專利名稱：電磁式智能照明節(jié)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及三相交流電力的調(diào)節(jié)控制裝置，尤其涉及基于自耦變壓器和接觸器的抽頭電壓調(diào)節(jié)控制裝置，特別是涉及一種電磁式智能照明節(jié)電裝置。
背景技術(shù)：
熒光燈和HID燈(高壓氣體燈)的發(fā)光原理及工作特性與白熾燈不同，它們?cè)谡Ｕ斩认掠?0％以上的節(jié)電潛力，并且可以延長(zhǎng)使用壽命。
對(duì)于一個(gè)有許多熒光燈或HID燈的照明系統(tǒng)，如工廠車間、超級(jí)市場(chǎng)、城市路燈、醫(yī)院碼頭等場(chǎng)合，是不允許短暫停電的，尤其是HID燈，瞬間的斷電會(huì)使其幾分鐘都不能重新點(diǎn)亮。為了節(jié)電，現(xiàn)有技術(shù)采用以下幾種方式進(jìn)行控制1.采用有抽頭自耦變壓器，手動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓。這種方式的缺點(diǎn)是不能按設(shè)定時(shí)間自動(dòng)調(diào)節(jié)。
2.采用有抽頭自耦變壓器，用同時(shí)分別吸合、斷開(kāi)的兩個(gè)交流接觸器切換輸出電壓。這種方式的缺點(diǎn)是瞬間斷電，有可能使燈熄滅，而且容易產(chǎn)生電火花，干擾電子電路甚至毀損電子器件。
3.采用晶閘管器件進(jìn)行無(wú)斷點(diǎn)切換，但其成本較采用接觸器高出幾倍，大功率晶閘管還會(huì)產(chǎn)生諧波及射頻干擾，對(duì)電網(wǎng)及環(huán)境造成電磁污染。
申請(qǐng)?zhí)枮?0236429的中國(guó)實(shí)用新型專利，公開(kāi)了一種名為“坑道照明燈具節(jié)電控制裝置”的技術(shù)方案，但其只是在有人通過(guò)時(shí)點(diǎn)亮燈具，無(wú)人時(shí)熄滅以達(dá)到節(jié)電目的。另一份申請(qǐng)?zhí)枮?0130720的中國(guó)發(fā)明專利，公開(kāi)了一種名為“多媒連鎖節(jié)電法及多媒連鎖節(jié)電電扇、插座、熒光燈、吸油煙機(jī)”的技術(shù)方案，但此方案只是改善感性負(fù)載的功率因數(shù)以達(dá)到節(jié)電目的。上述兩項(xiàng)技術(shù)都未涉及采用有抽頭自耦變壓器按設(shè)定時(shí)間進(jìn)行無(wú)斷點(diǎn)切換的內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題是避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種電磁式智能照明節(jié)電裝置，該裝置采用MCU(微處理器)及邏輯電路進(jìn)行智能化控制，能按不同時(shí)間段設(shè)定節(jié)電等級(jí)，自動(dòng)切換自耦變壓器的輸出抽頭，并設(shè)置了自耦變壓器接零接觸器與各抽頭接觸器進(jìn)行通斷配合，實(shí)現(xiàn)無(wú)斷點(diǎn)切換及綜合故障保護(hù)運(yùn)行。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題可以通過(guò)采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一種電磁式智能照明節(jié)電裝置，包括三相多抽頭自耦變壓器和三相接觸器，三相接觸器各觸點(diǎn)分別串接在各相繞組的相應(yīng)抽頭上，尤其是還包括接零三相接觸器，所述接零接觸器的三組觸點(diǎn)一端接在一起作為公共點(diǎn)，另一端分別接自耦變壓器三相繞組的末端；再包括智能控制單元；該智能控制單元又包括微處理器、按鍵組、顯示板、電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路和驅(qū)動(dòng)電路；所述微處理器連接按鍵組，接受控制指令，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路在設(shè)定的時(shí)間控制電壓輸出接觸器和接零接觸器的吸合與斷開(kāi)；所述電壓輸出接觸器和接零接觸器在切換節(jié)電等級(jí)時(shí)務(wù)必先斷開(kāi)接零接觸器，再接通目標(biāo)電壓輸出接觸器，稍加延時(shí)再斷開(kāi)當(dāng)前電壓輸出接觸器，稍加延時(shí)再接通接零接觸器；實(shí)現(xiàn)變壓器輸出電壓的升高或降低調(diào)節(jié)。
微處理器外接一實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路；所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路由專用電池供電。
智能控制單元還設(shè)置一保護(hù)邏輯電路；所述保護(hù)邏輯電路的輸入端接在所有接觸器觸點(diǎn)回路中，在電壓輸出接觸器和接零接觸器未按控制要求接通出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，保護(hù)邏輯電路直接控制檢錯(cuò)繼電器吸合，驅(qū)動(dòng)電路使電壓輸出接觸器和接零接觸器都釋放，只接通第一電壓輸出接觸器。
按鍵組包括按鍵“選擇”、“確認(rèn)”、“△”、“”。
顯示板的一側(cè)設(shè)置LED指示燈A組，包括“市電”、“節(jié)電”、“故障”，另一側(cè)設(shè)置LED指示燈B組，包括“電源”、“手動(dòng)”、“自動(dòng)”。
電壓輸出接觸器和接零接觸器由中間繼電器的觸點(diǎn)控制，所述中間繼電器是由微處理器一組引腳通過(guò)光電耦合器控制。
第一中間繼電器的吸合線圈一端接直流電源的地，另一端接第一光電耦合器的輸出，同時(shí)還通過(guò)檢錯(cuò)繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)接直流電源的正極。


圖1是本實(shí)用新型電磁式智能照明節(jié)電裝置的外觀示意圖；圖2是所述節(jié)電裝置構(gòu)成的原理框圖；圖3是本實(shí)用新型操作面板的示意圖；圖4是本實(shí)用新型的電原理圖；圖5是本實(shí)用新型的工作流程圖；圖6是本實(shí)用新型錯(cuò)誤保護(hù)邏輯原理圖。
具體實(shí)施方式
由圖1～圖6可知本實(shí)用新型一種電磁式智能照明節(jié)電裝置的最佳實(shí)施例，該實(shí)施例包括三相多抽頭自耦變壓器T，和三相接觸器J0～J4，J0～J4各觸點(diǎn)分別串接在各相繞組的相應(yīng)抽頭上，尤其是還包括接零三相接觸器JY，所述接觸器JY的三組觸點(diǎn)一端接在一起作為公共點(diǎn)N，另一端分別接自耦變壓器T三相繞組的末端；再包括智能控制單元30；該智能控制單元30又包括微處理器31、按鍵組40、顯示板41、電壓檢測(cè)電路34、電流檢測(cè)電路35和驅(qū)動(dòng)電路37；所述微處理器31連接按鍵組40，接受控制指令，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路37在設(shè)定的時(shí)間控制接觸器J0～J4和JY的吸合與斷開(kāi)；所述接觸器J0～J4和JY在切換節(jié)電等級(jí)時(shí)務(wù)必先斷開(kāi)交流接觸器JY，再接通目標(biāo)接觸器，稍加延時(shí)再斷開(kāi)當(dāng)前接觸器，稍加延時(shí)再接通接觸器JY；實(shí)現(xiàn)變壓器T輸出電壓的升高或降低調(diào)節(jié)。
微處理器31外接一實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路33；所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路33由專用電池供電。
智能控制單元30還設(shè)置一保護(hù)邏輯電路36；所述保護(hù)邏輯電路36的輸入端接在所有接觸器觸點(diǎn)回路中，在接觸器J0～J4和JY未按控制要求接通出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，保護(hù)邏輯電路36直接控制檢錯(cuò)繼電器Je吸合，驅(qū)動(dòng)電路37使接觸器J1～J4和JY都釋放，只接通接觸器J0。
按鍵組40包括按鍵“選擇”、“確認(rèn)”、“△”、“”。
顯示板41的一側(cè)設(shè)置LED指示燈A組43，包括“市電”、“節(jié)電”、“故障”，另一側(cè)設(shè)置LED指示燈B組42，包括“電源”、“手動(dòng)”、“自動(dòng)”。
接觸器J0～J4和JY由中間繼電器J01～J41和Jy1觸點(diǎn)控制，所述中間繼電器J01～J41和Jy1是由微處理器31的一組引腳通過(guò)光電耦合器g0～g5控制。
中間繼電器J01的吸合線圈一端接直流電源的地，另一端接光電耦合器g0輸出，同時(shí)還通過(guò)檢錯(cuò)繼電器Je的動(dòng)合觸點(diǎn)接直流電源的正極。
如圖1所示外殼10的正面設(shè)置有顯示板41和按鍵組40。
如圖2所示交流380V市電經(jīng)輸入端A、B、C進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)50，執(zhí)行機(jī)構(gòu)50中包括三相自耦變壓器T，接觸器J0～J4和JY，中間繼電器J01～J41和Jy1和電壓傳感器和電流傳感器。輸出端U、V、W、N接負(fù)載20。電壓傳感器和電流傳感器的輸出接入電壓檢測(cè)34和電流檢測(cè)35，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，這兩個(gè)信號(hào)輸入到MCU，保護(hù)邏輯36負(fù)責(zé)檢測(cè)接觸器J0～J4和JY是否有接通錯(cuò)誤，如果沒(méi)有，驅(qū)動(dòng)電路37受MCU的程序智能控制適時(shí)接通或斷開(kāi)接觸器J0～J4和JY中的某個(gè)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)50的輸出U、V、W端按要求輸出電壓；如果接觸器J0～J4和JY的接通有錯(cuò)誤，保護(hù)邏輯36立即控制驅(qū)動(dòng)電路37使接觸器J1～J4和JY都釋放，只接通接觸器J0，使本實(shí)用新型工作在安全模式下。
微處理器31外接一實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路33；實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路33由專用電池供電，向微處理器31提供24小時(shí)準(zhǔn)確的時(shí)鐘信息，微處理器31中的程序決定一天之中何時(shí)啟用何種節(jié)電等級(jí)。非易失存儲(chǔ)器32存儲(chǔ)一些日常操作記錄。按鍵組40將操作指令輸入到MCU，MCU將電壓、電流、工作狀況信息輸出到顯示板41進(jìn)行顯示。
如圖3所示按鍵組40包括按鍵“選擇”、“確認(rèn)”、“△”、“”。顯示板41顯示電壓、電流、工作狀況信息；顯示板41的一側(cè)設(shè)置LED指示燈A組43，包括“市電”、“節(jié)電”、“故障”，另一側(cè)設(shè)置LED指示燈B組42，包括“電源”、“手動(dòng)”、“自動(dòng)”。
如圖4所示MCU在正常工作時(shí)其Port引腳輸出的MCUerr信號(hào)為0電平，當(dāng)MCU本身故障時(shí)，該引腳變?yōu)?電平。圖中檢錯(cuò)繼電器Je在裝置正常工作時(shí)，其觸點(diǎn)接通所有光電耦合器的電源，光電耦合器的導(dǎo)通與斷開(kāi)受MCU控制，其再控制中間繼電器J01～J41和Jy1的導(dǎo)通與斷開(kāi)，從而控制接觸器J0～J4和JY的導(dǎo)通與斷開(kāi)。如果接觸器J0～J4和JY的接通有錯(cuò)誤，檢錯(cuò)繼電器Je吸合，斷開(kāi)所有光電耦合器的電源，迫使接觸器J1～J4和JY釋放，只接通中間繼電器J01和接觸器J0，使系統(tǒng)轉(zhuǎn)市電運(yùn)行。
如圖5所示系統(tǒng)的工作流程為開(kāi)始—系統(tǒng)現(xiàn)在運(yùn)行在某一節(jié)電等級(jí)---操作人員輸入一個(gè)節(jié)電等級(jí)運(yùn)行指令---MCU判斷與原等級(jí)是否相同---若相同就等待輸入，系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行---若不同判斷比原來(lái)等級(jí)高還是低---高，判斷JY是否斷開(kāi)---未斷---執(zhí)行斷開(kāi)----使比原等級(jí)高一級(jí)的接觸器接通---斷開(kāi)原等級(jí)接觸器---判斷是要接通的接觸器嗎---是，接通JY---結(jié)束。不是要接通的接觸器---繼續(xù)向高一級(jí)靠攏---判斷是要接通的接觸器嗎---是，接通JY---結(jié)束。
判斷比原來(lái)等級(jí)高還是低---低，判斷JY是否斷開(kāi)---未斷---執(zhí)行斷開(kāi)----使比原等級(jí)低一級(jí)的接觸器接通---斷開(kāi)原等級(jí)接觸器---判斷是要接通的接觸器嗎—是，接通JY---結(jié)束。不是要接通的接觸器---繼續(xù)向低一級(jí)靠攏---判斷是要接通的接觸器嗎---是，接通JY---結(jié)束。
如圖6所示或門(mén)電路U7的輸入端接熱敏電阻PTC、MCU的錯(cuò)誤信號(hào)MCUerr、風(fēng)扇錯(cuò)誤信號(hào)FS和保護(hù)邏輯36的輸出，平時(shí)這些信號(hào)都是0電平。當(dāng)任何一個(gè)部分出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)其輸出都會(huì)變?yōu)?電平，或門(mén)電路U7的輸出也會(huì)變?yōu)?電平，經(jīng)反相器U8A、U8B的反相，反相器U8A、U8B的輸出為0電平，使檢錯(cuò)繼電器Je吸合，斷開(kāi)所有光電耦合器的電源，迫使接觸器J1～J4和JY都釋放，只接通中間繼電器J01和接觸器J0，使系統(tǒng)轉(zhuǎn)市電運(yùn)行。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案也適合單相或雙相的電磁式智能照明節(jié)電裝置。
本實(shí)用新型技術(shù)方案中交流接觸器J1～J4和JY也可用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件替代。
實(shí)踐證明，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了電磁式智能照明節(jié)電裝置無(wú)斷點(diǎn)切換及故障保護(hù)運(yùn)行功能，使系統(tǒng)運(yùn)行可靠性提高，節(jié)電效果好，且可大大延長(zhǎng)燈具的使用壽命，操作維護(hù)方便；尤其是中、大功率的電磁式智能照明節(jié)電裝置具有更加廣泛的使用范圍。
權(quán)利要求1.一種電磁式智能照明節(jié)電裝置，包括三相多抽頭自耦變壓器T，和三相接觸器J0～J4，J0～J4各觸點(diǎn)分別串接在各相繞組的相應(yīng)抽頭上，其特征在于還包括接零三相接觸器JY，所述接觸器JY的三組觸點(diǎn)一端接在一起作為公共點(diǎn)N，另一端分別接自耦變壓器T三相繞組的末端；再包括智能控制單元(30)；該智能控制單元(30)又包括微處理器(31)、按鍵組(40)、顯示板(41)、電壓檢測(cè)電路(34)、電流檢測(cè)電路(35)和驅(qū)動(dòng)電路(37)；所述微處理器(31)連接按鍵組(40)，接受控制指令，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路(37)在設(shè)定的時(shí)間控制接觸器J0～J4和JY的吸合與斷開(kāi)；所述接觸器J0～J4和JY在切換節(jié)電等級(jí)時(shí)務(wù)必先斷開(kāi)交流接觸器JY，再接通目標(biāo)接觸器，稍加延時(shí)再斷開(kāi)當(dāng)前接觸器，稍加延時(shí)再接通接觸器JY；實(shí)現(xiàn)變壓器T輸出電壓的升高或降低調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁式智能照明節(jié)電裝置，其特征在于所述微處理器(31)外接一實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路(33)；所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路(33)由專用電池供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁式智能照明節(jié)電裝置，其特征在于所述智能控制單元(30)還設(shè)置一保護(hù)邏輯電路(36)；所述保護(hù)邏輯電路(36)的輸入端接在所有接觸器觸點(diǎn)回路中，在接觸器J0～J4和JY未按控制要求接通出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，保護(hù)邏輯電路(36)直接控制繼電器Je吸合，驅(qū)動(dòng)電路(37)使接觸器J1～J4和JY都釋放，只接通接觸器J0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁式智能照明節(jié)電裝置，其特征在于所述按鍵組(40)包括按鍵“選擇”、“確認(rèn)”、“△”、“”。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁式智能照明節(jié)電裝置，其特征在于所述顯示板(41)的一側(cè)設(shè)置LED指示燈A組(43)，包括“市電”、“節(jié)電”、“故障”，另一側(cè)設(shè)置LED指示燈B組(42)，包括“電源”、“手動(dòng)”、“自動(dòng)”。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁式智能照明節(jié)電裝置，其特征在于所述接觸器J0～J4和JY由中間繼電器J01～J41和Jy1觸點(diǎn)控制，所述中間繼電器J01～J41和Jy1是由微處理器(31)的一組引腳通過(guò)光電耦合器g0～g5控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁式智能照明節(jié)電裝置，其特征在于所述中間繼電器J01的吸合線圈一端接直流電源的地，另一端接光電耦合器g0輸出，同時(shí)還通過(guò)檢錯(cuò)繼電器Je的動(dòng)合觸點(diǎn)接直流電源的正極。
專利摘要一種電磁式智能照明節(jié)電裝置，包括三相多抽頭自耦變壓器T，和三相接觸器J0～J4，J0～J4各觸點(diǎn)分別串接在各相繞組的相應(yīng)抽頭上，尤其是還包括接零三相接觸器JY，所述接觸器JY的三組觸點(diǎn)一端接在一起作為公共點(diǎn)N，另一端分別接自耦變壓器T三相繞組的末端；再包括智能控制單元(30)；該智能控制單元(30)又包括微處理器(31)、按鍵組(40)、顯示板(41)、電壓檢測(cè)電路(34)、電流檢測(cè)電路(35)和驅(qū)動(dòng)電路(37)；所述微處理器(31)連接按鍵組(40)，接受控制指令，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路(37)在設(shè)定的時(shí)間控制接觸器J0～J4和JY的吸合與斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)變壓器T輸出電壓的升高或降低調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)H02M5/12GK2624517SQ0322532
公開(kāi)日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2003年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月15日
發(fā)明者王綠沙 申請(qǐng)人:王綠沙