專利名稱：用于提高電源效率的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于提高電源效率的設(shè)備和方法，更具體地涉及ー種用于提高電源效率的設(shè)備和方法，其中通過(guò)對(duì)將電源單元和負(fù)載電連接的輸電線施加扭轉(zhuǎn)電磁波來(lái)提高電源效率。
背景技術(shù)：
通過(guò)交流電驅(qū)動(dòng)的負(fù)載所消耗的有效電功率P滿足等式1。[等式1]
Ρ=ν·Ι·0(其中V表示電壓，I表示電流，0表示功率因素)根據(jù)等式1，通過(guò)減少電壓或電流，負(fù)載消耗的電功率可被減少。然而，不能減少電壓，因?yàn)樨?fù)載需要額定電壓以正常操作。因此，應(yīng)該減少提供給負(fù)載的電流，以便減少負(fù)載消耗的電功率。用于確定提供給負(fù)載的電功率的量的因素是包括在提供給負(fù)載的電流中的諧波成分和過(guò)電壓成分。如圖1所示，交流電(圖1中示出為實(shí)線)與理想正弦波(圖1中示出為虛線) 的主要區(qū)別是由于諧波成分和過(guò)電壓成分引起的，從而增加由負(fù)載消耗的電功率。具體地，諧波成分引起由負(fù)載消耗的電功率増加，過(guò)電壓成分引起負(fù)載故障。因此，包括在電流中的諧波成分應(yīng)該被最小化，以便減少由負(fù)載消耗的電功率，過(guò)電壓成分可被去除，以便防止負(fù)載損壞的故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于提高電源效率的設(shè)備和方法，其中通過(guò)對(duì)將電源單元和負(fù)載電連接的輸電線施加扭轉(zhuǎn)電磁波來(lái)提高電源效率。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，提供一種用于提高電源效率的設(shè)備，所述設(shè)備被連接到電源單元和負(fù)載，所述設(shè)備包括扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器，所述扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器用于對(duì)將所述電源単元和所述負(fù)載電連接的輸電線施加扭轉(zhuǎn)電磁波，其中所述扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器包括上磁體和下磁體，所述上磁體和所述下磁體用于在其間產(chǎn)生磁場(chǎng)；一個(gè)或多個(gè)金屬柱， 所述ー個(gè)或多個(gè)金屬柱被安裝在所述上磁體和所述下磁體之間；和導(dǎo)線，所述導(dǎo)線被連接到所述輸電線，其中所述導(dǎo)線的第一端與所述下磁體絕緣，所述導(dǎo)線的第二端被連接到所述輸電線，所述導(dǎo)線以Z字形通過(guò)ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的第二端。還提供ー種用于減少負(fù)載消耗的功率的方法，所述方法包括利用扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器對(duì)輸電線施加扭轉(zhuǎn)電磁波，其中所述扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器包括用于在其間產(chǎn)生磁場(chǎng)的上磁體和下磁體；安裝在所述上磁體和所述下磁體之間的ー個(gè)或多個(gè)金屬柱；和連接到所述輸電線的導(dǎo)線；其中所述導(dǎo)線的第一端與所述下磁體絕緣，所述導(dǎo)線的第二端被連接到所述輸電線，所述導(dǎo)線以Z字形通過(guò)ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的第二端。優(yōu)選地，所述上磁體的N極面對(duì)所述下磁體的S扱。優(yōu)選地，所述下磁體的磁力比所述上磁體的磁力強(qiáng)。優(yōu)選地，所述ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的每ー個(gè)的第一端被繞著所述上磁體設(shè)置，所述 ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的每ー個(gè)的第二端被繞著所述下磁體設(shè)置。優(yōu)選地，所述扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器還包括上殼體，所述上殼體包括其中安裝所述上磁體的第一磁體槽和其中插入ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的每ー個(gè)的所述第一端的第一柱槽；和下殼體，所述下殼體包括其中安裝所述下磁體的第二磁體槽和其中插入ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的每ー個(gè)的所述第二端的第二柱槽。優(yōu)選地，所述下殼體包括其中插入所述導(dǎo)線的Z字形槽。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器還包括濾波器単元，所述濾波器単元被電連接到所述輸電線，以過(guò)濾施加到所述負(fù)載的過(guò)電壓且減少包括于在所述輸電線中流動(dòng)的電流中的諧波。優(yōu)選地，所述濾光器単元被串聯(lián)連接在所述電源単元和所述負(fù)載之間，或所述濾光器単元、所述電源単元和所述負(fù)載并行連接。優(yōu)選地，ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的每ー個(gè)包括銅桿。優(yōu)選地，所述ー個(gè)或多個(gè)金屬柱包括彼此平行的六個(gè)銅桿，所述六個(gè)銅桿的第一端被設(shè)置在第一六邊形的頂點(diǎn)處，所述六個(gè)銅桿的第二端被設(shè)置在第二六邊形的頂點(diǎn)處。優(yōu)選地，施加到所述輸電線的所述扭轉(zhuǎn)電磁波具有與流經(jīng)所述輸電線的電子的頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)。優(yōu)選地，所述導(dǎo)線繞ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的每ー個(gè)盤繞且以Z字形通過(guò)ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的所述第二端。


圖1是示出交流電的波形圖。圖2是示意性地說(shuō)明包括電源單元、負(fù)載和根據(jù)本發(fā)明用于提高電源效率的設(shè)備的電カ系統(tǒng)。圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的框圖。圖4a_4b是示意性地示出流經(jīng)輸電線的電子的圖。圖fe是示出根據(jù)本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器的透視圖。圖恥是示出沿圖fe的線A-A’剖開的扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器的剖面圖。圖5c是示出根據(jù)本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器的上殼體的視圖。圖5d是示出根據(jù)本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器的下殼體的視圖。圖6a是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器的上殼體的視圖，其中在上殼體中安裝了導(dǎo)線。圖6b是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器的下殼體的視圖，其中在下殼體中安裝了導(dǎo)線。圖7a到圖7d是說(shuō)明對(duì)于IOkW負(fù)載的第一比較測(cè)試結(jié)果的曲線圖。圖到圖8d是說(shuō)明以空氣調(diào)節(jié)器為負(fù)載的第二比較測(cè)試結(jié)果的曲線圖。
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明用于提高電源效率的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的提高電源效率的設(shè)備和方法。圖2是示意性地說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備400的圖，其中設(shè)備400被連接在電源單元100和負(fù)載200之間。參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備400經(jīng)由輸電線300連接到電源單元100和負(fù)載200。輸電線300將電源単元100和負(fù)載200電連接以提供電流流動(dòng)的路徑。下文中，參考圖3更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備400。圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備400的框圖。參考圖3，設(shè)備400包括扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器410。另外，設(shè)備400可進(jìn)ー步包括濾波器単元420。扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器410對(duì)輸電線300施加扭轉(zhuǎn)電磁波。流經(jīng)輸電線的交流電與正弦波類似，但是不同于標(biāo)準(zhǔn)正弦波。如圖如所示，流經(jīng)輸電線的交流電包括諧波成分和噪聲成分。而且，交流電包括過(guò)電壓成分，該過(guò)電壓成分導(dǎo)致對(duì)負(fù)載不希望的影響。由于諧波、噪聲和過(guò)電壓成分，構(gòu)成在輸電線中流動(dòng)的電流的電子的動(dòng)能的一部分丟失作為熱能。當(dāng)具有與流經(jīng)輸電線的電子的頻率相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)電磁波被施加到電子吋，流經(jīng)輸電線的電子的勢(shì)能增加。因此，如圖4b所示，丟失的能量、也就是熱能被轉(zhuǎn)換為有效能量。在圖fe到圖5d中示出根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)電磁波且將其結(jié)合到輸電線的電磁波發(fā)生器410。圖fe是示出根據(jù)本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器410的透視圖，圖恥是沿圖fe的線 A-A'剖開的扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器410的剖面圖。另外，圖5c和圖5d分別是示出根據(jù)本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器410的上殼體和下殼體的視圖，其中圖5c和圖5d中的(i)分別是示出上殼體和下殼體的正視圖，圖5c和圖5d中的(ii)分別是示出上殼體和下殼體的后視圖， 圖5c和圖5d中的(iii)分別是示出沿圖⑴的線A-A’剖開的上殼體和下殼體的剖面圖。 另外，圖6a和圖6b是示出根據(jù)本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器410的下殼體的視圖，其中導(dǎo)線被安裝在下殼體中。參考圖fe到圖5d，扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器410包括上磁體520-1、下磁體520_2、ー個(gè)或多個(gè)金屬柱540和導(dǎo)線430。而且，扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器410可進(jìn)ー步包括上殼體510-1和下殼體510-2。上磁體520-1和下磁體520-2在扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器410中產(chǎn)生磁場(chǎng)。優(yōu)選地，上磁體520-1的N極面對(duì)下磁體520-2有S極。而且，下磁體520-2的磁力比上磁體520-1 的磁力強(qiáng)。上磁體520-1被安裝在上殼體510-1的磁體槽550_1中，下磁體520_2被安裝在下殼體510-2的磁體槽550-2中。上磁體520-1和下磁體520-2可被分別固定在磁體槽 550-1和磁體槽550-2中，如果需要，利用諸如粘合劑的固定手段進(jìn)行上述固定。ー個(gè)或多個(gè)金屬柱540被安裝在上磁體520-1和下磁體520_2之間。具體地，ー個(gè)或多個(gè)金屬柱540中的每ー個(gè)的第一端被繞著上磁體520-1設(shè)置，一個(gè)或多個(gè)金屬柱540中的每ー個(gè)的第二端被繞著下磁體520-2設(shè)置。特別地，ー個(gè)或多個(gè)金屬柱MO中的每ー個(gè)的第一端被插入上殼體510-1的柱槽530-1中，ー個(gè)或多個(gè)金屬柱 540中的每ー個(gè)的第二端被插入柱槽530-2中。ー個(gè)或多個(gè)金屬柱MO中的每ー個(gè)的第一端和ー個(gè)或多個(gè)金屬柱MO中的每ー個(gè)的第二端可分別被固定在柱槽530-1和柱槽530-2 中，如果需要，利用諸如粘合劑的固定手段進(jìn)行上述固定。ー個(gè)或多個(gè)金屬柱MO中的每ー個(gè)可包括但不限于銅桿。圖5中示出的扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器410包括ー個(gè)或多個(gè)金屬柱M0，所述金屬柱包括彼此平行的六個(gè)銅桿。六個(gè)銅桿的第一端被以六個(gè)銅桿的第一端形成第一六邊形的方式布置，六個(gè)銅桿的第二端被以六個(gè)銅桿的第二端形成第二六邊形的方式布置。即六個(gè)銅桿的第一端被設(shè)置在第一六邊形的頂點(diǎn)，六個(gè)銅桿的第二端被設(shè)置在第二六邊形的頂點(diǎn)。然而， ー個(gè)或多個(gè)金屬柱540可被布置成形成六邊形之外的多邊形。例如，四個(gè)銅桿可被設(shè)置在四邊形的頂點(diǎn)，八個(gè)銅桿可被設(shè)置在八邊形的頂點(diǎn)。導(dǎo)線430被連接到輸電線300。具體地，如圖6a所示，導(dǎo)線430的第一端與下磁體 520-2絕緣，導(dǎo)線430的第二端被連接到輸電線300。另外，導(dǎo)線430以Z字形通過(guò)ー個(gè)或多個(gè)金屬柱討0的第二端。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖6b所示，導(dǎo)線430可繞ー個(gè)或多個(gè)金屬柱MO中的每ー個(gè)盤繞且以Z字形通過(guò)ー個(gè)或多個(gè)金屬柱MO的第二端。上殼體510-1包括上磁體520-1被安裝于其中的磁體槽550_1和ー個(gè)或多個(gè)金屬柱MO中的每ー個(gè)的第一端被插入于其中的柱槽530-1。下殼體510-2包括下磁體520-2被安裝于其中的磁體槽550_2和ー個(gè)或多個(gè)金屬柱MO中的每ー個(gè)金屬柱的第二端被插入于其中的柱槽530-2。另外，下殼體510-2包括導(dǎo)線430被插入其中的Z字形槽560。如圖6a所示，被插入Z字形槽560中的導(dǎo)線430的第一端與下磁體520-2絕緣，導(dǎo)線430的第二端延伸以與輸電線300連接。上磁體520-1和下磁體520-2分別被插入上殼體510_1和下殼體510_2中，具有插入其中的上磁體520-1和下磁體520-2的上殼體510-1和下殼體510-2通過(guò)ー個(gè)或多個(gè)金屬柱540結(jié)合以構(gòu)成扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器410。導(dǎo)線430可被安裝在下殼體520-1的表面上或插入在下殼體510-2的Z字形槽中。導(dǎo)線430的第二端被連接到輸電線300以施加通過(guò)扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器410產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)電磁波。參考回圖3，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備400可進(jìn)ー步包括濾波器単元420。濾波器単元420 被電連接到輸電線300以過(guò)濾施加到負(fù)載200上的過(guò)電壓成分且減少包括于在輸電線300 中流動(dòng)的電流中的諧波成分。優(yōu)選地，濾波器単元420被串聯(lián)連接在電源單元100和負(fù)載 200之間，或?yàn)V波器420、電源單元100和負(fù)載200并行連接。通常，濾波器420可由諸如閘流晶體管的元件體現(xiàn)。由于過(guò)濾過(guò)電壓成分和減少諧波成分的濾波器単元420對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是公知的，其詳細(xì)描述被省略。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備400的扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器410可被安裝于輸電線300的每ー 個(gè)。例如，在四線三相電カ系統(tǒng)的情況下，可為除了 N電線外的三個(gè)電線的每ー個(gè)安裝扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器410。也可以為除了 N電線外的三個(gè)電線的每ー個(gè)安裝濾波器単元420。本發(fā)明的發(fā)明人已對(duì)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備400的性能進(jìn)行了各種測(cè)試。
在第一比較測(cè)試中，通過(guò)在有、無(wú)設(shè)備400的情況下對(duì)IOkW負(fù)載施加約385V的電壓進(jìn)行測(cè)試。圖7a到圖7d是說(shuō)明在有、無(wú)設(shè)備400的情況下對(duì)IOkW負(fù)載進(jìn)行第一比較測(cè)試的結(jié)果的曲線圖，其中示出電壓(V)、電流(A)、有效電功率(kff)和能量(kWh)。參考圖7a到圖7d,由于當(dāng)設(shè)備400被安裝時(shí)消耗的電流減少，與設(shè)備400不被安裝的情況相比，有效電功率和能量減少。在表1中概述了在圖7a到圖7d中示出的電壓、電流、有效電功率和能量。[表 1]
權(quán)利要求
1.一種用于提高電源效率的設(shè)備，所述設(shè)備被連接到電源單元和負(fù)載，所述設(shè)備包括扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器，所述扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器用于對(duì)將所述電源単元和所述負(fù)載電連接的輸電線施加扭轉(zhuǎn)電磁波，其中所述扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器包括 上磁體和下磁體，所述上磁體和下磁體用于在其間產(chǎn)生磁場(chǎng)； ー個(gè)或多個(gè)金屬柱，所述ー個(gè)或多個(gè)金屬柱被安裝在所述上磁體和所述下磁體之間；和導(dǎo)線，所述導(dǎo)線被連接到所述輸電線，其中所述導(dǎo)線的第一端與所述下磁體絕緣，所述導(dǎo)線的第二端被連接到所述輸電線， 所述導(dǎo)線以Z字形通過(guò)ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的第二端。
2.如權(quán)利要求1所述用于提高電源效率的設(shè)備，其特征在干，所述上磁體的N極面對(duì)所述下磁體的S扱。
3.如權(quán)利要求1所述用于提高電源效率的設(shè)備，其特征在干，所述下磁體的磁力比所述上磁體的磁力強(qiáng)。
4.如權(quán)利要求1所述用于提高電源效率的設(shè)備，其特征在干，所述ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的每ー個(gè)的第一端被繞著所述上磁體設(shè)置，所述ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的每ー個(gè)的第二端被繞著所述下磁體設(shè)置。
5.如權(quán)利要求4所述用于提高電源效率的設(shè)備，其特征在干，所述扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器還包括上殼體，所述上殼體包括其中安裝所述上磁體的第一磁體槽和其中插入ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的每ー個(gè)的所述第一端的第一柱槽；和下殼體，所述下殼體包括其中安裝所述下磁體的第二磁體槽和其中插入ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的每ー個(gè)的所述第二端的第二柱槽。
6.如權(quán)利要求5所述用于提高電源效率的設(shè)備，其特征在干，所述下殼體包括其中插入所述導(dǎo)線的Z字形槽。
7.如權(quán)利要求1所述用于提高電源效率的設(shè)備，還包括濾波器単元，所述濾波器単元被電連接到所述輸電線，以過(guò)濾施加到所述負(fù)載的過(guò)電壓且減少包括于在所述輸電線中流動(dòng)的電流中的諧波。
8.如權(quán)利要求7所述用于提高電源效率的設(shè)備，其特征在干，所述濾光器単元被串聯(lián)連接在所述電源単元和所述負(fù)載之間，或所述濾光器単元、所述電源単元和所述負(fù)載并行連接。
9.如權(quán)利要求1所述用于提高電源效率的設(shè)備，其特征在干，所述負(fù)載包括感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。
10.如權(quán)利要求1所述用于提高電源效率的設(shè)備，其特征在干，所述ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的每ー個(gè)包括銅桿。
11.如權(quán)利要求1所述用于提高電源效率的設(shè)備，其特征在干，所述ー個(gè)或多個(gè)金屬柱包括彼此平行的六個(gè)銅桿，所述六個(gè)銅桿的第一端被設(shè)置在第一六邊形的頂點(diǎn)處，所述六個(gè)銅桿的第二端被設(shè)置在第二六邊形的頂點(diǎn)處。
12.如權(quán)利要求1所述用于提高電源效率的設(shè)備，其特征在干，施加到所述輸電線的所述扭轉(zhuǎn)電磁波具有與流經(jīng)所述輸電線的電子的頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)。
13.如權(quán)利要求1所述用于提高電源效率的設(shè)備，其特征在干，所述導(dǎo)線繞ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的每ー個(gè)盤繞且以Z字形通過(guò)ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的所述第二端。
14.ー種用于減少負(fù)載消耗的功率的方法，所述方法包括利用扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器對(duì)輸電線施加扭轉(zhuǎn)電磁波，其中所述扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器包括 用于在其間產(chǎn)生電磁場(chǎng)的上磁體和下磁體；安裝在所述上磁體和所述下磁體之間的ー個(gè)或多個(gè)金屬柱；和連接到所述輸電線的導(dǎo)線；其中所述導(dǎo)線的第一端與所述下磁體絕緣， 所述導(dǎo)線的第二端被連接到所述輸電線，所述導(dǎo)線以Z字形通過(guò)ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的第二立面。
15.如權(quán)利要求14所述用于減少負(fù)載消耗的功率的方法，其特征在干，所述扭轉(zhuǎn)電磁波發(fā)生器還包括上殼體，所述上殼體包括其中安裝所述上磁體的第一磁體槽和其中插入ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的每ー個(gè)的所述第一端的第一柱槽；和下殼體，所述下殼體包括其中安裝所述下磁體的第二磁體槽和其中插入ー個(gè)或多個(gè)金屬柱的每ー個(gè)的所述第二端的第二柱槽。
16.如權(quán)利要求15所述用于減少負(fù)載消耗的功率的方法，其特征在干，所述下殼體包括其中插入所述導(dǎo)線的Z字形槽。
全文摘要
公開了一種用于提高電源效率的設(shè)備和方法。根據(jù)本發(fā)明，由于用于提高扭轉(zhuǎn)電磁波的設(shè)備與對(duì)負(fù)載提供電源的電源單元電絕緣，所述設(shè)備能夠與諸如單相電力系統(tǒng)和三相電力系統(tǒng)的供電系統(tǒng)無(wú)關(guān)地使用，并且所述設(shè)備可減少諸如空氣調(diào)節(jié)器和電冰箱的利用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的裝置的功率消耗。
文檔編號(hào)H02H9/04GK102570463SQ20111012555
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者卞泰善, 盧暎雨, 樸昌輝, 樸洙用 申請(qǐng)人:現(xiàn)代摩比斯株式會(huì)社