CN102257701A - 电力调整器及远程电力控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力调整部(130)，其特征在于，包括：电力输入线(181)；与电力输入线(181)相连接且覆盖铁芯的1次绕组；2次绕组，所述2次绕组的至少一部分与所述1次绕组共用；连接到所述1次绕组中的预定位置以确定所述1次绕组和所述2次绕组双方匝数的至少一个分接抽头(132、133、134)；一端与所述至少一个分接抽头(132、133、134)分别相连接且另一端与共用线相连接以改变所述1次绕组和所述2次绕组双方的匝数的至少一个开关部件(S1、S2、S3)；以及将由所述1次绕组励磁的所述2次绕组所产生的电力输出的输出线(182)，通过关闭所述至少一个开关部件(S1、S2、S3)中的任一个来决定所述1次绕组和所述2次绕组双方的匝数。

Description

电力调整器及远程电力控制装置

技术领域

本发明涉及电力调整器及远程电力控制装置，特别涉及在远程控制电力的远程电力控制装置。

背景技术

通常，供至家庭、工业场所的电源，由于负载量或外部环境的变化存在诸多不稳定因素。对应于这样的状况虽然提出了用于针对负载提供稳定的电力的方法，但这种情况下，为了与所希望的电压一致而缠绕线圈或设置多种输出分接抽头来输出多种电压。

例如，可以举出以下方式，即在由1次绕组(通常，匝数固定)所励磁的2次绕组(通常，匝数不固定)上设置多个分接抽头(a、b、c等)以输出多种强度的电压。

这种情况下，在1次绕组中施加220V的电压时，如果将2次绕组的各个分接抽头设置成依次降低5V电压的方式，则可以从第1分接抽头(a)输出200V、从第2分接抽头(b)输出205V、从第3分接抽头(c)输出210V的电压至输出端。即，选择性地输出差值较大的离散的输出电压。因此，由这样的以往的方式，不能提供用户所需的精密且细微的电压调整。

另外，根据这样的以往的方式，对于在户外、高层、危险场所等用户难以接近的场所要求设置电力控制装置的情况下，难以稳定地进行电力控制。而且，还存在如下缺点，即在电力控制产生异常的情况下，用户无法对其进行监视、控制。

发明内容

技术问题

在此，本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种远程控制装置，该远程控制装置能够通过改变1次绕组匝数和2次绕组匝数的双方来选择电压并由此远程进行精密且细微的电力控制。

另外，本发明的其他目的在于提供一种远程控制装置，其能够利用监视1次电源部的电压及电流等远程监视功能来收集资料并基于收集的资料在适用场所进行更适当的电力控制。

进而，本发明另一目的在于提供一种电力调整器，其通过改变1次绕组匝数和2次绕组匝数的双方来精密且细微地改变电压并输出电压。

技术性解决方法

为了实现上述目的，本发明的电力调整器的特征在于，包括：电力输入线；连接到所述电力输入线且覆盖铁芯的1次绕组；2次绕组，所述2次绕组的至少一部分与所述1次绕组共用；连接到所述1次绕组中的预定位置以确定所述1次绕组和所述2次绕组双方的匝数的至少一个分接抽头；一端与所述至少一个分接抽头分别相连接且另一端与共用线相连接以改变所述1次绕组和所述2次绕组双方的匝数的至少一个开关部件；以及将由所述1次绕组励磁的所述2次绕组所产生的电力输出的输出线，通过关闭所述至少一个开关部件中的任一个来决定所述1次绕组和所述2次绕组双方的匝数。

所述电力调整器，在所述1次绕组的匝数大于所述2次绕组的匝数且所述至少一个分接抽头从所述1次绕组的下端开始依次连接的情况下，与关闭的开关部件相连接的分接抽头离所述1次绕组的下端越近则可以输出的电力越大。

所述开关部件可以包括三端双向可控硅开关(TRIAC)和半导体继电器(SSR)中的至少一种。

此外，本发明的远程电力控制装置的特征在于，包括：上述电力调整器；传感部，所述传感部连接到所述电力调整器的电力输入线和电力输出线中至少一个以传感检测输入电力和输出电力的至少一个；以及控制部，所述控制部将由所述传感部所传感检测出的电力与已设定的值相比较并参照比较结果来改变所述电力调整器的输出电力。

所述传感部对所述电力输入线和所述电力输出线中的至少一个上所施加的电流或者电压进行传感检测。

所述控制部可以通过切换所述电力调整器的至少一个开关部件中任一个的状态来改变所述电力调整器的输出电力。

如果由所述传感部所传感检测出的电力大于已设定的值，则所述控制部可以降低所述输出电压，如果由所述传感部检测的电力小于已设定的值，则所述控制部可以提高所述输出电压。

所述控制部可以在与所述电力输出线相连接的负载启动所需要的预定时间内将所述电力调整器的输出电力维持为固定。

在所述电力调整器的输出电力被改变后，所述控制部可以在预定的时间内将所述电力调整器的输出电力固定地维持在所述改变后的输出电力。

所述远程电力控制装置可以进一步包括通信部，所述通信部向外部发送与由所述传感部传感检测的所述输入电力或所述输出电力有关的信息，并从外部接收与所述电力调整器的输出电力的改变有关的信息。

所述远程电力控制装置可以进一步包括远程监视控制部，所述远程监视控制部基于用户的输入而远程控制所述电力调整器的输出电力。

所述远程电力控制装置可以进一步包括显示部，所述显示部对发送自所述通信部的信息进行显示。

有益效果

根据本发明，具有能够提供如下的远程控制装置的效果，该远程控制装置能够通过改变1次绕组匝数和2次绕组匝数双方以选择电压，由此远程进行精密且细微的电力控制。

另外，作为本发明的其他效果，例如可以提供如下的远程控制装置，该远程控制装置能够利用监视1次电源部的电压和电流等远程监视功能来收集资料，并基于收集的资料在适用场所进行更适当的电力控制。

而且，作为本发明的另一效果，例如可以提供电力调整器，通过改变1次绕组匝数和2次绕组匝数双方来精密且细微地改变电压以输出电压。

附图说明

图1为本发明的一个实施方式中用于远程控制电力的远程电力控制装置的线路框图。

图2为图1的远程电力控制装置中用于调整电力的电力调整部的放大的线路图。

图3为图2的电力调整部中第1开关S1关闭时的等价线路图。

图4为图2的电力调整部中第2开关S2关闭时的等价线路图。

图5为图2的电力调整部中第3开关S3关闭时的等价线路图。

图6显示根据本发明的一个实施方式由监视1次侧电力以远程控制电力的过程的流程图。

附图标记说明

100    电源部

110    传感部

120    控制部

130    电力调整部

131    绕组

132    第1分接抽头

133    第2分接抽头

134    第3分接抽头

S1     第1开关

S2     第2开关

S3     第3开关

140    第1收发部

150    第2收发部

160    远程监视控制部

170    负载

具体实施方式

以下，参照附图描述本发明的优选实施方式。

图1为本发明的一个实施方式中用于远程控制电力的远程电力控制装置的线路框图。该线路框图的远程电力控制装置包括电源部100、传感部110、控制部120、电力调整部130、第1收发部140、第2收发部150、远程监视控制部160、负载170等而构成。对这些构成要素的说明如下。

电源部100是电力输入端，向各构成要素例如控制部120、电力调整部130等供给电力。一般，电源部100使用输入自电力线的交流电源。一般，从配电用变电所(2次变电所)输送来的电通过变压器降压到配电用低压以输送到建筑物、工厂等，或通过配电线路输送到柱上变压器，这种情况下，由柱上变压器再将电压降至例如约220～380V以供给家庭。因此，供至本发明的电源部100的电力可以是一般所用的常用电源。但是，这只是用于例示，本发明不限于此。

传感部110位于电源部100和电力调整部130之间，传感检测从电源部100向电力调整部130侧流动的电流。即，传感部中具有电流传感器。当然，也可以不传感检测电流而设置电压传感部111来传感检测电压。因此，传感部110检测电流或电压，或者同时检测电流和电压，并将检测出的值发送给控制部120。

当然，本发明中为了方便理解，附图中仅说明了传感检测输入至电力调整部130中的电力，但还可以传感检测从电力调整部130输出的电力。当然，这时也可以检测电流或电压，或者同时检测电流和电压。

另外，也可以构成对于电力调整部130的输入和输出的任一种均能够传感检测的传感部110。

控制部120通常由微处理器和多个存储元件等构成。因此，与远程电力控制装置内的构成要素之间进行信号和数据的处理并进行交换。为此，其储存有数据和程序等，以实施用于远程电力控制的算法。

即，控制部120接收与由传感部110所传感检测的电流或电压有关的数据，将该数据与设定的数据相比较，在测定的电流或电压高于或低于已设定的值的情况下，向电力调整部130发送控制信号以进行电力控制，并将与如上所述的控制过程有关的信息通过第1收发部140发送给第2收发部150。关于这样的电力调整过程，在后文中参照图6所示的流程图进行描述。

电力调整部130的作用是接收来自控制部120的指令，提高电压或降低电压以向负载170侧提供稳定的电力。当然，电力调整部130可以接受来自电源部100的电力供给。用于进行这样的提高电压或降低电压的过程的线路图如图2所示。关于此，将参照图2～图5在后文描述。

另外，说明图1的构成。为了进行远程控制，构造了第1收发部140、第2收发部150和远程监视控制部160。为了发送或接受数据和信号，第1发送部140和第2接收部150可以利用诸如有线LAN或RS-485等有线通信，也可以利用诸如蓝牙、无线LAN、超低功耗蓝牙无线技术(wibree)、红外线通信等无线通信。

因此，第1收发部140接受来自控制部120的、与传感检测到的电流或电压有关的数据并将其发送到第2收发部150，并接受由第2收发部150传输的、来自远程监视控制部160的用户设定的值或变更值等信息。

远程监视控制部160担负着基于从控制部120送来的信息而将下述信息实时提供给用户的功能，即是否在稳定地进行电力控制所涉及的信息。为此，远程监视控制部160也具有微处理器和存储器等，并存储有数据和程序，由此实施远程监视的算法。

另外，为了方便用户，可以安装显示装置。当然，为了能够基于传输的数据而变化，也可以具有输入装置。与此同时，远程监视控制部160具有第2收发部150，以将数据和信号等信息传输给第1送信部140，并接受来自第1送信部140的传输。

图2是图1的远程电力控制装置中用于调整电力的电力调整部的放大线路图。电力调整部中构造有绕组131、第1分接抽头132、第2分接抽头133、第3分接抽头134、第1开关136、第2开关137、第3开关138等。当然，除此以外，还有与绕组131相连接的输入线181、输出线182、共用线183，由于这些构成要素是已知的，关于这些部分省略进一步说明。

以下对上述电力调整部的动作进行说明。自动变压器的情况下，通常，1次绕组和2次绕组缠绕在一个铁芯上，在1次绕组上在预定的长度处设置分接抽头，由这样的分接抽头形成2次绕组。

因此，本发明中，为了能改变1次绕组和2次绕组双方的匝数，将第1分接抽头132、第2分接抽头133、第3分接抽头134分别连接到1次绕组的相互不同的预定位置处，对应于上述的各分接抽头而连接有第1开关S1、第2开关S2、第3开关S3，这些开关与共用线183相连接。当然，开关S1、S2、S3可以通过例如类似继电器、TRIAC、SCR、IC的线路等以实现开关动作。

以下对于开关S1、S2、S3与共用线183连接时的等价线路图进行说明。首先，图3示出了第1开关S1关闭时的例子。即，当与第1分接抽头132相连接的第1开关S1关闭时，第1分接抽头132被连接至共用线183，由此，生成1次绕组匝数N1和2次绕组匝数N2。

当然，这种情况下，1次绕组匝数N1上施加的电压为V1，2次绕组匝数N2上施加的电压为V2＝V1×N2/N1。即，与1次绕组匝数N1成比例来构成2次绕组匝数N2，由1次绕组匝数N1励磁2次绕组匝数N2，生成输出电压V2。

接着，参照图4说明如下。当然，图4是图2的电力调整部中第2开关S2关闭时的等价线路图。即，当与第2分接抽头133相连接的第2开关S2关闭时，第2分接抽头133被连接至共用线183，由此，生成1次绕组匝数N3和2次绕组匝数N4。

当然，这种情况下，1次绕组匝数N3上施加的电压为V1，2次绕组匝数N4上施加的电压为V2＝V1×N4/N3。

这里，V1和V2与上述第1开关S1关闭时，第1分接抽头132上涉及的电压不同。如图所示，由于匝数的长度各不相同，对其输入的电压也不同，输出的电压也不同。当然，以下说明的在第3开关S3和第3分接抽头134的情况下的输入的电压、输出的电压也均不同。

因此，与1次绕组匝数N3成比例来构成2次绕组匝数N4，由1次绕组匝数N3励磁2次绕组匝数N4，生成输出电压V2。对此进行说明的附图如图4所示。

最后，参照图5说明如下。当然，图5是图2的电力调整部中第3开关S3关闭时的等价线路图。即，当与第3分接抽头134连接的第3开关S3关闭时，第3分接抽头134被连接至共用线183，因此，生成1次绕组匝数N5和2次绕组匝数N6。

当然，这种情况下，在1次绕组匝数N5上施加的电压为V1，2次绕组匝数N6上施加的电压为V2＝V1×N6/N5。

参照图2以及图3～图5，进一步进行说明。各匝数的分割比率为1∶7∶1∶1，各开关S1、S2、S3关闭时的绕组匝数比如下所示。

1)第1开关S1关闭时，2次绕组相对于1次绕组的匝数比＝N2/N1

2)第2开关S2关闭时，2次绕组相对于1次绕组的匝数比＝N4/N3

3)第3开关S3关闭时，2次绕组相对于1次绕组的匝数比＝N6/N5

因此，N2/N1∶N4/N3∶N6/N5依次为9/10∶8/9∶7/8＝0.9∶0.88∶0.87。所以，可以表示如下，即N2/N1＞N4/N3＞N6/N5。

2次电压如下式所示。

【数1】

2次电压＝1次电压×2次绕组匝数/1次绕组匝数

即，第1开关S1关闭时2次绕组中传输最大电力(电压或电力，本说明书中混用)，第2开关S2关闭时2次绕组中传输较小的电力，第3开关S3关闭时2次绕组中传输最小电力。

因此，与以往的电力调整器中仅改变2次绕组匝数不同，本发明由于1次绕组匝数和2次绕组匝数的任一方均被改变，可以更精密地调整电力。即，如上所说明的，匝数比如0.88、0.87等精密且细微。与此不同，在根据以往的技术方式的情况下，在与上述以相同的1次绕组匝数的比率来制作符合上述的2次电压的比率的制品时，必须准确地缠绕2次绕组匝数。例如，为了得到0.88的比率，相对于1次绕组匝数10就必须以2次绕组匝数相当于8.8左右来缠绕2次绕组，然而制作这样的2次绕组很困难，要求非常细致的操作。

在本发明中，由3个分接抽头和与该3个分接抽头相连接的3个开关构成，但这是为了促进对本发明的理解，还可以由更多的分接抽头和开关构成。

以下，参照图6及图1说明上述改变电力的过程。图6是表示根据本发明的一个实施方式监视1次侧电力以进行远程电力控制的过程的流程图。

在我们周围存在例如使用电动机的负载或灯等，初始启动时所需电力条件与初始启动结束之后所需电力条件不同的产品。因此，有一个初始化的过程(步骤S600)，之后，图1的控制部120为了稳定负载而在预定时间(称为第1预定时间)内维持额定电力，即，输出自图1的电源部100的电力(步骤S610)。

在维持了第1预定时间后，图1的控制部120对传感检测到的输入电力是否大于额定电力进行判断(步骤S620)。

如果判断结果是输入电力大于额定电力，则控制部120向电力调整部130发送降低输出电力的控制信号以改变输出电力，并维持该改变后的电力预定时间(称为第2预定时间)(步骤S622)。此后，再重复步骤S620。

在步骤S620，如果并非如此而判断结果是输入电力不大于额定电力时，则控制部120对该输入电力是否小于额定电力进行判断(步骤S630)。

如果判断结果是输入电力小于额定电力，则控制部120向电力调整部130发送提高输出电力的控制信号以改变输出电力(步骤S631)，并维持该提高后的电力第2预定时间(步骤S622)。此后，再重复步骤S620。

在步骤S630，如果并非如此而判断结果是输入电力不小于额定电力，则将该输入电力维持在输出电力预定时间(称为第3预定时间)(步骤S640)。即，不改变输入电力，而以输出电力施加于负载170。

上述控制过程是以传感检测由图1的电源部100输入至电力调整部130的电力的情况为例进行的说明，但如上所述，本发明也可以传感检测输出的电力来控制电力。

为了促进理解，对图6记载的控制过程进一步进行说明的话，在初始启动时所必需的预定时间内供给额定电力来输送电力以使启动不会难以进行，启动结束后提高或降低电力并传输电力以符合正常动作所需的负载条件，从而使得负载顺畅地动作，按照所设置的条件来运行。

另外，基于通过远程检测得到的资料可以融通性良好地进行初期条件以及用于电力转换的条件的判断。

以上，参照附图对本发明的优选的一个实施方式进行了说明，但本发明的权利要求范围并不限于上述实施方式，本领域技术人员能够理解可以有多种变形例。因此，本发明的范围应该由权利要求书的范围以及其等价物来确定。

Claims (12)

1.一种电力调整器，其特征在于，包括：

电力输入线；

与所述电力输入线相连接且覆盖铁芯的1次绕组；

2次绕组，所述2次绕组的至少一部分与所述1次绕组共用；

连接到所述1次绕组中的预定位置并确定所述1次绕组和所述2次绕组双方的匝数的至少一个分接抽头；

一端与所述至少一个分接抽头分别相连接且另一端与共用线相连接以改变所述1次绕组和所述2次绕组双方的匝数的至少一个开关部件；以及

将由所述1次绕组励磁的所述2次绕组所产生的电力输出的输出线，

通过关闭所述至少一个开关部件中的任一个来决定所述1次绕组和所述2次绕组双方的匝数。

2.根据权利要求1所述的电力调整器，其特征在于，在所述1次绕组的匝数大于所述2次绕组的匝数且所述至少一个分接抽头从所述1次绕组的下端开始依次连接的情况下，与关闭的开关部件相连接的分接抽头离所述1次绕组的下端越近则输出的电力越大。

3.根据权利要求1所述的电力调整器，其特征在于，所述开关部件包括三端双向可控硅开关(TRIAC)和半导体继电器(SSR)中的至少一种。

4.一种远程电力控制装置，其特征在于，包括：

权利要求1所述的电力调整器；

传感部，所述传感部连接到所述电力调整器的电力输入线和电力输出线中至少一个以传感检测输入电力和输出电力的至少一个；以及

控制部，所述控制部将由所述传感部传感检测出的电力与已设定的值相比较并参照比较结果来改变所述电力调整器的输出电力。

5.根据权利要求4所述的远程电力控制装置，其特征在于，所述传感部对所述电力输入线和所述电力输出线中的至少一个上所施加的电流或者电压进行传感检测。

6.根据权利要求4所述的远程电力控制装置，其特征在于，所述控制部通过切换所述电力调整器的至少一个开关部件中的任一个的状态来改变所述电力调整器的输出电力。

7.根据权利要求4所述的远程电力控制装置，其特征在于，所述控制部在由所述传感部传感检测出的电力大于已设定的值的情况下降低所述输出电压，在由所述传感部传感检测的电力小于已设定的值的情况下提高所述输出电压。

8.根据权利要求4所述的远程电力控制装置，其特征在于，所述控制部在与所述电力输出线相连接的负载启动所需要的预定时间内将所述电力调整器的输出电力维持为固定。

9.根据权利要求4所述的远程电力控制装置，其特征在于，在所述电力调整器的输出电力被改变后，所述控制部在预定的时间内将所述电力调整器的输出电力固定地维持在所述改变后的输出电力。

10.根据权利要求4所述的远程电力控制装置，其特征在于，进一步包括通信部，所述通信部向外部发送与由所述传感部传感检测的所述输入电力或所述输出电力有关的信息，并从外部接收与所述电力调整器的输出电力的改变有关的信息。

11.根据权利要求10所述的远程电力控制装置，其特征在于，进一步包括远程监视控制部，所述远程监视控制部基于用户的输入而远程控制所述电力调整器的输出电力。

12.根据权利要求10所述的远程电力控制装置，其特征在于，进一步包括显示部，所述显示部对发送自所述通信部的信息进行显示。

Images