CN108649584A - 一种低压配电节电器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低压配电节电器及其控制方法，该低压配电节电器包括：电抗器、有载调压开关、MCU和电压采样电路；MCU接收电压采样电路对配电网电压进行采样并生成的采样信号，将配电网电压与用户设定的电压值进行比较，根据比较结果生成控制信号，控制有载调压开关动作，使配电网电压与用户设定的电压值之间的偏差在预设范围内。本发明由MCU根据电压采样电路输出的采样信号与用户设定的电压值控制有载调压开关动作，达到调节配电网电压的目的，能够为用户节约电能，并延长用电设备的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及节能设备领域，具体涉及一种低压配电节电器及其控制方法。
背景技术
在现有的低压配电系统中，入户电压的高低由配电变压器的输出电压决定，用户无法调节，而供电部门为了长距离输送电压，往往采用提高配电网电压的方式来避免电网末段用户的入户电压过低，但这种方式又造成了初始段的入户电压高于正常供电电压，造成了电能的浪费。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种低压配电节电器及其控制方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种低压配电节电器，包括：电抗器、有载调压开关、MCU和电压采样电路；
所述电压采样电路的两个输入端分别接入配电网的火线和零线，所述电抗器的一次绕组串联接入所述配电网的火线，所述电抗器的二次绕组的抽头与所述有载调压开关的触头连接，所述有载调压开关的输入端还与MCU的输出端连接，所述有载调压开关的供电端和所述电抗器的二次绕组的一端分别接入配电网的火线和零线，所述MCU的输入端与所述电压采样电路的输出端连接。
为实现上述发明目的，本发明还提供一种如上述低压配电节电器的控制方法，包括：
所述MCU接收所述电压采样电路对配电网电压进行采样并生成的采样信号，将所述配电网电压与用户设定的电压值进行比较，根据比较结果生成控制信号，控制所述有载调压开关动作，使所述配电网电压与用户设定的电压值之间的偏差在预设范围内。
本发明的有益效果是：由MCU根据电压采样电路输出的采样信号与用户设定的电压值控制所述有载调压开关动作，达到调节配电网电压的目的，能够为用户节约电能，并延长用电设备的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种低压配电节电器的结构图；
图2为本发明实施例提供的电压采样电路的电路图；
图3为本发明实施例提供的一种低压配电节电器的控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1为本发明实施例提供的一种低压配电节电器的结构图，如图1所示，该低压配电节电器包括：电抗器1、有载调压开关2、MCU3和电压采样电路4；
所述电压采样电路4的两个输入端分别接入配电网的火线和零线，所述电抗器1的一次绕组L1串联接入所述配电网的火线，所述电抗器1的二次绕组L2的抽头与所述有载调压开关2的触头连接，所述有载调压开关2的输入端还与MCU3的输出端连接，所述有载调压开关2的供电端和所述电抗器1的二次绕组L2的一端分别接入配电网的火线和零线，所述MCU3的输入端与所述电压采样电路4的输出端连接。
下面结合图1具体描述本发明实施例的低压配电节电器的工作原理：
电压采样电路4对配电网电压进行采样，生成采样信号并输出给MCU3，MCU3接收采样信号，并将配电网电压与用户根据自身需求设定的电压值进行比较，根据比较结果生成控制信号，该控制信号包含MCU根据比较结果计算得到有载调压开关切换的目标档位，MCU按照该控制信号控制有载调压开关2动作，有载调压开关2包括触头Q1、触头Q2、接触器KM1、接触器KM2和电抗器L3，有载调压开关2可在带负荷的情况下进行触头的切换，在切换触头时，MCU先断开接触器KM1，将触头Q1切换到二次绕组的另一抽头上，然后接通KM1。另一触头Q2也采用同样的步骤，移到这个相邻的触头上，这样进行移动，直到Q1和Q2都接到目标档位为止。当切换过程中Q1、Q2分别接在相邻的两个抽头位置时，电抗器L3可限制回路中流过的环流大小。
当配电网电压与用户设定的电压值的偏差高于预设范围的上限时，MCU控制触头Q1和Q2移动，使得二次绕组接入配电网的线圈匝数减少，从而使电抗器的一次绕组两端电压升高，配电网电压降低；当配电网电压与用户设定的电压值的偏差低于预设范围的下限时，MCU控制触头Q1和Q2移动，使得二次绕组接入配电网的线圈匝数增多，从而使电抗器的一次绕组两端电压降低，配电网电压升高。最终，配电网电压与用户设定的电压值之间的偏差保持在预设范围内。
本发明实施例提供的一种低压配电节电器，由MCU根据电压采样电路输出的采样信号与用户设定的电压值控制所述有载调压开关动作，达到调节配电网电压的目的，能够为用户节约电能，并延长用电设备的使用寿命。
可选地，在该实施例中，所述低压配电节电器还包括与所述MCU连接的显示器；
所述MCU，还用于将所述配电网电压及所述有载调压开关的触头的档位信息输出至显示器进行显示，便于用户查看调压结果和档位状态。
可选地，在该实施例中，所述低压配电节电器还包括与所述MCU连接的报警器；
所述MCU，还用于当所述配电网电压与用户设定的电压值之间的偏差不在预设范围的时间超过预设阈值时，控制所述报警器进行报警，以提醒工作人员需采取其他调节措施。
可选地，在该实施例中，如图2所示，所述电压采集电路包括：电压互感器J1、接地电阻R1、运算放大器U1和接地电容C1；
所述电压互感器J1的引脚3连接电源+12V，所述电压互感器J1的引脚1连接电源-12V，所述电压互感器J1的引脚2连接分别连接所述接地电阻R1一端和所述运算放大器U1反相输入端，所述运算放大器U1同相输入端连接地，所述运算放大器U1的VCC端连接电源+12V，所述运算放大器U1的GND端连接地，所述运算放大器U1输出端分别连接所述接地电容C1一端和所述MCU。
在该实施例中，电压互感器J1衰减比例为1：1000，工作电压为±12V，当电网电压波动范围超过设定极限范围时，电压互感器J1的引脚2输出等比例电压信号并经接地电阻R1下拉后送入运算放大器U1反相输入端，由于运算放大器U1同相输入端连接地，运算放大器U1输出端输出高电平，经接地电容C1滤除杂波后送入MCU。
为实现上述发明目的，本发明还提供一种如上述低压配电节电器的控制方法，如图3所示，该方法包括：
S101、所述MCU接收所述电压采样电路对配电网电压进行采样并生成的采样信号；
S102、所述MCU将所述配电网电压与用户设定的电压值进行比较，根据比较结果生成控制信号，控制所述有载调压开关动作，使所述配电网电压与用户设定的电压值之间的偏差在预设范围内。
可选地，在该实施例中，所述MCU将所述配电网电压与用户设定的电压值进行比较，根据比较结果生成控制信号，控制所述有载调压开关动作，具体包括：
当所述配电网电压与用户设定的电压值的偏差高于预设范围的上限时，控制所述有载调压开关的触头向使所述二次绕组接入配电网的线圈匝数减少的方向移动；
当所述配电网电压与用户设定的电压值的偏差低于预设范围的下限时，控制所述有载调压开关的触头向使所述二次绕组接入配电网的线圈匝数增多的方向移动。
可选地，在该实施例中，该方法还包括：
所述MCU将所述配电网电压及所述有载调压开关的触头的档位信息输出至显示器进行显示。
可选地，在该实施例中，该方法还包括：
当所述配电网电压与用户设定的电压值之间的偏差不在预设范围的时间超过预设阈值时，所述MCU控制报警器进行报警。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (8)
1.一种低压配电节电器，其特征在于，包括：电抗器、有载调压开关、MCU微控制器和电压采样电路；
所述电压采样电路的两个输入端分别接入配电网的火线和零线，所述电抗器的一次绕组串联接入所述配电网的火线，所述电抗器的二次绕组的抽头与所述有载调压开关的触头连接，所述有载调压开关的控制端还与MCU的输出端连接，所述有载调压开关的供电端和所述电抗器的二次绕组的一端分别接入配电网的火线和零线，所述MCU的输入端与所述电压采样电路的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的低压配电节电器，其特征在于，还包括与所述MCU连接的显示器；
所述MCU，还用于将所述配电网电压及所述有载调压开关的触头的档位信息输出至显示器进行显示。
3.根据权利要求1所述的低压配电节电器，其特征在于，还包括与所述MCU连接的报警器；
所述MCU，还用于当所述配电网电压与用户设定的电压值之间的偏差不在预设范围的时间超过预设阈值时，控制所述报警器进行报警。
4.根据权利要求1-3任一项所述的低压配电节电器，其特征在于，所述电压采集电路包括：电压互感器J1、接地电阻R1、运算放大器U1和接地电容C1；
所述电压互感器J1的引脚3连接电源+12V，所述电压互感器J1的引脚1连接电源-12V，所述电压互感器J1的引脚2连接分别连接所述接地电阻R1一端和所述运算放大器U1反相输入端，所述运算放大器U1同相输入端连接地，所述运算放大器U1的VCC端连接电源+12V，所述运算放大器U1的GND端连接地，所述运算放大器U1输出端分别连接所述接地电容C1一端和所述MCU。
5.一种如权利要求1所述的低压配电节电器的控制方法，其特征在于，包括：
所述MCU接收所述电压采样电路对配电网电压进行采样并生成的采样信号，将所述配电网电压与用户设定的电压值进行比较，根据比较结果生成控制信号，控制所述有载调压开关动作，使所述配电网电压与用户设定的电压值之间的偏差在预设范围内。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述MCU将所述配电网电压与用户设定的电压值进行比较，根据比较结果生成控制信号，控制所述有载调压开关动作，具体包括：
当所述配电网电压与用户设定的电压值的偏差高于预设范围的上限时，控制所述有载调压开关的触头向使所述二次绕组接入配电网的线圈匝数减少的方向移动；
当所述配电网电压与用户设定的电压值的偏差低于预设范围的下限时，控制所述有载调压开关的触头向使所述二次绕组接入配电网的线圈匝数增多的方向移动。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
所述MCU将所述配电网电压及所述有载调压开关的触头的档位信息输出至显示器进行显示。
8.根据权利要求5-7任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述配电网电压与用户设定的电压值之间的偏差不在预设范围的时间超过预设阈值时，所述MCU控制报警器进行报警。
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