專利名稱：三相電力節(jié)電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及三相電力節(jié)電裝置。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上的同類產(chǎn)品均采用微處理器控制晶閘管的模塊的導(dǎo)通時(shí)間，調(diào)節(jié)輸出電壓實(shí)現(xiàn)節(jié)電的目的，其反饋環(huán)節(jié)跟蹤負(fù)載功率因數(shù)變化，三相同時(shí)調(diào)節(jié)，只能適用于三相平衡的負(fù)載如電機(jī)等，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的積極效果是在電壓、電流、功率因數(shù)三種閉環(huán)反饋控制環(huán)節(jié)作用下，對(duì)系統(tǒng)負(fù)載變化作出快速的調(diào)整，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)為二個(gè)波形周期，電壓波動(dòng)系數(shù)為±1％，波形畸變率小于5％，在電壓調(diào)整過(guò)程中對(duì)負(fù)載的沖擊較小，三相獨(dú)立控制分別調(diào)節(jié)節(jié)電參數(shù)，能滿足三相不平衡的混合負(fù)載的節(jié)電需求。
本實(shí)用新型所要解決的問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，三相獨(dú)立調(diào)節(jié)，提供一種在閉環(huán)反饋控制環(huán)節(jié)作用下，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、波形畸變率小、可用于三相不平衡的混合負(fù)載的三相節(jié)電器。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是應(yīng)用較先進(jìn)的相角雙橋臂斬波理論，用微處理器作為主控制單元，通過(guò)微處理控制晶閘管模塊的觸發(fā)角，設(shè)置了電壓、電流、功率因數(shù)三個(gè)閉環(huán)反饋控制環(huán)節(jié)，調(diào)節(jié)節(jié)電參數(shù)，輸出電壓反饋環(huán)節(jié)自動(dòng)跟蹤負(fù)載端電壓變化，采樣得到的輸入電壓(三相)、輸入電流(三相)、輸出電壓反饋信號(hào)(三相)經(jīng)過(guò)各自的A/D變換處理后輸入到微處理器，微處理器根據(jù)三相的設(shè)定參數(shù)對(duì)采樣來(lái)的信號(hào)計(jì)算處理后輸出控制信號(hào)控制功率器件的門(mén)極觸發(fā)信號(hào)，實(shí)時(shí)分相調(diào)節(jié)輸出電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的分相動(dòng)態(tài)跟蹤。
本實(shí)用新型包括微處理器、輸出電壓采樣單元、過(guò)零檢測(cè)電路、輸入電壓檢測(cè)單元、輸入電流檢測(cè)單元、保護(hù)電路、信號(hào)放大電路、門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路、功率器件、LCD顯示器、參數(shù)輸入設(shè)備；輸入電壓檢測(cè)單元、輸入電流檢測(cè)單元、過(guò)零檢測(cè)電路的輸入端接功率器件的電力輸入側(cè)分別對(duì)三相輸入采樣，輸出電壓采樣單元接功率器件的電力輸出側(cè)對(duì)三相輸出采樣，輸入電壓檢測(cè)單元的輸出端、輸入電流檢測(cè)單元的輸出端、過(guò)零檢測(cè)電路的輸出端、輸出電壓采樣單元的輸出端、參數(shù)輸入接入微處理器，微處理器的門(mén)極驅(qū)動(dòng)控制輸出端接信號(hào)放大電路的輸入，放大電路的輸出端接門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路的輸入，門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路的輸出接功率器件的門(mén)極，保護(hù)電路分別與微處理器連接、功率器件、門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路連接。


圖1 本實(shí)用新型原理框圖圖2 本實(shí)用新型輸出電壓采樣單元電原理圖圖3 本實(shí)用新型過(guò)零檢測(cè)電路電原理圖圖4 本實(shí)用新型門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路電原理圖圖4 本實(shí)用新型微處理器控制電路及LCD顯示單元電原理圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。
本實(shí)用新型是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的由圖1可見(jiàn)，本實(shí)用新型包括微處理器1、輸出電壓采樣單元2、過(guò)零檢測(cè)電路3、輸入電壓檢測(cè)單元4、輸入電流檢測(cè)單元5、保護(hù)電路6、信號(hào)放大電路7、門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路8、功率器件11、LCD顯示器12、參數(shù)輸入設(shè)備13；過(guò)零檢測(cè)電路3、輸入電流檢測(cè)單元4、輸入電壓檢測(cè)單元5的輸入端接功率器件11的電力輸入側(cè)分別對(duì)三相輸入采樣，輸出電壓采樣單元2接功率器件11的電力輸出側(cè)對(duì)三相輸出采樣，過(guò)零檢測(cè)電路3的輸出端、輸入電壓檢測(cè)單元4的輸出端、輸入電流檢測(cè)單元5的輸出端、輸出電壓采樣單元2的輸出端、參數(shù)輸入13均接入微處理器1，微處理器1的門(mén)極驅(qū)動(dòng)控制端接信號(hào)放大電路7的輸入，放大電路7的輸出端接門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路8的輸入，門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路8的輸出接功率器件11的門(mén)極，保護(hù)電路6分別與微處理器1、功率器件11、門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路8連接。采樣得到的電壓，電流信號(hào)經(jīng)過(guò)變換處理后輸入到微處理器1，微處理器1根據(jù)設(shè)定參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸出電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的動(dòng)態(tài)跟蹤。
輸出電壓采樣單元2為提高三相輸出電壓檢測(cè)精度，需采用TRMS/DC轉(zhuǎn)換器，由圖2可見(jiàn)，在控制電路中TRMS/DC轉(zhuǎn)換器可采用AD536AJH型號(hào)，圖2中VOA為電壓采樣信號(hào)輸入端，VOUT為DC輸出端。每相電壓經(jīng)過(guò)采樣變壓器降壓后輸入到TRMS/DC轉(zhuǎn)換器AD536AJN轉(zhuǎn)換電平，然后輸入到A/D轉(zhuǎn)換芯片MCP3008變換為數(shù)字信號(hào)輸入到微處理器1。
過(guò)零檢測(cè)電路3由圖3可見(jiàn)，每相電壓經(jīng)過(guò)采樣變壓器降壓后，通過(guò)整流橋整流后，輸入到過(guò)零比較電路，過(guò)零檢測(cè)電路3采用LM324型號(hào)比較放大器產(chǎn)生過(guò)零脈沖信號(hào)，輸出到微處理器1。
輸入電壓檢測(cè)單元每相的輸入電壓經(jīng)過(guò)采樣變壓器降壓，整形后輸入到A/D轉(zhuǎn)換電路MCP3008轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)輸入到微處理器1。
輸入電流檢測(cè)單元每相電流用電流互感器采樣后，經(jīng)過(guò)波形整形，經(jīng)MCP3008A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入到微處理器1。
保護(hù)電路由通用的邏輯控制電路構(gòu)成。采樣得到的電壓，電流和溫度信號(hào)經(jīng)比較電路LM339后，輸入到或門(mén)(74LS11)得到故障信號(hào)輸入到CPU，當(dāng)有過(guò)壓，過(guò)流或功率器件溫度過(guò)高時(shí)，處理器封鎖門(mén)極驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)，保護(hù)功率器件。
門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路由圖4可見(jiàn)，微處理器1輸出的門(mén)極驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)ULN2003放大后，通過(guò)光電隔離器(U50，U51)(可用MOC3023型號(hào))光電隔離，用來(lái)驅(qū)動(dòng)功率器件11的門(mén)極。
微處理器1控制電路及LCD顯示器12單元由圖5可見(jiàn)，微處理器1(采用P89C52)對(duì)采樣來(lái)的信號(hào)計(jì)算處理后，輸出控制信號(hào)控制功率器件的門(mén)極觸發(fā)信號(hào)，實(shí)時(shí)對(duì)輸出電壓快速跟蹤調(diào)節(jié)。同時(shí)將需要顯示的信息輸送到LCD顯示器12顯示。
權(quán)利要求1.一種三相電力節(jié)電器，包括微處理器(1)、信號(hào)放大電路(7)、功率器件(11)、LCD顯示器(12)、參數(shù)輸入設(shè)備(13)，其特征在于還包括輸出電壓采樣單元(2)、過(guò)零檢測(cè)電路(3)、輸入電壓檢測(cè)單元(4)、輸入電流檢測(cè)單元(5)、保護(hù)電路(6)、門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路(8)，過(guò)零檢測(cè)電路(3)、輸入電壓檢測(cè)單元(4)、輸入電流檢測(cè)單元(5)的輸入端接功率器件(11)的電力輸入側(cè)，分別對(duì)三相輸入采樣，輸出電壓采樣單元(2)接功率器件(11)的電力輸出側(cè)對(duì)三相輸出采樣，過(guò)零檢測(cè)電路(3)的輸出端、輸入電壓檢測(cè)單元(4)的輸出端、輸入電流檢測(cè)單元(5)的輸出端、輸出電壓采樣單元(2)的輸出端、參數(shù)輸入設(shè)備(13)均接入微處理器(1)，微處理器(1)的門(mén)極驅(qū)動(dòng)控制端接信號(hào)放大電路(7)的輸入，放大電路(7)的輸出端接門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路(8)的輸入，門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路(8)的輸出接功率器件(11)的門(mén)極，保護(hù)電路(6)分別與微處理器(1)、功率器件(11)、門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路(8)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電力節(jié)電器，其特征在于保護(hù)電路由通用的邏輯控制電路構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電力節(jié)電器，其特征在于門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路中微處理器(1)輸出的門(mén)極驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)放大、光電隔離后驅(qū)動(dòng)功率器件(11)的門(mén)極。
專利摘要本實(shí)用新型是一種三相電力節(jié)電裝置，它包括微處理器、信號(hào)放大電路、功率器件、LCD顯示器、參數(shù)輸入設(shè)備，其特征在于還包括輸出電壓采樣單元、過(guò)零檢測(cè)電路、輸入電壓檢測(cè)單元、輸入電流檢測(cè)單元、保護(hù)電路、門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路，輸出電壓反饋環(huán)節(jié)自動(dòng)跟蹤負(fù)載端電壓變化，采樣得到的輸入電壓、輸入電流、輸出電壓反饋信號(hào)經(jīng)處理后輸入到微處理器，微處理器根據(jù)三相的設(shè)定參數(shù)對(duì)采樣來(lái)的信號(hào)計(jì)算處理后輸出控制信號(hào)控制功率器件的門(mén)極觸發(fā)信號(hào)，控制晶閘管模塊的觸發(fā)角，實(shí)時(shí)分相調(diào)節(jié)輸出電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的分相快速動(dòng)態(tài)跟蹤。本實(shí)用新型適用于三相不平衡的混合負(fù)載的節(jié)電需求。
文檔編號(hào)H02M5/00GK2643540SQ03226148
公開(kāi)日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2003年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月12日
發(fā)明者侯曉, 李天華 申請(qǐng)人:亞太電效系統(tǒng)(珠海)有限公司