器T3的輔助繞組具有一個(gè)中間抽頭，中間抽頭和輔助繞組的尾端并聯(lián)繼電器K2的主觸頭，K2的主觸頭與雙向可控硅VT連接，雙向可控硅VT串接有電阻R1、電容C4，電容C4的輸出端接主電路的零線；變壓器T3的主繞組和輔助繞組的輸入端具有公共節(jié)點(diǎn)。
下面對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明，家用節(jié)電器由主電路和控制電路兩大部分組成。主電路包括電源輸入端，通過(guò)短路過(guò)流保護(hù)開關(guān)S連接C1、T1、C2、C3組成的高次諧波互感濾波器，其作用是濾除高次諧波和雜波，抑制用電負(fù)載在通斷時(shí)產(chǎn)生的浪涌電流和瞬變(瞬間突變的電壓和電流)，同時(shí)還起到提高功率因數(shù)降低無(wú)功損耗和線路損耗的作用。經(jīng)互感濾波器后接有電流互感器T2、節(jié)電檔位變壓器T3、電源變壓器T4。節(jié)電檔位變壓器T3的輔助繞組接有繼電器K2的主觸頭，通過(guò)K2的主觸頭接有雙向可控硅VT和R1、C4，這部分電路的主要作用是自動(dòng)削減過(guò)剩的電壓和電流，其一限制多余的功率輸出節(jié)省電能，其二是優(yōu)化供電參數(shù)保護(hù)用電器和延長(zhǎng)用電器具的使用壽命(如節(jié)能燈解決了“節(jié)電不節(jié)錢”的問(wèn)題，由于節(jié)能燈壽命的延長(zhǎng)，這樣即節(jié)了電又節(jié)了錢)。另一方面節(jié)電檔位變壓器的主繞組還進(jìn)一步起到抑制諧波的產(chǎn)生和減少?zèng)_擊電流的幅值的重要作用，這樣又可進(jìn)一步節(jié)省電能?？刂齐娐钒娏餍盘?hào)取樣電路雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路、過(guò)載轉(zhuǎn)換聲光報(bào)警電路、電壓信號(hào)取樣電路、節(jié)電檔位自動(dòng)變換電路、直流穩(wěn)壓電路。其作用是通過(guò)電流互感器T2將信號(hào)輸入到由R2、R3、VD1、A1、R4、R5、R6、C5、RP1組成的電流信號(hào)取樣電路，經(jīng)精密半波整流后將信號(hào)通過(guò)RP1的動(dòng)觸頭送入由R7、R8、R9、R10、A2、R12、R11、R13、R14、R15、VS、VD2、VT1、繼電器K1的輔助觸頭K1-1組成的雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)主電路輸出端US0空載時(shí)驅(qū)動(dòng)電路無(wú)觸發(fā)信號(hào)，雙向可控硅VT不導(dǎo)通，保證了節(jié)電保護(hù)器沒(méi)負(fù)載時(shí)無(wú)損耗，當(dāng)US0有負(fù)載時(shí)，雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路發(fā)生觸發(fā)信號(hào)，VT導(dǎo)通，同時(shí)VL1發(fā)光二極管燃亮。通過(guò)電流互感器T2的另一路信號(hào)輸入到由VD3、R16、RP2、C6、R17、C7、R18、R19、R20、A3、R21、VT2、K1、VD4、R22、BL、R23、VL2、組成的過(guò)載轉(zhuǎn)換聲光報(bào)警電路，當(dāng)負(fù)載電流超過(guò)額定值時(shí)，繼電器K1吸合，K1的輔助觸頭K1-1閉合雙向可控硅VT斷開節(jié)電保護(hù)器主電路停止工作，保護(hù)節(jié)電檔位變壓器T3免受損壞，同時(shí)K1的主觸頭K1-2閉合使輸入電源直通負(fù)載端，此時(shí)節(jié)電保護(hù)器BL、VL2發(fā)出聲光報(bào)警，警告用戶應(yīng)減少負(fù)荷，確保用戶在額定負(fù)荷范圍內(nèi)安全用電。通過(guò)VD5、R24、C8、VD6組成的電壓信號(hào)取樣電路，經(jīng)整流濾波后送入由R26、R27、R28、R29、A4、R30、VT3、K2、VD7、R31、VL3、VL4、R32、組成的節(jié)電檔位自動(dòng)變換電路，根據(jù)已整定好的數(shù)據(jù)，控制繼電器K2的通、斷，調(diào)整主電路中T3輔助繞組的勵(lì)磁大小來(lái)改變負(fù)載回路的阻抗，使供電參數(shù)得到優(yōu)化處理，限制多余的功率輸出。當(dāng)處在不同的節(jié)電狀態(tài)下，相應(yīng)的指示燈VL3或VL4被燃亮。直流穩(wěn)壓電路的主要作用是不受電源波動(dòng)的影響供給控制電路一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓。
各電氣元件的連接關(guān)系如圖2所示，包括主電路1，在主電路上接有過(guò)載和節(jié)電檔位控制電路。主電路1包括電源輸入端子連接短路過(guò)流保護(hù)開關(guān)S，短路過(guò)流保護(hù)開關(guān)S的輸出端連接互感電抗器T1和濾波電容C1，T1的輸出端連接相串聯(lián)的濾波電容C1和C3，T1的輸出端同時(shí)連接電流互感器T2主繞組的輸入端，T2主繞組的輸出端連接節(jié)電檔位變壓器T3主繞組的輸入端和輔助繞組的輸入端后再連接繼電器K1的主觸頭的動(dòng)觸頭，T3主繞組的輸出端連接負(fù)載輸出端子US0同時(shí)連接電源變壓器T4初級(jí)繞的一端T4，另一端連接雙向可控硅VT的陰極，同時(shí)連接尖脈沖吸收電容C4的一端和公共端(零線)，C4的另一端連接電阻R1的一端，R1的另一端連接雙向可控硅VT的陽(yáng)極和繼電器K2觸頭的動(dòng)觸頭，T3的輔助繞組另外兩個(gè)端子分別連接繼電器K2的兩個(gè)定觸頭?？刂齐娐钒娏餍盘?hào)取樣電路2，主電路中電流互感器的輸出端(副繞組)連接電流信號(hào)取樣電路2的輸入電阻R2和R3，R3的另一端接二極管VD1和集成電路A1的同相輸入端，A1的反相端接電阻R4和R5，R5的另一端連接人A1的輸出端和電阻R6，R6的另一端連接濾波電容C5和電位器RP1，通過(guò)RP1后連接雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路3的輸入電阻R7，R7另一端連接集成電路A2的同相輸入端和電阻R10，R10另一端連接A2的輸出端和電阻R12、R11，R12另一端連接發(fā)光二極管VL1，R11的另一端連接三極管VT1的基極，VT1的集電極接電阻R13，VT1的發(fā)射極連接穩(wěn)壓二極管VS和二極管VD2的正端，VD2的負(fù)端連接電阻R14，R14的另一端連接繼電器K1的輔助觸頭K1-1同時(shí)連接電阻R15和雙向可控硅的控制極G端，集成電路A2的反相輸入端連接電阻R8和R9。從主電路1中電流互感器T2的輸出端還連接有控制電路中的過(guò)載轉(zhuǎn)換聲光報(bào)警電路4輸入端二極管VD3的正極，VD3的負(fù)極連接電阻R16，R16另一端連接電位器RP2，通過(guò)RP2后連接電容C6和電阻R17，R17另一端連接電容C7和集成電路A3的同相端再連接電阻R20，R20另一端連接A3的輸出端和電阻R21，R21另一端連接三極管VT2的基極，VT2的集電極連接二極管VD4、繼電器K1的控制線圈、電阻R22和R23，電阻R22的另一端連接蜂鳴器BL，電阻R23另一端連接發(fā)光二極管VL2，三極管VT2的發(fā)射極連接公共端，集成電路A3的反相端接有電阻R18和R19。從主電路1中T1和T2之間還連接控制電路中的電壓信號(hào)取樣電路5的輸入端二極管VD5的正極，VD5的負(fù)極連接電阻R24，R24另一端連接電容C8、二極管VD6、電阻R25和控制電路中的節(jié)電檔位自動(dòng)變換電路6的輸入電阻R26，R26的另一端連接集成電路A4的同相端和電阻R29，R29另一端連接A4的輸出端和電阻R30，R30的另一端連接三極管VT3的基極，VT3的集電極連接有繼電器K2的線圈、二極管VD7、電阻R31和R32，R31的另一端連接發(fā)光二極管VL3，R32的另一端連接發(fā)光二極管VL4，VT3的發(fā)射極連接公共端，A4的反相端接有電阻R27和R28。主電路輸出端US0所接的電源變壓器T4的副繞組連接直流穩(wěn)壓電路7的輸入整流二極管VD8至VD11，經(jīng)整流后連接濾波電容C9和集成電路IC2的輸入端，IC2的輸出端接有濾波電源C10，該輸出端與整個(gè)控制電路的電源正端相連接。
在本實(shí)施例中，主要元器件選用IC1(包括A1、A2、.A3、A4)LM324，IC2LM7812，VT1～VT39013，繼電器K1選用12V雙觸頭，繼電器K2選用12V單觸頭。VT選用15A400V的雙向可控硅。
權(quán)利要求
1.家用節(jié)電器，包括主電路(1)和節(jié)電檔位及過(guò)載轉(zhuǎn)換控制電路，其特征是所述的主電路(1)包括高次諧波互感濾波器電路，節(jié)電檔位及過(guò)載轉(zhuǎn)換控制電路的電流取樣互感器T2，優(yōu)化供電參數(shù)的節(jié)電檔位變壓器T3，接在輸出端US0為節(jié)電檔位及過(guò)載轉(zhuǎn)換控制電路提供電源的變壓器T4；所述的節(jié)電檔位自動(dòng)變換及過(guò)載轉(zhuǎn)換控制電路包括接在電流取樣互感器T2的輸出端的電流信號(hào)取樣電路(2)，接在電流信號(hào)取樣電路(2)輸出端的雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路(3)，接在電流取樣互感器T2輸出端的過(guò)載轉(zhuǎn)換聲光報(bào)警電路(4)，接在主電路上的電壓信號(hào)取樣電路(5)，接在電壓信號(hào)取樣電路輸出端的節(jié)電檔位自動(dòng)變換電路(6)，接在變壓器T4副繞組上的直流穩(wěn)壓電路(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的家用節(jié)電器，其特征是所述的高次諧波互感濾波器電路包括互感濾波電抗器T1、接在互感濾波電抗器T1輸入端的濾波電容C1，接在互感濾波電抗器T1輸出端的濾波電容C2、C3，濾波電容C2、C3串聯(lián)且其公共接點(diǎn)接地。
3.如權(quán)利要求1所述的家用節(jié)電器，其特征是所述的主電路(1)的輸入端USr接有短路過(guò)流保護(hù)開關(guān)S。
4.如權(quán)利要求1所述的家用節(jié)電器，其特征是所述的優(yōu)化供電參數(shù)的節(jié)電檔位變壓器T3包括串聯(lián)在主電路火線上的主繞組，主繞組的兩端并聯(lián)有繼電器K1的主觸頭K1-2，變壓器T3的輔助繞組具有一個(gè)中間抽頭，中間抽頭和輔助繞組的尾端并聯(lián)繼電器K2的主觸頭，K2的主觸頭與雙向可控硅VT連接，雙向可控硅VT串接有電阻R1、電容C4，電容C4的輸出端接主電路的零線；變壓器T3的主繞組和輔助繞組的輸入端具有公共節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種家用節(jié)電器，由于設(shè)置了高次諧波互感濾波器和節(jié)電檔位及過(guò)載轉(zhuǎn)換控制電路，調(diào)整改善了供電參數(shù)，保證了良好的供電品質(zhì)，消除容易損壞家用電器的過(guò)壓和諧波，保護(hù)電器提高用電質(zhì)量，延長(zhǎng)家用電器的使用壽命，減少過(guò)剩有功功率的多余損耗，在確保家用電器的正常工作狀態(tài)下最大限度的節(jié)省電能，減少家庭電費(fèi)支出，節(jié)電率一般在15％－25％，家用電器的使用壽命可延長(zhǎng)1.5倍以上。
文檔編號(hào)G05F1/10GK1617416SQ200410036259
公開日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2004年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月15日
發(fā)明者劉利軍 申請(qǐng)人:劉利軍