專利名稱：電壓控制節(jié)能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子電器領(lǐng)域，特別涉及用電設(shè)備的節(jié)能裝置。
背景技術(shù)：
在電力供電輸送過程中，為避免配電線路損耗所帶來的電網(wǎng)末端電壓偏低現(xiàn)象， 供電系統(tǒng)往往會(huì)以稍高的電壓供電，從而導(dǎo)致電網(wǎng)前端及中端電壓相對較高，使用電設(shè)備在較高電壓下運(yùn)行，尤其大城市的供電電網(wǎng)相當(dāng)穩(wěn)定(偏高穩(wěn)定)，最終導(dǎo)致運(yùn)行溫度升高，能耗增加。也就是說，供電局在一般供電系統(tǒng)中靠近電力變壓器端(近端)電壓偏高， 遠(yuǎn)離變壓器端(遠(yuǎn)端)電壓偏低，如果用電設(shè)備的一端有獨(dú)立變壓器供電，那么用電設(shè)備的供電電壓更偏高，偏高電壓對設(shè)備造成無用功耗，并會(huì)使用電設(shè)備發(fā)熱，縮短設(shè)備使用期限。而且，用電線路中有大量的感性負(fù)載，如空調(diào)、日光燈和鎮(zhèn)流器等，導(dǎo)致線損增加，用電效率下降，電能消耗增大。另外，系統(tǒng)中由于內(nèi)外部環(huán)境影響，存在著大量瞬變、浪涌及高次諧波，導(dǎo)致所使用的用電設(shè)備過熱，能耗增加，電度表受到?jīng)_擊而過度計(jì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種電壓控制節(jié)能裝置，以最大限度地降低各種負(fù)載和電路的電耗，在保證系統(tǒng)正常用電的情況下，最大限度地節(jié)電省錢，提高用戶的經(jīng)濟(jì)效
■、Λ
frff. ο為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供了一種電壓控制節(jié)能裝置，包含采樣電路、主控制電路、調(diào)壓穩(wěn)壓電路和輸出控制電路；所述采樣電路連接所述主控制電路，將得到的輸入電壓的采樣信號輸出給所述主控制電路；所述主控制電路連接所述調(diào)壓穩(wěn)壓電路，所述主控制電路將來自所述采樣電路的采樣信號與預(yù)設(shè)數(shù)值進(jìn)行比較，將比較結(jié)果輸出給所述調(diào)壓穩(wěn)壓電路；其中，所述預(yù)設(shè)數(shù)值為預(yù)設(shè)的電壓值；所述調(diào)壓穩(wěn)壓電路連接所述輸出控制電路，所述調(diào)壓穩(wěn)壓電路根據(jù)來自所述主控制電路的比較結(jié)果，將輸入電壓經(jīng)本調(diào)壓穩(wěn)壓電路后調(diào)整為所述進(jìn)行比較的預(yù)設(shè)的電壓值，將調(diào)整后的電壓輸出給所述輸出控制電路，所述輸出控制電路將來自所述調(diào)壓穩(wěn)壓電路的調(diào)整后的電壓輸出。本實(shí)用新型實(shí)施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，通過采樣電路、主控制電路、調(diào)壓穩(wěn)壓電路和輸出控制電路等多個(gè)電路的組合，調(diào)節(jié)電路的電壓、電流的幅度。并提高了負(fù)載電路系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低負(fù)載和線路的工作溫度，最大限度地降低各種負(fù)載和電路的電耗，保證負(fù)載系統(tǒng)啟動(dòng)正常，獲得更高、更穩(wěn)定的節(jié)電效果。即通過對電壓的調(diào)整，使得用電設(shè)備處于標(biāo)準(zhǔn)供電電壓下限范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，削去偏高電壓對用電設(shè)備造成的浪費(fèi)，成功地實(shí)現(xiàn)了既能保證系統(tǒng)正常用電，又能最大限度地節(jié)電省錢，提高用戶經(jīng)濟(jì)效益的目的。[0010]另外，電壓控制節(jié)能裝置還包含浪涌抑制電路，該浪涌抑制電路與所述調(diào)壓穩(wěn)壓電路相連，對所述調(diào)壓穩(wěn)壓電路工作過程中產(chǎn)生的浪涌進(jìn)行抑制。通過浪涌抑制電路對調(diào)壓穩(wěn)壓電路的浪涌抑制作用，保證了本電壓控制節(jié)能裝置運(yùn)行時(shí)能安全運(yùn)行。而且，可以避免所使用的用電設(shè)備過熱，能耗增加，電度表受到?jīng)_擊而過度計(jì)量等問題。另外，電壓控制節(jié)能裝置還包含旁路電路，該旁路電路的輸入端與采樣電路的輸入端共接于電壓輸入端；旁路電路的輸出端與輸出控制電路的輸出端共接于電壓輸出端。 通過由“旁路電路”直接輸出電壓，可在本電壓控制節(jié)能裝置發(fā)生故障時(shí)，提供正常電壓，供電器設(shè)備使用。另外，預(yù)設(shè)的電壓值可包含至少2個(gè)不同等級的電壓值，主控制電路將與用戶所選擇的等級相對應(yīng)的電壓值，與來自采樣電路的采樣信號進(jìn)行比較?？墒沟帽倦妷嚎刂乒?jié)能裝置具備多檔的節(jié)能功能，根據(jù)需要選擇不同等級的節(jié)能功能。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施方式的電壓控制節(jié)能裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施方式中的主控制電路通過IRL控制器實(shí)現(xiàn)的示意圖；圖3是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施方式中的調(diào)壓穩(wěn)壓電路通過機(jī)芯實(shí)現(xiàn)的示意圖；圖4是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施方式中液晶顯示屏顯示“系統(tǒng)初始化中”的示意圖；圖5是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施方式中系統(tǒng)過熱時(shí)，系統(tǒng)切換至直通運(yùn)行的示意圖；圖6是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施方式中系統(tǒng)過流時(shí)，系統(tǒng)切換至直通運(yùn)行的示意圖；圖7A至圖7C是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施方式中的用戶參數(shù)設(shè)定頁面示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式涉及一種電壓控制節(jié)能裝置。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示， 包含采樣電路、主控制電路、調(diào)壓穩(wěn)壓電路和輸出控制電路。其中，采樣電路連接主控制電路，將得到的輸入電壓的采樣信號輸出給主控制電路。主控制電路連接調(diào)壓穩(wěn)壓電路，主控制電路將來自采樣電路的采樣信號與預(yù)設(shè)數(shù)值進(jìn)行比較，將比較結(jié)果輸出給調(diào)壓穩(wěn)壓電路；其中，預(yù)設(shè)數(shù)值為預(yù)設(shè)的電壓值。調(diào)壓穩(wěn)壓電路連接輸出控制電路，調(diào)壓穩(wěn)壓電路根據(jù)來自主控制電路的比較結(jié)果，將輸入電壓經(jīng)本調(diào)壓穩(wěn)壓電路后調(diào)整為參與比較的預(yù)設(shè)的電壓值，將調(diào)整后的電壓輸出給輸出控制電路，輸出控制電路將來自調(diào)壓穩(wěn)壓電路的調(diào)整后的電壓輸出。值得一提的是，本實(shí)施方式中的電壓控制節(jié)能裝置還包含浪涌抑制電路和旁路電路。該浪涌抑制電路與調(diào)壓穩(wěn)壓電路相連，對調(diào)壓穩(wěn)壓電路工作過程中產(chǎn)生的浪涌進(jìn)行抑制。該旁路電路的輸入端與采樣電路的輸入端共接于電壓輸入端；該旁路電路的輸出端與輸出控制電路的輸出端共接于電壓輸出端。通過由“旁路電路”直接輸出電壓，可在本電壓控制節(jié)能裝置發(fā)生故障時(shí)，提供正常電壓，供電器設(shè)備使用。[0023]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，根據(jù)電功率的計(jì)算公式功率等于電壓乘以電流得出 電壓下降，功率也下降，而本實(shí)施方式中的電壓控制節(jié)能裝置可以通過主控制電路將供電電壓調(diào)整并穩(wěn)定在標(biāo)準(zhǔn)供電電壓下限范圍內(nèi)，因此能有效達(dá)到節(jié)電效果。另外，在實(shí)際應(yīng)用中，還可以在調(diào)壓穩(wěn)壓電路中進(jìn)行磁場能量補(bǔ)償，保證其線路中各種負(fù)載運(yùn)行穩(wěn)定。具體地說，本實(shí)施方式中的電壓控制節(jié)能裝置具備了以下特點(diǎn)(1)優(yōu)化功率，在保證負(fù)載正常運(yùn)行的條件下，把功率優(yōu)化到最合理的范圍，適當(dāng)調(diào)控電壓，同時(shí)引導(dǎo)電流下降，鐵損與電壓平方成正比，銅損、線損與電流平方成正比，當(dāng)用戶的各類用電設(shè)施的銅損趨近于鐵損時(shí)，此時(shí)為用電效率最高，達(dá)到最省電狀態(tài)，視不同負(fù)載條件，可達(dá)到節(jié)省電能5%-15%的效果。(2)減少線損，電路難免會(huì)有線損，電流越大線損越高，讓電力發(fā)揮最佳的效能，增加電網(wǎng)的用電容量，強(qiáng)化用電安全性。(3)抑制瞬變浪涌，根據(jù)用電設(shè)備負(fù)載特性和運(yùn)行特點(diǎn)，借鑒電磁控壓節(jié)電器的原理，通過浪涌抑制電路實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)尖峰、浪涌吸收、諧波濾除等功能。使節(jié)電效果產(chǎn)生疊加效應(yīng)，突出對設(shè)備的保護(hù)，讓使用單位的長期利益得到最大化。(4)平衡三相電壓，因電路配載、外界電網(wǎng)波動(dòng)等因素往往會(huì)造成三相電壓與電流不平衡，而本實(shí)施方式中的電壓控制節(jié)能裝置能有效改善三相不平衡現(xiàn)象，減少因此而帶來的電能消耗。(5)改善功率因數(shù)，有效提高用電效率，改善功率因數(shù)，增加電網(wǎng)容量，減少因增容、擴(kuò)容而需投入的大量費(fèi)用。(6)自耗低、性能穩(wěn)定，自耗低，小于0. 1%，是名副其實(shí)的高效省電設(shè)備，同時(shí)，其長效穩(wěn)定的特性，使其成為節(jié)電產(chǎn)品中投資性價(jià)比極高的產(chǎn)品，最大程度地保證了用戶的投資收益。本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式涉及一種電壓控制節(jié)能裝置。第二實(shí)施方式在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，作了進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于，主控制電路中預(yù)設(shè)的電壓值包含至少2個(gè)不同等級的電壓值，主控制電路將與用戶所選擇的等級相對應(yīng)的電壓值，與來自所述采樣電路的采樣信號進(jìn)行比較。其中，電壓控制節(jié)能裝置的表面還設(shè)有人機(jī)交互界面，所述人機(jī)交互界面與所述主控制電路通信連接，用于接收所述用戶選擇的等級。主控制電路將與用戶所選擇的等級相對應(yīng)的電壓值，與來自采樣電路的采樣信號進(jìn)行比較。可使得本電壓控制節(jié)能裝置具備多檔的節(jié)能功能，根據(jù)需要選擇不同等級的節(jié)能功能。下面以將該電壓控制節(jié)能裝置應(yīng)用于電信機(jī)房空調(diào)電源的節(jié)能為例進(jìn)行具體說明。本實(shí)施方式中電壓控制節(jié)能裝置所包含的主控制電路通過如圖2所示的IRL控制器實(shí)現(xiàn)。所包含的調(diào)壓穩(wěn)壓電路由如圖3所示的機(jī)芯實(shí)現(xiàn)，圖3中的KMA為旁路電路。本實(shí)施方式中的IRL控制器是專門為電信機(jī)房空調(diào)電源節(jié)電裝置設(shè)計(jì)的專用型控制器。該控制器工作性能穩(wěn)定可靠，功能完善，具有3路開關(guān)量輸入，6路繼電器輸出。三相電流電壓檢測。采用點(diǎn)陣液晶顯示，具有良好的全中文人機(jī)對話界面，即時(shí)顯示機(jī)器的工作狀況；各功能鍵工作狀態(tài)有發(fā)光管指示，幫助監(jiān)控機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)。廠家信息、機(jī)器工作狀態(tài)以及各運(yùn)行參數(shù)可以通過配有的蘭屏液晶顯示器顯示，直觀明了。該IRL控制器具有以下特點(diǎn)全數(shù)字智能化控制、高可靠性，最簡便的操作、內(nèi)設(shè)RS485通訊接口，支持Modbus協(xié)議。該IRL控制器上設(shè)有以下按鍵《啟動(dòng)/停止》鍵、《自動(dòng)/手動(dòng)》鍵、《1檔》鍵、《2 檔》健、《3檔》健、《直通》鍵、《設(shè)定》鍵、《上》、《下》、《左》、《右》鍵、《上頁》鍵、《下頁》鍵、 《確認(rèn)》鍵、《退出》鍵、《復(fù)位》鍵。其中，《啟動(dòng)/停止》鍵的功能為按下此鍵，系統(tǒng)開始工作，指示燈亮，再長按下此鍵約2秒鐘，系統(tǒng)停止工作，指示燈滅。系統(tǒng)告警時(shí)，此燈閃爍?！蹲詣?dòng)/手動(dòng)》鍵的功能為 按下此鍵，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，指示燈亮，再按此鍵，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為手動(dòng)運(yùn)行模式，指示燈滅?！?檔》 鍵的功能為在手動(dòng)狀態(tài)下按下此鍵，系統(tǒng)按節(jié)能“1檔”參數(shù)運(yùn)行，指示燈亮，再按此鍵，系統(tǒng)停止運(yùn)行，指示燈滅?！?檔》健、《3檔》健、《直通》鍵三鍵功能同《1檔》鍵。由于在控制器內(nèi)設(shè)有各檔所對應(yīng)的預(yù)設(shè)電壓值，因此當(dāng)用戶按下《1檔》鍵、《2檔》健或《3檔》健時(shí)， 控制器可以根據(jù)用戶選擇的檔次，選擇相對應(yīng)的電壓值，與來自采樣電路的采樣信號進(jìn)行比較?！对O(shè)定》鍵的功能為按下此鍵，進(jìn)入程序編輯，此時(shí)用戶可根據(jù)需要對各參數(shù)進(jìn)行修改。《上》、《下》、《左》、《右》鍵的功能為在編輯程序時(shí)，上、下鍵用來換行，左、右鍵用來修改參數(shù)?！渡享摗锋I的功能為按下此鍵，顯示上一頁?！断马摗锋I的功能為按下此鍵，顯示下一頁?！洞_認(rèn)》鍵的功能為在編輯程序修改參數(shù)時(shí)，按此鍵表示對修改的確認(rèn)；并進(jìn)入下一個(gè)參數(shù)的修改。《退出》鍵的功能為在編輯程序時(shí)按此鍵，退出程序編輯?！稄?fù)位》鍵的功能為當(dāng)系統(tǒng)檢出到故障并得到排除后，按此鍵系統(tǒng)將回到“系統(tǒng)正常運(yùn)行”狀態(tài)。長按 《復(fù)位》鍵電量累計(jì)清零。該IRL控制器的主要技術(shù)參數(shù)如下電源電壓220V 士 20 %，50Hz 士 5Hz ；測量參數(shù)(150 交流三相相電壓；(0 5A)交流三相相電流(可設(shè)定互感器變比)；時(shí)間24小時(shí)制循環(huán)計(jì)時(shí)；電量累計(jì)；輸出繼電器輸出Q20V/5A)。下面對該IRL控制器的操作進(jìn)行說明控制器接通電源后，進(jìn)入倒計(jì)時(shí)狀態(tài)。此時(shí)液晶顯示屏顯示“系統(tǒng)初始化中”(如圖4所示)，倒計(jì)時(shí)結(jié)束后進(jìn)入主頁面。用戶根據(jù)需要按壓控制器面板上的按鍵，系統(tǒng)將進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生過熱時(shí)，系統(tǒng)切換至直通運(yùn)行，《啟動(dòng)/停止》鍵上的指示燈閃爍，顯示器顯示如圖5所示的界面。 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生過流時(shí)，系統(tǒng)切換至直通運(yùn)行，《啟動(dòng)/停止》鍵上的指示燈閃爍，顯示器顯示如圖6所示的界面。在運(yùn)行過程中，用戶可以調(diào)整如升檔時(shí)間、升檔解除時(shí)間、系統(tǒng)時(shí)間等參數(shù)，用戶參數(shù)設(shè)定頁面如圖7A至7C所示。調(diào)整方法如下(1)按《設(shè)定》鍵進(jìn)入?yún)?shù)修改頁面；(2)用《上頁》、《下頁》鍵翻頁，配合《上》《下》箭頭換行找到需要修改的參數(shù)；(3)使用《左》《右》鍵修改參數(shù)值；(4)按《確認(rèn)》鍵確認(rèn)；光標(biāo)移至下行；(5)重復(fù)(2)- )步驟修改其他參數(shù)；[0053](6)按《退出》鍵退出設(shè)定返回主頁面。由于本實(shí)施方式中的電壓控制節(jié)能裝置在節(jié)電原理、功能等方面與其他節(jié)電器不同(主要是通過電流、電壓的智能跟蹤調(diào)控、平衡來達(dá)到節(jié)電目的)，因此，它可以在一年中的不同季節(jié)，不同的氣候條件下，均能發(fā)揮其作用。尤其在電信機(jī)房周邊電網(wǎng)電流、電壓不穩(wěn)定的狀態(tài)下，作用更加明顯，節(jié)電率更高。據(jù)調(diào)查，根據(jù)供電局供電系統(tǒng)的特性，近端供電電壓偏高，上海電信絕大部分機(jī)房均存在電流、電壓偏高，不均衡狀況，所以適用范圍很廣。經(jīng)試驗(yàn)證明，本實(shí)施方式中的電壓控制節(jié)能裝置的平均節(jié)電率為11. 61%，具有明顯的節(jié)電效果。而且，一旦發(fā)生故障，設(shè)備能夠及時(shí)報(bào)警并瞬間切換至旁路正常運(yùn)行(一般來講，這種故障除人為或不可抗力因素外，是不會(huì)發(fā)生的)。因此，該電壓控制節(jié)能裝置的安全性能是完全可以得到保證的。上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種電壓控制節(jié)能裝置，其特征在于，包含采樣電路、主控制電路、調(diào)壓穩(wěn)壓電路和輸出控制電路；所述采樣電路連接所述主控制電路，將得到的輸入電壓的采樣信號輸出給所述主控制電路；所述主控制電路連接所述調(diào)壓穩(wěn)壓電路，所述主控制電路將來自所述采樣電路的采樣信號與預(yù)設(shè)數(shù)值進(jìn)行比較，將比較結(jié)果輸出給所述調(diào)壓穩(wěn)壓電路；其中，所述預(yù)設(shè)數(shù)值為預(yù)設(shè)的電壓值；所述調(diào)壓穩(wěn)壓電路連接所述輸出控制電路，所述調(diào)壓穩(wěn)壓電路根據(jù)來自所述主控制電路的比較結(jié)果，將輸入電壓經(jīng)本調(diào)壓穩(wěn)壓電路后調(diào)整為所述進(jìn)行比較的預(yù)設(shè)的電壓值，將調(diào)整后的電壓輸出給所述輸出控制電路，所述輸出控制電路將來自所述調(diào)壓穩(wěn)壓電路的調(diào)整后的電壓輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓控制節(jié)能裝置，其特征在于，所述電壓控制節(jié)能裝置還包含浪涌抑制電路；所述浪涌抑制電路與所述調(diào)壓穩(wěn)壓電路相連，對所述調(diào)壓穩(wěn)壓電路工作過程中產(chǎn)生的浪涌進(jìn)行抑制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓控制節(jié)能裝置，其特征在于，所述電壓控制節(jié)能裝置還包含旁路電路；所述旁路電路的輸入端與所述采樣電路的輸入端共接于電壓輸入端；所述旁路電路的輸出端與所述輸出控制電路的輸出端共接于電壓輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓控制節(jié)能裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的電壓值包含至少2個(gè)不同等級的電壓值；所述主控制電路將與用戶所選擇的等級相對應(yīng)的電壓值，與來自所述采樣電路的采樣信號進(jìn)行比較。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電壓控制節(jié)能裝置，其特征在于，所述電壓控制節(jié)能裝置的表面還設(shè)有人機(jī)交互界面，所述人機(jī)交互界面與所述主控制電路通信連接，用于接收所述用戶選擇的等級。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電壓控制節(jié)能裝置，其特征在于，所述電壓控制節(jié)能裝置應(yīng)用于電信機(jī)房空調(diào)電源的節(jié)能。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電子電器領(lǐng)域，公開了一種電壓控制節(jié)能裝置。本實(shí)用新型中，通過采樣電路、主控制電路、調(diào)壓穩(wěn)壓電路和輸出控制電路等多個(gè)電路的組合，調(diào)節(jié)電路的電壓、電流的幅度。并提高了負(fù)載電路系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低負(fù)載和線路的工作溫度，最大限度地降低各種負(fù)載和電路的電耗，保證負(fù)載系統(tǒng)啟動(dòng)正常，獲得更高、更穩(wěn)定的節(jié)電效果。
文檔編號G05F1/56GK202150065SQ20112024382
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者徐智林, 沈偉華, 潘偉佳, 王昌盛, 王曉坤 申請人:上海電信工程有限公司