專利名稱：智能互補波數間控節(jié)電方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明提出一種智能波數互補間控節(jié)電方法及裝置，屬電力-電子技術領域。
目前節(jié)約用電的方法一般有改進用電器本身結構、提高用電器效率;改進旋轉電器的調速方法;以及對無功負荷的補償等。與本發(fā)明最接近的是直流電動機可控硅調速方法及裝置，它是通過加在控制極上的控制信號改變可控硅的導通角以調節(jié)電樞電流，既調了速度又節(jié)約了電能，但是，它的致命的缺點是增加了電網的高次諧波分量，造成對電網的“諧波污染”。
本發(fā)明的目的是提出一種對電網沒有“諧波污染”的、能改善電網負荷波動性的智能波數互補間控節(jié)電方法，并為實現這種節(jié)電方法提供兩種智能波數互補間控節(jié)電裝置的設計方案。
本發(fā)明所提出的智能波數互補間控節(jié)電方法，它是利用可控開關器件，隨著用電器所取有功功率水平的變化，應用運算和邏輯電路，按用電器特點的要求設計成自動對用電器實行波數互補間控或波數間控電抗網路兩種供電方式?？蛇_到大幅度節(jié)約電能的效果。
本發(fā)明的優(yōu)點是(1)節(jié)電效果明顯它可以用在包括直流電動機調速的任何用電器上，特別是用在工業(yè)各種類型用電器上，節(jié)電效果極為明顯。根據現場實測，按原有用電器耗電情況的不同統計，有功省電率達7～40%，無功省電率達20～60%。
(2)對電網沒有“諧波污染”。由于它對可控開關器件的控制過程中，只對完整基波的通或斷進行控制，所以，它不會影響電網的諧波量。
(3)可保證用電器運行平穩(wěn)性、改善電網的負荷波動特性。這是由多路互補間控的設計來實現的。
按用電器特點所設計的智能波數互補間控的供電方式，它是由下述步驟實現的(1)在用電器與供電電源之間的主電路上裝上可控開關器件TRC;
(2)在可控開關器件TRC控制極G加上特別設計的控制信號，該信號是根據用電器所取有功功率水平，經運算、邏輯器件優(yōu)化成有規(guī)律的、可隨機調整的控制信號;
(3)令其規(guī)律是在一個大周期(n倍工頻基波周期)內，對基波的導通數進行間隔控制，即對用電器的供電電源進行波數間控、以合理地控制用電器上電能的輸入，達到節(jié)電目的。
(4)對于同一供電電源帶有2個用電器時，可以在兩個用電器前分別裝上可控開關器件TRC及TRC′，通過邏輯元件使加在TRC和TRC′控制極G和G′上的波數間控信號“互補”，從而確保TRC的導通或截止對應于TRC′的截止或導通;
(5)對于同一供電電源帶有多個(例如2n個)用電器，每個用電器前都裝上可控開關器件，可通過運算及邏輯元件，使加在所有TRC控制極G上的控制信號成為n路互補波數間控信號，從而實現多路互補波數間控供電，既節(jié)約了電能，又改善了電網負荷波動特性。
還可按用電器特點的要求，設計一種智能波數間控電抗網路的供電方式，其實現步驟是在用電器與供電電源之間串接電感、X1A、X2A和可控開關器件TRCA、TRCA′及常開觸點J3A，根據用電器所取有功功率的大小，控制TRCA、TRCA′及J3A的通或斷，分別完成下述三種負荷情況下的運行方式，達到節(jié)電的效果(1)當負荷為額定值的20%以下(低負荷)時，TRCA′及J3A斷開，只有TRCA導通，使X1A、X2A都串在用電回路里，使負荷的端電壓降低，功率因數增大。節(jié)電(2)當負荷為額定值的20～70%(中負荷)時，TRCA及J3A斷開只有TRCA′導通，這時只X2A串在用電回路里，使負荷的端電壓比(1)增加一些，功率因數也增大，節(jié)電(3)當負荷為額定值的70%以上時，使J3A閉合。
(4)當起動時，經過控制電路(圖11)使J3A閉合10秒后再斷開，使TRCA及TRCA′躲過起動電流。
為了實現本發(fā)明所提出的智能波數互補間控的供電方案，設計了一種智能波數互補間控節(jié)電裝置，實施例一描述的是該裝置的設計方案。
實施例一該裝置由主電路(圖1)控制電路(圖2)兩部分所構成。
(1)它的主電路是由有功電流檢測變壓器B1、電流電壓轉換器B2可控開關器件TRC所組成，它們的聯接關系見圖1原理電路圖所示出的，B1原邊線圈B1-1、B1-2并接在A相相電壓兩端，B2的原邊線圈B2-1、B2-2串接在A相線上，可控開關器件TRC-T1接在A相線上，TRC-T2端接在負荷x-1端，x-2端接零、構成主電路;
(2)加在可控開關器件TRC控制極G端的控制電路是一種為產生智能互補波數間控信號特別設計的控制電路，是由圖2邏輯方框圖所包括的單元電路可組成，它們是有功電流分離檢測單元Ⅰ;大周期單元Ⅱ;間控態(tài)連續(xù)態(tài)隨機調整單元Ⅲ;序列脈沖單元Ⅳ;間控互補單元Ⅴ;高頻脈沖發(fā)生單元Ⅵ;保護單元Ⅶ;安全與門Ⅷ及Ⅸ′;第一路互補保護與門Ⅸ-Ⅰ及Ⅸ′-Ⅰ;第一路可控開關觸發(fā)驅動單元;這些單元的電氣聯接如下單元Ⅰ與單元Ⅳ的電源都接到同一相電壓AO端，Ⅰ的輸出端Ⅰ-9與單元Ⅲ的輸入端Ⅲ-2聯接，并且引出一接線端子PA，單元Ⅳ有兩個輸出端，其中一個Ⅳ-13端與單元Ⅱ的輸入端Ⅱ-1聯接，另一個Ⅳ-10與單元Ⅴ的輸入端Ⅴ-13聯接，并引至安全與門的輸入端Ⅸ-3及Ⅸ′-3。單元Ⅱ的輸出端Ⅱ-12接至單元Ⅲ的另一輸入端Ⅲ-5，并設引出端子Z1，單元Ⅲ的輸出端Ⅲ-2接至單元Ⅴ-2端，單元Ⅴ的輸出端Ⅴ-3接至Ⅸ-2，Ⅴ-3接至Ⅶ′-2，高頻脈沖發(fā)生單元Ⅵ的輸出端Ⅵ-9接至安全與門的輸入端Ⅶ-1及Ⅶ′-1，安全與門輸出端了GK及GK′，接至保護與門輸入端Ⅸ-Ⅰ-1、Ⅸ′-Ⅰ-1，第一路保護單元輸出，接至保護與門的另一輸入端Ⅸ-Ⅰ-2及Ⅸ′-Ⅰ-2，保護與門的輸出Ⅸ-Ⅰ-5、Ⅸ′Ⅰ-5，接至第一路可控開關觸發(fā)驅動單元的輸入端。
觸發(fā)驅動單元的輸出G-Ⅰ，T2-Ⅰ，G′-Ⅰ，T′2-Ⅰ分別送至第一路主電路上可控開關器件TRC的控制極G-ⅠT2-Ⅰ，G′與T2′-Ⅰ。
圖3示出了實施例一控制電路中的有功分離檢測電路，它是由有功電流檢測變壓器B1、電流電壓變換器B2;二極管D1、D2;電容器C1、C2、C3;電阻R1、R2所組成。它們的電氣聯接如下B1的原邊線圈兩端B1-1，B1-2接電源相電壓UAO兩端，B2原邊兩端B2-1，B2-2串接在該相線中，B1-4為B1副邊的中必軸頭，它與電流電壓變換器B2的副邊一端B2-3相接，B2副邊的另一端B2-4與電阻R1-2和R2-2相接，二極管D1(+)和D2(+)分別與B1-3，B1-5相聯接，而D1(-)和D2(-)分別接在R1-1與R2-2端，電容C1-1，C1-2和C2-1，C2-2分別并接在R1-1，R1-2和R2-1，R2-2端。電容C3-1，C3-2接在C1-2與C2-2兩端，C3-1端接地，C3-2端輸出，引一輸出端子PA。
圖4示出了實施例一控制電路中的大周期計數電路，它是由一計數器IC1與A/D轉換器IC2所組成，其計數的輸入端IC1-1與脈沖序列形成電路的輸出端ICA-9相聯接，計數器輸出接至A/D轉換轉入端，A/D轉換輸出IC2-15，引出一輸出端子Z;
圖5示出了實施例一控制電路中的間控、連續(xù)隨機調整電路，它是由比例放大器IC3-Ⅰ，鑒幅放大器IC4-Ⅰ，輸入電阻R3、R4，整定電位器RW-Ⅰ，反饋電阻R8所組成，其電氣接線如下從省功電流分離檢測電路輸出端子PA處引線經輸入電阻R3接至IC3-Ⅰ的2輸入端，另一輸入端3經電阻R4接地，IC3-Ⅰ的輸出端9與輸入端2之間跨接一整定電位器RW-Ⅰ，輸出端9與IC4-Ⅰ的4輸入端相接，IC4-Ⅰ的另一輸入端5與大周期計數電路輸出端子Z聯接，IC4-Ⅰ的輸出端2與電源輸入端3之間跨接反饋電阻R8-Ⅰ，為該電路的輸出端子Y命IC4-Ⅰ的輸出端2。
圖6示出了實施例一控制電路中序列脈沖電路，它是由同步變壓器B3、電阻R5、R6、R7穩(wěn)壓管DW、二極管D3，鑒幅較大器ICA、積分電容C4、C5電阻R9、R10，放電二極管D4、D5，反向器IC5，雙時基電路集成塊IC6、IC7，與門IC8、IC9，或門IC10所組成，其電路的聯接如下B3原邊線圈B3-1，B3-2接在有功檢測變壓器原邊的同一相電源UAO上，副邊兩端B3-3、B3-4并接著由R5與DW串接的電路，R5-5與DW負極相聯接，D3并接在DW兩端負極與負極相接，R6與R7串聯，跨接在D3兩端，從R7-2端引線接在ICA-7輸入端，ICA-6端接地，ICA-9端輸出，設一接線端子L，一路接R9-2，經電阻R9接積分電容C4-1，C4-2接地，在C4-1及R9-1連接處引線接至雙時基電路集成塊IC6-1，從IC6-2接至與門IC8輸入端IC8-2，另一輸入端IC8-1與L端子相連接，在R9兩端并接一放電二極管D4，其負極與R9-2連接，二路接一反向器IC5，其輸出端IC5-2又分兩路，一路接至與門IC9-1，另一路經電阻R10接積分電容C5-1，C5-2接地。從C5-1處接至雙時基電路集成塊IC7-1，由IC7-2，接至與門IC9-2，與門IC8與IC9輸出端IC8-3，IC9-3分別接至或門輸入端IC10-1和IC10-2，或門輸出IC10-3端了波形成為所需要的間隔10ms的序列脈沖。
圖7示出了實施例一控制電路中的互補間隔脈沖電路，它是由反向器IC11、IC13單穩(wěn)觸發(fā)器IC12，D觸發(fā)器IC14與非門IC15和IC15′所組成，其接線如下由序列脈沖電路輸出端IC10-3引線接至反向器輸入端IC11-13，其輸出端IC11-12，與單穩(wěn)觸發(fā)器輸入端IC12-6聯接，IC12的輸出端IC12-5與反向器IC13輸入端IC13-9相接，IC13輸出IC13-8接至D觸發(fā)器IC14的輸入端IC14-11，其輸出端IC14-Q及IC14-Q端分別接至與非門IC15-1及IC15′-1，而另一輸入端IC15-2、IC15′-2都與來自間控連續(xù)隨機調整電路輸出端子Y，IC15-3及IC15′-3為互補間隔脈沖電路的兩輸出端。
圖8示出了實施例一控制電路中的保護及可控開關控制極的觸發(fā)驅動電路，它是利用繼電器常開能點在故障時將與門IC18-Ⅰ和IC18′-Ⅰ輸入端1，接地，使控制電路退出的保護電路。
其控制極驅動電路是由三極管BG-Ⅰ和脈變壓器B4等所組成的常規(guī)觸發(fā)驅動電路。
圖9示出了實施例一的多路互補間控觸發(fā)電路，其做法是在第Ⅱ路、第Ⅲ路……直到第N路中增加，比例放大器IC3-Ⅱ，IC3-Ⅲ，IC3-N，鑒幅放大器IC4-Ⅱ、IC4-Ⅲ、IC4-N，整定電位器RW-Ⅱ、RW-Ⅲ、RW-N。電阻R8-Ⅱ、R8-Ⅲ、R8-N，各路保護與門IC18-Ⅱ、IC18-Ⅲ、IC18-N及IC18′-Ⅱ、IC18′-Ⅲ、IC18′-N，各路可控開關觸發(fā)驅動電路Ⅹ-Ⅱ、Ⅹ-Ⅲ、Ⅹ-N及Ⅹ′-Ⅱ、Ⅹ′-Ⅲ、Ⅹ′-N，其電氣接線都與圖9第N路相同，即比例放大器IC3-N的一個輸入端2經輸入電阻R3-N與圖3有功分離檢測電路的輸出端子PA聯接，另一輸入端3經電阻R4-N接地，IC3-N的輸出端9與輸入端2之間跨接整定電位器RW-N，輸出端9與IC4-N的輸入端4相接，IC4-N的另一輸入端5與大周期計數電路輸出端子Z聯接，IC4-N的輸出端2與電源輸入端3之間跨接一反饋電阻R8-N;IC4-N的輸出端2送至N路保護與門IC18-N的輸入端2，IC18-N的另外兩點輸入端1與該路保護電路輸出端子BX相接3端分別與圖7中安全與門IC17和IC17′的輸出端子GK和GK′相聯接，IC18-N及IC18′-N的輸出端4分別與可控開關觸發(fā)驅動電路Ⅹ-N、Ⅹ′-N聯接。
調節(jié)RW-Ⅰ阻值以確定間控與連續(xù)周期的長短，調節(jié)RWⅡ～RW-N的阻值，可置定第Ⅱ～第N路負荷，在大周期內投入運行的時刻。
這樣的觸發(fā)電路可按每路用電器額定功率做成標準單元板，按總功率和路數的需要進行積木式安裝、使用方便。
圖10a示出了序列脈沖及互補間控電路各相應元件的輸出波形uAO(t)是A相電源工頻基波;uICA(t)是ICA輸出波形;uIC5(t)～uIC14(t)是對應于uAO(t)的IC5～IC14的輸出波形;uC4(t)、uC5(t)是C4、C5輸出波形。
圖10b示出了間控連續(xù)隨機調整電路波形uAO(t)是A相電源工頻基波;uZ(t)是Z端子處，即IC4-Ⅰ的輸入端5處的波形，uIC3-g(t)是IC3-g輸出端，即IC4-4輸入端4處的波形。
圖11是一種智能波數間控電抗網路的節(jié)電裝置的原理接線圖，即實施例二它由主電路和控制電路所構成其主電路是由可硅開關器件TRC-A，TRC′A，串接電抗器，X1A、X2A及常開觸點J3A以及有功電流分離檢測變壓器原邊所構成，圖11-Ⅰ示出了它們的聯接關系。
它的控制電路由有功電流分離檢測電路Ⅱ，大、中、小負荷控制轉換電路Ⅲ起動延時電路Ⅳ所組成，圖11-Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ示出的是該控制電路的原理接線圖。
圖11-Ⅴ是波數間控信號電路，其輸出信號GK接到IC105輸入端。
在用電器與供電電源之間串接電感、X1A、X2A和可控開關器件TRCA、TRCA′及常開觸點J3A，根據用電器所取有功功率的大小，控制TRCA、TRCA′及J3A的通或斷，分別完成下述三種負荷情況下的運行方式，達到節(jié)電的效果(1)當負荷為額定值的20%以下(低負荷)時，TRCA′及J3A斷開，只有TRCA導通，使X1A、X2A都串在用電回路里，使負荷的端電壓降低，功率因數增大。節(jié)電30%(2)當負荷為額定值的20～70%(中負荷)時，TRCA及J3A斷開只有TRCA′導通，這時只X2A串在用電回路里，使負荷的端電壓比(1)增加一些，功率因數也增大，節(jié)電20%(3)當負荷為額定值的70%以上時，使J3A閉合。
(4)當起動時，經過控制電路(圖11)使J3A閉合10秒后再斷開，使TRCA及TRCA′躲過起動電流。
(5)在TRCA、TRCA′的控制極G和G′上加上波數間控信號。


圖1.智能互補波數間控節(jié)電裝置主電路圖B1-有功電流桿測變壓器B2-電流電壓轉換器TRC-雙向可控開關器件UAC-A相電源電壓ZX-電氣負荷圖2.可控開關器件控制電路邏輯方框圖Ⅰ-有功電流分離桿測單元Ⅱ-大周期單元Ⅲ-間控、連續(xù)隨機調整單元Ⅳ-序列脈沖單元Ⅴ-互補間隔脈沖單元Ⅵ-高頻脈沖發(fā)生單元Ⅶ-Ⅰ-第Ⅰ路保護單元Ⅷ，Ⅷ′-安全與門Ⅸ-Ⅰ，Ⅸ′-Ⅰ-第Ⅰ路保護與門Ⅹ-Ⅰ，Ⅹ′-Ⅰ-第Ⅰ路可控開關觸發(fā)驅動單元圖3.有功電流分離桿測原理電路圖B1-有功電流桿測變壓器B2-電流電壓變換器D1、D2-整流器R1、R2-電阻C1、C2-電容器UAO-A相電源電壓PA-輸出端子圖4.大周期計數原理電路圖IC1-計數器(集成塊)IC2-數模轉換器(集成塊)V-直流電源L、Z-輸入、輸出端子圖5.間控、連續(xù)隨機調整原理電路圖IC3-Ⅰ-比例放大器(-Ⅰ表示第一路)IC4-J-鑒幅放大器R3、R4-輸入電阻RW-Ⅰ-整定電位器R8-反饋電阻V-直流電源PA、Y-輸入輸出端子圖6.序列脈沖形成原理電路圖B3-A相同步變壓器DW-穩(wěn)壓管D3-整流管R5、R6、R7-電阻ICA-鑒幅放大器IC5-反向器C4、C5-積分電容R9、R10-積分電阻D4、D5-放電二極管IC6、IC7-雙時基集成塊IC8、IC9-與門IC10-或門L、H輸出端子UAO-A相電源電壓圖7.互補間隔脈沖電路圖IC11-反向器IC12-單穩(wěn)觸發(fā)器IC13-反向器IC14-D觸發(fā)器IC15，IC15′-與非門IC16-高頻脈沖發(fā)生器IC17、IC17′-與門H、Y-輸入端子GK、GK′-輸出端子圖8.保護及可控開關控制極的觸發(fā)驅動電路圖V-直流電源R15-電阻J1-1、J2-1、J3-1、…Jn-1-保護繼電器常開觸點IC18-Ⅰ(IC18′-Ⅰ)-與門BG-三極管R11、R12、R13、R14-電阻B4-耦合變壓器
D6、D7、D8-二極管V-直流電源圖9.多路互補間控觸發(fā)電路圖IC3-Ⅱ-第二路比例放大器IC4-Ⅱ-第二路鑒幅放大器IC3-Ⅲ-第三路比例放大器IC4-Ⅲ-第三路鑒幅放大器IC3-N-第N路比例放大器IC4-N-第N路鑒幅放大器RW-Ⅱ、RW-Ⅲ、RW-N-第Ⅱ～N路整定電位器R8-Ⅱ～R8-N-第Ⅱ～第N路與門IC18-Ⅱ～IC18-N-第Ⅱ～第N路與門IC18′-Ⅱ～IC18′-N-第Ⅱ～第N路與門Ⅹ-Ⅱ～Ⅹ-N-可控開關觸發(fā)驅動電路PA、BX、GK、GK′-輸入信號端子G-Ⅱ、G′-Ⅱ、G-Ⅲ、G′-Ⅲ、G-N、G′-N-觸發(fā)驅動輸出端子T2-Ⅱ、T2′-Ⅱ、T2-Ⅲ、T2′-Ⅲ、T2-N、T2′-N-觸發(fā)驅動輸出端子圖10a.序列脈沖及互補間控電路中各相應元件的輸出的波形圖uAO(t)-A相電源工頻基波uICA(t)-ICA輸出波形uIC5(t)～uIC14(t)-對應于uAO(t)的IC5～IC14的輸出波形uC4(t)、uC5(t)-C4、C5輸出波形圖10b.間控連續(xù)隨機調整電路波形圖uAO(t)-A相電源工頻基波uZ(t)-Z端子處，即IC4-Ⅰ的輸入端5處的波形uIC3-Ⅰ-IC3-Ⅰ輸出端，即IC4-Ⅰ輸入端4處的波形圖11.智能波數間控電抗網路節(jié)電裝置電路圖Ⅰ-主電路圖Ⅱ-有功電流分離檢測電路圖Ⅲ-大、中、小負荷控制轉換電路Ⅳ-起動延時電路圖Ⅴ-波數間控信號電路
權利要求
1.一種智能互補波數間控節(jié)電方法是在電源與用電器之間裝有可控開關器件和電抗器，其特征在于其主電路中串有與有功電流檢測變壓器相匹配的電流、電壓變換器，其控制電路中應用運算和邏輯元件，使控制信號能隨用電器所取有功功率水平的變化，完成自動對用電器進行互補波數間控和自動調控電抗網路的供電方式，以達到大幅度節(jié)約電能的效果；所說的自動對用電器進行互補波數間控的供電方式，是由下述步驟實現的(1)在用電器與供電電源之間的主電路上裝上可控開關器件TRC、與有功電流檢測變壓器相匹配的電流、電壓變換器BV/I；(2)在可控開關器件TRC控制極G加上特別設計的控制信號，該信號是根據用電器所取有功功率水平，經運算、邏輯器件優(yōu)化成有規(guī)律的、可隨機調整的控制信號；(3)令其規(guī)律是在一個大周期(n倍工頻基波周期)內，對基波的導通數進行間隔控制，即對用電器的供電電源進行波數間控以合理地控制用電器上電能的輸入；(4)對于同一供電電源帶有2個用電器時，可以在兩個用電器前分別裝上可控開關器件TRC及TRC′，通過邏輯元件使加在TRC和TRC′控制極G和G′上的波數間控信號“互補”，即確保TRC的導通或截止對應于TRC′的截止或導通；(5)對于同一供電電源帶有多個(例如2n個)用電器，每個用電器前都裝上可控開關器件，可通過運算及邏輯元件，使加在所有TRC控制極G上的控制信號成為n路互補波數間控信號，從而實現多路互補波數間控供電；所說的自動調控電抗網路的供電方式，其實現步驟是在用電器與供電電源之間串接電感、X1A、X2A可控開關器件TRCA、TRCA′和與有功電流檢測變壓器相匹配的電流、電壓變換器BV/I；以及在它們首尾跨接的常開觸點J3A，根據用電器所取有功功率的大小，控制TRCA、TRCA′及J3A的通或斷，分別完成下述三種負荷情況下的運行方式(1)當負荷為額定值的30%以下(低負荷)時，TRCA′及J3A斷開，只有TRCA導通，使X1A、X2A都串在用電回路里，使負荷的端電壓降低，功率因數增大；(2)當負荷為額定值的30～70%(中負荷)時，TRCA及J3A斷開只有TRCA′導通，這時只X2A串在用電回路里，使負荷的端電壓比(1)相應增加，功率因數也隨之提高；(3)當負荷為額定值的70%以上時，使J3A閉合；(4)當起動時，經過延時電路使J3A閉合10秒后再斷開，使TRCA及TRCA′躲過起動電流；(5)在TRCA、TRCA′的控制記G和G′上可加波數間控信號。
2.用權利要求1所述的節(jié)電方法設計制造的一種自行互補波數間控節(jié)電裝置，它由主電路和控制電路組成，其特征在于(1)它的主電路是由有功電流檢測變壓器B1、電流電壓轉換器B2可控開關器件TRC所組成，它們的聯接關系是，B1原邊線圈B1-1、B1-2并接在A相相電壓兩端，B2的原邊線圈B2-1、B2-2串接在A相線上，可控開關器件TRC-T1接在A相線上，TRC-T2端接在負荷x-1端，x-2端接零、構成主電路;(2)加在可控開關器件TRC控制極G端的控制電路是一種為產生互補波數間控信號特別設計的控制電路，是由它的邏輯方框圖所包括的單元電路所組成，它們是有功電流分離檢測單元Ⅰ;大周期單元Ⅱ;間控態(tài)連續(xù)態(tài)隨機調整單元Ⅲ;序列脈沖單元Ⅳ;互補間隔脈沖控單元Ⅴ;高頻脈沖發(fā)生單元Ⅵ;保護單元Ⅶ;安全與門Ⅷ及Ⅷ′;第一路互補保護與門Ⅸ-Ⅰ及Ⅸ′-Ⅰ;第一路可控開關觸發(fā)驅動單元Ⅹ-Ⅰ及Ⅹ′-Ⅰ;這些單元的電氣聯接如下單元Ⅰ與單元Ⅳ的電源都接到同一相電壓AO端，Ⅰ的輸出端Ⅰ-9與單元Ⅲ的輸入端Ⅲ-2聯接，并且引出一接線端子PA，單元Ⅳ有兩個輸出端，其中一個Ⅳ-13端與單元Ⅱ的輸入端Ⅱ-1聯接，另一個Ⅳ-10與單元Ⅴ的輸入端Ⅴ-13聯接，并引至安全與門的輸入端Ⅷ-3及Ⅷ′-3，單元Ⅱ的輸出端Ⅱ-12接至單元Ⅲ的另一輸入端Ⅲ-5，并設引出端子Z，單元Ⅲ的輸出端Ⅲ-2接至單元Ⅴ-2端，單元Ⅴ的輸出端Ⅴ-3接至Ⅷ-2，Ⅴ-3接至Ⅷ′-2，高頻脈沖發(fā)生單元Ⅵ的輸出端Ⅵ-9接至安全與門的輸入端Ⅷ-1及Ⅷ′-1，安全與門輸出端GK及GK′，接至保護與門輸入端Ⅸ-Ⅰ-1、Ⅸ′-Ⅰ-1，第一路保護單元Ⅶ-Ⅰ輸出，接至保護與門的另一輸入端Ⅸ-Ⅰ-2及Ⅸ′-Ⅰ-2，保護與門的輸出Ⅸ-Ⅰ-5、Ⅸ′-Ⅰ-5，接至第一路可控開關觸發(fā)驅動單元的輸入端，觸發(fā)驅動單元的輸出G-Ⅰ，T2-Ⅰ，G′-Ⅰ，T′2-Ⅰ分別送至第一路主電路上可控開關器件TRC的控制極G-Ⅰ與陽極T2-Ⅰ，G′-Ⅰ與T2′-Ⅰ。
3.如權利要求2所述的控制電路，它的有功電流分離檢測單元，其特征是它設計了有功電流分離檢測電路，它是由有功電流檢測變壓器B1、電流電壓變換器B2;二極管D1、D2;電容器C1、C2、C3;電阻R1、R2所組成，它們的電氣聯接如下B1的原邊線圈兩端B1-1，B1-2接電源相電壓UAO兩端，B2原邊兩端B2-1，B2-2串接在該相線中，B1-4為B1副邊的中心軸頭，它與電流電壓變換器B2的副邊一端B2-3相接，B2副邊的另一端B2-4與電阻R1-2和R2-2相接，二極管D1(+)和D2(+)分別與B1-3，B1-5相聯接，而D1(-)和D2(-)分別接在R1-1與R2-2端，電容C1-1，C1-2和C2-1，C2-2分別并接在R1-1，R1-2和R2-1，R2-2端。電容C3-1，C3-2接在C1-1與C2-1兩端，C3-1端接地，C3-2端輸出，引一輸出端子PA。
4.如權利要求2所述的控制電路它的大周期單元，其特征在于它設計了大周期計數電路，是由一計數器IC1與A/D轉換器IC2所組成，其計數的輸入端IC1-1與脈沖序列形成電路的輸出端ICA-9相聯接，計數器輸出接至A/D轉換轉入端，A/D轉換輸出IC2-15，引出一輸出端子Z。
5.如權利要求2所述的控制電路，它的間控連續(xù)隨機調整單元，其特征在于它設計了間控、連續(xù)隨機調整電路，它是由比例放大器IC3-Ⅰ，鑒幅放大器IC4-Ⅰ，輸入電阻R3、R4，整定電位器RW-Ⅰ，反饋電阻R8所組成，其電氣接線如下從有功電流分離檢測電路輸出端子PA處引線經輸入電阻R3接至IC3-Ⅰ的2輸入端，另一輸入端3經電阻R4接地，IC3-Ⅰ的輸出端9與輸入端2之間跨接一整定電位器RW-Ⅰ，輸出端9與IC4-Ⅰ的4輸入端相接，IC4-Ⅰ的另一輸入端5與大周期計數電路輸出端子Z聯接，IC4-Ⅰ的輸出端2與電源輸入端3之間跨接反饋電阻R8-Ⅰ，IC4-Ⅰ的輸出端2引出該單元的輸出端子Y。
6.如權利要求2所述的控制電路它的序列脈沖單元，特征在于所設計的序列脈沖電路是由同步變壓器B3、電阻R5、R6、R7穩(wěn)壓管DW、二極管D3，鑒幅放大器ICA、積分電容C4、C5電阻R9、R10，放電二極管D4、D5，反向器IC5，雙時基電路集成塊IC6、IC7，與門IC8、IC9，或門IC10所組成，其電路的聯接如下B3原邊線圈B3-1，B3-2接在有功電流檢測變壓器原邊的同一相電源UAO上，副邊兩端B3-3、B3-4并接著由R5與DW串接的電路，R5-5與DW負極相聯接，D3并接在DW兩端負極與負極相接，R6與R7串聯，跨接在D3兩端，從R7-2端引線接在ICA-7輸入端，ICA-6端接地，ICA-9端輸出，設一接線端子L，一路接R9-2，經電阻R9接積分電容C4-1，C4-2接地，在C4-1及R9-1連接處引線接至雙時基電路集成塊IC6-1，從IC6-2接至與門IC8輸入端IC8-2，另一輸入端IC8-1與L端子相連接，在R9兩端并接一放電二極管D4，其負極與R9-2連接，第二路接一反向器IC5，其輸出端IC5-2又分兩路，一路接至與門IC9-1，另一路經電阻R10接積分電容C5-1，C5-2接地，在R10兩端并接一放電二極管D5，從C5-1處接至雙時基電路集成塊IC7-1，由IC7-2，接至與門IC9-2，與門IC8與IC9輸出端IC8-3，IC9-3分別接至或門輸入端IC10-1和IC10-2，或門輸出IC10-3端的波形成為所需要的間隔10ms的序列脈沖。
7.如權利要求2所述的控制電路它的互補間隔脈沖單元，其特征在于它設計了互補間隔脈沖電路，是由反向器IC11、IC13單穩(wěn)觸發(fā)器IC12，D觸發(fā)器IC14與非門IC15和IC15′所組成，其接線如下由序列脈沖電路輸出端IC10-3引線接至反向器輸入端IC11-13，其輸出端IC11-12，與單穩(wěn)觸發(fā)器輸入端IC12-6聯接，IC12的輸出端IC12-5與反向器IC13輸入端IC13-9相接，IC13輸出IC13-8接至D觸發(fā)器IC14的輸入端IC14-11，其輸出端IC14-Q及IC14-Q端分別接至與非門IC15-1及IC15′-1，而另一輸入端IC15-2、IC15′-2都與來自間控連續(xù)隨機調整電路輸出端Y，IC15-3及IC15′-31為互補間隔脈沖電路的兩輸出端。
8.如權利要求2所述的控制電路其特征在于它可以接成多路互補間控觸發(fā)電路，其做法是在第Ⅱ路、第Ⅲ路……直到第N路中增加比例放大器IC3-Ⅱ，IC3-Ⅲ，IC3-N，鑒幅放大器IC4-Ⅱ、IC4-Ⅲ、IC4-N，整定電位器RW-Ⅱ、RW-Ⅲ、RW-N，電阻R8-Ⅱ，R8-Ⅲ、R8-N，各路保護與門IC18-Ⅱ、IC18-Ⅲ、IC18-N及IC18′-Ⅱ、IC18′-Ⅲ、IC18′-N，各路可控開關觸發(fā)驅動電路Ⅹ-Ⅱ、Ⅹ-Ⅲ、Ⅹ-N及Ⅹ′-Ⅱ、Ⅹ′-Ⅲ、Ⅹ′-N，其電氣接線都與第N路相同，即比例放大器IC3-N的一個輸入端2經輸入電阻R3-N與圖3有功電流分離檢測電路的輸出端子PA聯接，另一輸入端3經電阻R4-N接地，IC3-N的輸出端9與輸入端2之間跨接整定電位器RW-N，輸出端9與IC4-N的輸入端4相接，IC4-N的另一輸入端5與大周期計數電路輸出端子Z聯接，IC4-N的輸出端2與電源輸入端3之間跨接一反饋電阻R8-N;IC4-N的輸出端2送至N路保護與門IC18-N的輸入端2，IC18-N的另外兩個輸入端1與該路保護電路輸出端子BX相接3端分別與安全與門IC17和IC17′的輸出端子GK和GK′相聯接，IC18-N及IC18′-N的輸出端4分別與可控開關觸發(fā)驅動電路Ⅹ-N、Ⅹ′-N聯接。
9.用權利要求1所述的節(jié)電方法設計制造的一種自動調整電抗網路的節(jié)電裝置，它由主電路和控制電路所組成，其特征在于它的主電路Ⅰ是由有功電流檢測變壓器B1、電流電壓變換器BV/I，可控開關元件TRCA、TRCA′，電抗器X1A、X2A和繼電器J3-A常開觸點與負荷ZX所組成，其聯接關系是有功電流檢測變壓器B1的原邊，跨接在A相線與零線之間，電流電壓變換器BV/Ⅰ的原邊、可控開關元件TRCA、電抗器X1A、X2A和負荷依次串聯，并跨接在A相電源的相線A與零線O上，在TRCA-1陰極端與電抗器X1A-2端跨接另一可控開關元件TRCA′，在電流電壓變換器BV/Ⅰ-1端與負荷1端之間跨接繼電器J3A的常開觸點;它的控制電路是由有功電流檢測電路Ⅱ、大、中、小負荷控制轉換電路Ⅲ和起動延時電路Ⅳ所組成，其中，有功電流檢測電路Ⅱ是如權利要求5所述的同樣的電路所構成，大、中、小負荷控制轉換電路Ⅲ是由運算放大器IC101和IC109;雙基極集成塊IC102和IC110;反相器IC103和IC111;單穩(wěn)觸發(fā)器IC104和IC102;與門IC105和IC113以及反相器IC106，高頻信號源ZD;與門IC107和IC108所組成，其電氣聯接關系如下從有功分離檢測電路的輸出端子PA處引出兩路，一路接至大負荷調控電路的IC109輸入端2，IC109的輸出端9接至IC110輸入2端，IC110的輸出端13接至IC111的輸入端2和與門IC113的1端，IC111的輸出端5接至IC112的輸出端3，IC112的輸出端9接至與門IC113的2端，與門IC113的輸出端5接至延時電路中的與門IC117的1端，另一路接至中、小負荷調控電路IC101的輸入端2，IC101的輸出端9接至IC102輸入2端，IC102輸出13端，接至IC103輸出2端和與門IC105的1端，IC103的輸出5端接至IC104輸出3端，IC104輸出9端接至與門IC105的2端，IC105的輸出端4接至兩路，一路經IC106接到與門IC107-1，另一路直接IC108-1，而IC107-2與IC108-2并聯后接至ZD-9，IC107的輸出端接至CF-G′，IC108的輸出接至CF-G，其啟動延時電路是由時鐘集成塊IC114雙時基集成塊IC115反相器，IC116、IC118與門IC117，反相器IC118，半導體開關管BG和繼電器J3-A所構成的常規(guī)延時電路。
10.如權利要求9所述的一種智能自動調整電抗網路的節(jié)電裝置中所說的電抗器X1A、X2A，其特征在于最好是做成三鐵芯柱，三繞組的結構，在主電路中的聯接最好使每個三繞組電抗器中的兩個繞組并聯后跨接在第三繞組與TRCA或TRCA′串聯電路的兩端。
全文摘要
一種智能波數互補控制節(jié)電方法及裝置，其主電路由雙向可控開關器件、有功電流檢測變壓器、電流電壓轉換器等組成，它是利用可控開關器件，隨著用電器所取有功功率水平的變化對用電器實行波數互補間控或波數間控電抗網路的供電方式。它適用于各種類型的用電器上，有功省電率最高可達40％，無功省電率最高可達60％，且對電網沒有“諧波污染”還可保證用電器運行平穩(wěn)、改善電網的負荷波動性。
文檔編號H02M5/257GK1075578SQ9210091
公開日1993年8月25日 申請日期1992年2月19日 優(yōu)先權日1992年2月19日
發(fā)明者陳保祿 申請人:陳保祿