CN104882888A - 一种单相节电补偿控制盒 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子插件的连接设备和节电补偿控制技术领域，具体涉及一种单相节电补偿控制盒，包括控制盒壳体和电源输入孔，还包括设置在控制盒壳体内部的接线柱和节电控制模块，以及设置在控制盒壳体上的电源总开关、单相电源插孔和三相电源插孔，所述电源总开关的一端与火线A连接，所述单相电源插孔、三相电源插孔与节电控制模块并联后的一端与电源总开关的另一端连接，所述单相电源插孔、三相电源插孔、节电控制模块并联后的另一端与零线B连接，本发明的节电补偿控制盒具有很好的防雷作用，以及较好地提高功率因素、消除谐波和节能的效果，以减少供电线路中的电压波动，降低线路损耗。

Description

一种单相节电补偿控制盒

技术领域

本发明属于电子插件的连接设备和节电补偿控制技术领域，具体涉及一种单相节电补偿控制盒。

背景技术

节电补偿控制盒适用于各种家用电器设备，很方便，省时省力，是现代人们生活中必备的电子设备，在各种高负荷用电的私场合、办公楼、酒店、车站、公寓和普通家居中均可使用各种类型的节电补偿控制盒，，随着我国的经济不断发展，人民的生活水平不断提高，每家每户都增添了很多的家用电器，在人们所居住或者活动的场所，每天需要耗费大量的电能，输电线路功率损耗大，不能使用电设备发挥最好性能且造成了大量电能的浪费，因此，在不影响插座供电的影响前提下，将连接在输电线上的插座加以改进，研发设计出能降低用电设备的电能损耗，且对用电线路的电能进行无功补偿的节电补偿控制盒，在国家积极倡导节能减排的大环境下，具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的为解决现有技术的上述问题，提供了一种节电效果好、能有效防雷击的单相节电补偿控制盒，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种单相节电补偿控制盒，包括控制盒壳体和电源输入孔，其特征在于：还包括设置在控制盒壳体内部的接线柱和节电控制模块，以及设置在控制盒壳体上的电源总开关、单相电源插孔和三相电源插孔，所述电源总开关的一端与火线A连接，所述单相电源插孔、单相电源插孔、三相电源插孔与节电控制模块7并联后的一端与电源总开关的另一端连接，所述单相电源插孔、三相电源插孔、节电控制模块并联后的另一端与零线B连接，单相电源插孔和三相电源插孔为用电设备提供电源输入接口。

优选地，所述节电控制模块包括SVPWM模块、防雷器VR、IGBT晶体管T1、IGBT晶体管T2、吸收电感L1、吸收电感L2、滤波电感L3、滤波电容C1和补偿指示电路，所述补偿指示电路包括电阻R1、电阻R2和发光二极管D1，所述防雷器VR的一端分别与IGBT晶体管T1的集电极和吸收电感L1的一端并联连接，所述雷器VR的另一端与控制盒壳体或地连接，所述IGBT晶体管T1的发射极与IGBT晶体管T2的集电极串联连接，所述IGBT晶体管T2的发射极与零线B连接，所述滤波电感L3和滤波电容C1并联连接后的一端分别与吸收电感L1的另一端和电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与发光二极管D1的阳极连接，所述发光二极管D1的阴极与电阻R2的一端连接，所述滤波电感L3和滤波电容C1并联连接后的另一端与吸收电感L2的一端和电阻R2的另一端并联连接，所述吸收电感L2的另一端与零线B连接，SVPWM模块用于实时监控供电线路AB之间的负载变化情况输出相应的脉冲信号，将输出的脉冲信号送给IGBT晶体管T1和IGBT晶体管T2的栅极，进行调整供电线路中所需补偿无功。

作为本发明优选地，所述吸收电感L2为可调电感。

作为本发明优选地，所述补偿指示电路中的电阻R1和电阻R2的阻值相等。

作为本发明优选地，所述滤波电感L3和滤波电容C1组成的并联滤波回路为一组、两组或三组。

优选地，所述吸收电感L2电感值为吸收电感L1电感值的2.5倍。

综上所述，本发明还具有以下有益效果：

(1)本发明可有效地滤除供电线路中的各种谐波，有效地改善电能质量，保障用电设备的正常运行，提高功率因数，功率因数达到94％以上，本发明的补偿控制盒安全可靠、性能稳定可靠，可以减少电压的波动，提高用电设备工作电压的稳定性，降低线路损耗。

(2)本发明能实时监控供电线路的负载变化并进行脉冲调制控制，同时，当用供电线路或用电设备出现瞬态变化影响时(如雷击、用电设备突然启动、关闭等)，会产生较的高电压和较大的电流，起到了保护系统电路的作用并可以有效滤除线路中的高频纹波，消除了影响，达到节能的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种单相节电补偿控制盒的结构示意图。

图2是本发明种单相节电补偿控制盒中的节电控制模块原理结构图。

附图中，1-控制盒壳体，2-电源输入孔，3-接线柱，4-单相电源插孔，5-三相电源插孔，6电源总开关，7-节电控制模块，8-吸收电感L2，9-补偿指示电路，10-SVPWM模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种单相节电补偿控制盒，包括控制盒壳体1和电源输入孔2，还包括设置在控制盒壳体1内部的接线柱3和节电控制模块7，以及设置在控制盒壳体1上的电源总开关6、单相电源插孔4和三相电源插孔5，所述电源总开关6的一端与火线A连接，所述单相电源插孔6、单相电源插孔4、三相电源插孔5与节电控制模块7并联后的一端与电源总开关的另一端连接，所述单相电源插孔、三相电源插孔、节电控制模块并联后的另一端与零线B连接，单相电源插孔和三相电源插孔为用电设备提供电源输入接口。

如图1和如图2所示，所述节电控制模块7包括SVPWM模块10、防雷器VR、IGBT晶体管T1、IGBT晶体管T2、吸收电感L1、吸收电感L2、滤波电感L3、滤波电容C1和补偿指示电路9，所述补偿指示电路包括电阻R1、电阻R2和发光二极管D1，所述防雷器VR的一端与吸收电感L1的一端并联连接，所述雷器VR的另一端与控制盒壳体或地连接，所述滤波电感L3和滤波电容C1并联连接后的一端分别与吸收电感L1的另一端、IGBT晶体管T1的集电极和电阻R1的一端并联连接，所述IGBT晶体管T1的发射极与IGBT晶体管T2的集电极串联连接，所述电阻R1的另一端与发光二极管D1的阳极连接，所述发光二极管D1的阴极与电阻R2的一端连接，所述滤波电感L3和滤波电容C1并联连接后的另一端与吸收电感L2的一端、电阻R2的另一端和IGBT晶体管T2的发射极并联连接，所述吸收电感L2的另一端与零线B连接，SVPWM模块用于实时监控供电线路AB之间的负载变化情况输出相应的脉冲信号，将输出的脉冲信号送给IGBT晶体管T1和IGBT晶体管T2的栅极，进行调整供电线路中所需补偿无功。防雷器VR为瞬态二极管，对电路中出现的瞬间浪涌电压进行抑制(例如：雷击、供电线路中有用电设备突然开启或关闭)，对雷击的瞬间高电压进行保护；所述补偿指示电路9中的电阻R1和电阻R2的阻值相等，当节电控制模块7对用电设备进行功率补偿时，补偿指示电路9中的发光二极管D1则发亮。

在本发明的实施例中，SVPWM模块10用于实时监控供电线路AB(火线A和火线B)之间的负载变化情况输出相应的脉冲信号，所述SVPWM模块10(SpaceVector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)将输出的脉冲信号送给IGBT晶体管T1和IGBT晶体管T2的栅极，使IGBT晶体管T1和IGBT晶体管T2导通后进行脉冲宽度调节，此时IGBT晶体管T1、IGBT晶体管T2与滤波电感L3和滤波电容C1组成的LC无源并联滤波回路进行调节补偿电路中的电抗阻值，使其相互匹配，以达到共同调整供电线路中所需补偿功率，达到提高功率因素、消除谐波和节能的效果，提高供电线路的安全性、稳定性，以减少供电线路中的电压波动，降低线路损耗。

作为本发明的最佳实施例，所述吸收电感L1和吸收电感L2可将供电线路中产生的过压或谐波所产生的能量进行过滤和储存，以降低线路发生的谐波频率，为了更好地保护线路中的用电设备，吸收电感L2采用可调电感，吸收电感L2的电感值至少为吸收电感L1的2.5倍，所述吸收电感L2设置在控制盒壳体1上(调节吸收电感8时，则可调节其电感值，如图1中的标号“8”为吸收电感L2)。

作为本发明的最佳实施例，所述滤波电感L3和滤波电容C1组成的并联滤波回路为一组，为了更好地吸收电路中的产生的高频谐波(例如：5次、7次以上的高频谐波)，防止高频谐波对线路中的用电设备的影响，实现滤除这高次次谐波的目的，本发明中，还可以将滤波电感L3和谐振电容C1并联的组成的LC回路组合成两组或三组LC回路，以达到较好的补偿效果。

以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种单相节电补偿控制盒，包括控制盒壳体和电源输入孔，其特征在于：还包括设置在控制盒壳体内部的接线柱和节电控制模块，以及设置在控制盒壳体上的电源总开关、单相电源插孔和三相电源插孔，所述电源总开关的一端与火线A连接，所述单相电源插孔、单相电源插孔、三相电源插孔与节电控制模块7并联后的一端与电源总开关的另一端连接，所述单相电源插孔、三相电源插孔、节电控制模块并联后的另一端与零线B连接，单相电源插孔和三相电源插孔为用电设备提供电源输入接口。

2.根据权利要求1所述的一种单相节电补偿控制盒，其特征在于：所述节电控制模块包括SVPWM模块、防雷器VR、IGBT晶体管T1、IGBT晶体管T2、吸收电感L1、吸收电感L2、滤波电感L3、滤波电容C1和补偿指示电路，所述补偿指示电路包括电阻R1、电阻R2和发光二极管D1，所述防雷器VR的一端与吸收电感L1的一端并联连接，所述雷器VR的另一端与控制盒壳体或地连接，所述滤波电感L3和滤波电容C1并联连接后的一端分别与吸收电感L1的另一端、IGBT晶体管T1的集电极和电阻R1的一端并联连接，所述IGBT晶体管T1的发射极与IGBT晶体管T2的集电极串联连接，所述电阻R1的另一端与发光二极管D1的阳极连接，所述发光二极管D1的阴极与电阻R2的一端连接，所述滤波电感L3和滤波电容C1并联连接后的另一端与吸收电感L2的一端、电阻R2的另一端和IGBT晶体管T2的发射极并联连接，所述吸收电感L2的另一端与零线B连接，SVPWM模块用于实时监控供电线路AB之间的负载变化情况输出相应的脉冲信号，将输出的脉冲信号送给IGBT晶体管T1和IGBT晶体管T2的栅极，进行调整供电线路中所需补偿无功。

3.根据权利要求2所述的一种单相节电补偿控制盒，其特征在于：所述吸收电感L2为可调电感。

4.根据权利要求2所述的一种单相节电补偿控制盒，其特征在于：所述补偿指示电路中的电阻R1和电阻R2的阻值相等。

5.根据权利要求2所述的一种单相节电补偿控制盒，其特征在于：所述滤波电感L3和滤波电容C1组成的并联滤波回路为一组、两组或三组。

6.根据权利要求2所述的一种单相节电补偿控制盒，其特征在于：所述吸收电感L2电感值为吸收电感L1电感值的2.5倍。