CN109217300A - 三相交流电节能设备以及节能屋 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种三相交流电节能设备以及节能屋。三相交流电节能设备包括第一LC振荡器(1004A)、第二LC振荡器(1004B)、第三LC振荡器(1004C)，第一电涌放电器(1005A)、第二电涌放电器(1005B)以及第三电涌放电器(1005C)。LC振荡器的振荡频率与交流电的频率一致，用来抵消交流电的不正常波动，电涌放电器在交流电与中性线(1000)之间的电压超过额定值时进行放电，使交流电电压处在安全值以内。

Description

三相交流电节能设备以及节能屋

技术领域

本申请涉及交流电力领域，具体而言，涉及一种三相交流电节能设备以及节能屋。

背景技术

交流电是当今用途最为广泛的交流电，交流电在使用过程中常会由于如雷电干扰、负载变化等因素导致电压高低起伏，相位提前或迟滞等状况，向负载供应的电压电平的这些变化可导致产生或增大电设备的附加损耗，并增大电系统布线和附加启动电流负载中以附加的热形式消耗的电能。目前市场上的交流电稳定设备均采用有源技术，通过电子采样和比较技术，对出现的异常情况做出反应，达到稳定的目的。但这些电稳定设备自身控制电路对电能消耗较大，且一般情况下对不规则的出现的高电压通过利用负载消耗或者直接短路放掉，造成了一定的能量损失，且现有设备造价高，不耐用，都需要对原来的电路连接情况进行调整，使用起来较复杂。

针对上述现有技术中存在的使用交流电过程能附加能量损耗较大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种交流电节能设备，以至少解决使用交流电过程能附加能量损耗较大的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种三相交流电节能设备，包括第一相交流输入端、第二相交流输入端、第三相交流输入端、中性线输出端、第一相交流输出端、第二相交流输出端、第三相交流输出端、中性线输出端、第一导线、第二导线、第三导线以及第四导线。其中，第一相交流输入端、第二相交流输入端、第三相交流输入端以及中性线输入端用于接入三相交流电。第一导线连接第一相交流输入端和第一相交流输出端，第二导线连接第二相交流输入端述第二相交流输出端，第三导线连接第三相交流输入端和第三相交流输出端，第四导线连接中性线输入端和中性线输出端。并且其中，设备还包括：第一LC振荡器，第一LC振荡器耦合至第一导线与中性线之间；第二LC振荡器，第二LC振荡器耦合至所述第二导线与中性线之间；第三LC振荡器，第三LC振荡器耦合至所述第三导线与中性线之间。

可选地，第一LC振荡器、第二LC振荡器、第三LC振荡器的振荡频率与三相交流电的频率一致。

可选地，三相交流电节能设备还包括第一电涌放电器，第一电涌放电器耦合至所述三相交流电系统的第一导线与中性线；第二电涌放电器，第二电涌放电器耦合至所述三相交流电系统的第二导线与中性线；第三电涌放电器，第三电涌放电器耦合至所述三相交流电节能设备的第三导线与中性线。

可选地，第一LC振荡器、第二LC振荡器、第三LC振荡器的振荡频率与三相交流电的频率一致。

可选地，第一电涌放电器设置有第一放电门限值，其中在三相交流电的第一相流电的电压大于第一放电门限时，第一电涌放电器进行放电操作。并且其中，第一放电门限大于或者等于第一LC振荡器能够调整的最大电压。

可选地，第二电涌放电器设置有第二放电门限值，其中在三相交流电的第二相流电的电压大于第二放电门限时，第二电涌放电器进行放电操作，并且其中，第二放电门限大于或者等于第二LC振荡器能够调整的最大电压。

可选地，第三电涌放电器设置有第三放电门限值，其中在三相交流电的第三相流电的电压大于第三放电门限时，第三电涌放电器进行放电操作，并且其中，第三放电门限大于或者等于第三LC振荡器能够调整的最大电压。

可选地，第一LC振荡器、第二LC振荡器以及第三LC振荡器为无源LC振荡器。

可选地，第一电涌放电器、第二电涌放电器以及第三电涌放电器为无源电涌放电器。

可选地，三相交流电节能设备还包括电能存储设备。电能存储设备与第一电涌放电器、第二电涌放电器以及第三电涌放电器连接，用于存储第一电涌放电器、第二电涌放电器以及第三电涌放电器释放的电能。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种节能屋。节能屋包括接入三相交流电的电源接口，并且其中节能屋还包括三相交流电节能设备。其中，电源接口与三相交流电节能设备的第一相交流输入端、第二相交流输入端、第三相交流输入端以及中性线输入端连接，用于为三相交流电节能设备引入三相交流电力。以及，三相交流电节能设备的第一相交流输出端、第二相交流输出端、第三相交流输出端以及中性线输出端引入节能屋，向所述节能屋内的设备提供三相交流电电力。

通过上述实施例公开的方案，通过使用LC振荡技术，对交流电进行了无损耗调节，达到了将不稳定的交流能量进一步合理利用的目的，减少线路的附加热形式损耗，使各负载设备能够工作在最佳状态，提高电力利用率，减少电能损耗；对LC电路和电涌放电器的无源设计，进一步减少了能量的消耗；通过合理设定LC振荡电路的振荡频率和电涌放电器放电门限值，可有效减少能量消耗，以及通过设置电能存储设备转换成可利用的电力，对电能进行再利用，综合以上技术，能够有效的降低节能屋的能量消耗，从而实现了节能的技术效果，进而解决了使用交流电过程能附加能量损耗较大的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本公开实施例所述的节能屋的示意图；

图2是根据本公开实施例所述的三相交流电节能设备的示意图；

图3是根据本公开实施例所述的电能存储设备线路连接示意图；以及

图4根据本公开实施例所述的节能屋内电连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

实施例

图1示出了根据本公开实施例的节能屋10的示意图，并且图2示出了根据本公开实施例所述的三相交流电节能设备的示意图。

参考图1和图2所示，根据本公开实施例的一个方面，提供了一种节能屋10，节能屋10包括接入三相交流电的电源接口11，并且其中节能屋还包括三相交流电节能设备100。其中，电源接口11与三相交流电节能设备100的第一相交流输入端1001A、第二相交流输入端1001B、第三相交流输入端1001C以及中性线输入端1000A连接，用于为所述三相交流电节能设备100引入三相交流电力。三相交流电节能设备100的第一相交流输出端1002A、第二相交流输出端1002B、第三相交流输出端1002C以及中性线输出端1000B引入节能屋100，向所述节能屋内的设备提供三相交流电电力。

并且，根据本公开实施例的一个方面，提供了一种三相交流电节能设备100，包括第一相交流输入端1001A、第二相交流输入端1001B、第三相交流输入端1001C、中性线输出端1000A、第一相交流输出端1002A、第二相交流输出端1002B、第三相交流输出端1002C、中性线输出端1000B、第一导线1003A、第二导线1003B、第三导线1003C以及第四导线1003D。其中，第一相交流输入端1001A、第二相交流输入端1001B、第三相交流输入端1001C以及中性线输入端1000A用于接入三相交流电1006。第一导线1003A连接第一相交流输入端1001A和第一相交流输出端1002A，第二导线1003B连接第二相交流输入端1001B和第二相交流输出端1002B，第三导线1003C连接第三相交流输入端1001C和第三相交流输出端1002C，第四导线连接中性线输入端1000A和中性线输出端1000B。并且其中，设备还包括：第一LC振荡器1004A，第一LC振荡器1004A用于耦合至第一导线1003A与中性线1003D；第二LC振荡器1004B，第二LC振荡器1004B用于耦合第二导线1003B与中性线1003D；第三LC振荡器1004C，第三LC振荡器1004C用于耦合第三导线1003C与中性线1003D。

通常，三相交流电会受到如雷电干扰、负载变化等因素导致电压高低起伏，相位提前或迟滞等状况，向负载供应的电压电平的这些变化可导致产生或增大电设备的附加损耗，并增大电系统布线和附加启动电流负载中以附加的热形式消耗的电能。针对该问题，本实施例在传输第一相交流电的第一导线1003A与中性线1003D之间、传输第二相交流电的第二导线1003B与中性线1003D之间以及传输第三相交流电的第三导线1003C与中性线1003D之间设置了LC振荡器。

其中，在正常情况下，LC振荡器能够产生与交流电的频率以及波形相对应的振荡电压。该振荡电压能够有效地对交流电自身的电压不稳以及相位偏移等情况进行抑制。当交流电电压频率出现异常状况时，振荡电压及振荡频率正常的振荡器会抑制偏离幅度，实现稳定交流电的目的。从而在维持电气稳定的同时，减小了电能的损耗。并且LC振荡器核心元器件为电容与电感，均为储能元器件，本身不消耗能量，只利用其电气的物理特性对电路进行稳定，从而最大限度减少了电能损耗。

当节能屋安装了三相交流电节能设备，就可以为整个节能屋的负载设备提供电力，减少线路的附加热形式损耗，使各负载设备能够工作在最佳状态，提高电力利用率，减少电能损耗，节省电能。

可选地，如图2所示，三相交流电节能设备100，还包括：第一电涌放电器1005A，第一电涌放电器1005A耦合第一导线1003A与中性线1003D；第二电涌放电器1005B，第二电涌放电器1005B用于耦合第二导线1003B与中性线1003D；第三电涌放电器1005C，第三电涌放电器1005C用于耦合第三导线1003C与中性线1003D。具体地，当交流电电压高一定程度后，超出了LC振荡器调节范围时，电涌放电器就会进行放电操作，降低交流电电压至安全水平，从而避免电压对电设备的工作状态及设备安全造成影响和损坏。

可选地，第一LC振荡器1004A、第二LC振荡器1004B以及第三LC振荡器1004C的振荡频率与三相交流电的频率一致。具体地，根据LC振荡器电路的时间公式T＝2π配置LC振荡器的振荡频率与三相交流电的频率一致，通过交流电的激励起振，当将第一LC振荡器1004A、第二LC振荡器1004B以及第三LC振荡器1004C的振荡频率设为与三相交流电的频率一致时，就会使第一LC振荡器1004A、第二LC振荡器1004B以及第三LC振荡器1004C的起振速度快，并且在理想状况下，一旦第一LC振荡器1004A、第二LC振荡器1004B、第三LC振荡器1004C起振，在设计的频率内振荡，就会在三相交流电正常情况，与三相交流电的幅度、相位一致，互相不干涉。但一旦三相交流电电压或者频率出现偏移，则就会与振荡正常的第一LC振荡器1004A、第二LC振荡器1004B和第三LC振荡器1004C出现交叉，然后第一LC振荡器1004A、第二LC振荡器1004B以及第三LC振荡器1004C就会对其进行干涉，利用自身的频率和幅度正常的惯性来减少偏移幅度。

可选地，第一电涌放电器1005A设置有第一放电门限值，其中在三相交流电的第一相流电的电压大于第一放电门限时，第一电涌放电器1005A进行放电操作。并且其中，第一放电门限大于或者等于第一LC振荡器1004A能够调整的最大电压。从而，当第一相交流电的电压出现大的波动，以至于超出了第一LC振荡器1004A所能调整的范围的时候，可以通过第一电涌放大器1005A进行放电。从而第一LC振荡器1004A与第一电涌放大器1005A配合，不仅能在出现大的电压波动时及时放电从而达到降低损耗的目的，并且也能够保护第一LC振荡器1004A不受到损害。

可选地，第二电涌放电器1005B设置有第二放电门限值，其中在三相交流电的第二相流电的电压大于第二放电门限时，第二电涌放电器1005B进行放电操作。并且其中，第二放电门限大于或者等于第二LC振荡器1004B能够调整的最大电压。从而，当第二相交流电的电压出现大的波动，以至于超出了第二LC振荡器1004B所能调整的范围的时候，可以通过第二电涌放大器1005B进行放电。从而第二LC振荡器1004B与第二电涌放大器1005B配合，不仅能在出现大的电压波动时及时放电从而达到降低损耗的目的，并且也能够保护第二LC振荡器1004B不受到损害。

可选地，第三电涌放电器1005C设置有第三放电门限值，其中在三相交流电的第三相流电的电压大于第三放电门限时，第三电涌放电器1005C进行放电操作。并且其中，第三放电门限大于或者等于第三LC振荡器1004C能够调整的最大电压。从而，当第三相交流电的电压出现大的波动，以至于超出了第三LC振荡器1004C所能调整的范围的时候，可以通过第三电涌放大器1005C进行放电。从而第三LC振荡器1004C与第三电涌放大器1005C配合，不仅能在出现大的电压波动时及时放电从而达到降低损耗的目的，并且也能够保护第三LC振荡器1004C不受到损害。

可选地，第一LC振荡器1004A、第二LC振荡器1004B以及第三LC振荡器1004C为无源振荡器。由于将LC振荡器设置为无源的纯LC电路，可以有效的减少能量消耗，节省能量，也使电路更为简单，增强可靠性，延长使用寿命。

可选地，第一电涌放电器1005A、第二电涌放电器1005B以及第三电涌放电器1005C为无源电涌放电器。由于电涌放电器为无源设计，因此只是根据物质的物理特性对放电端的直径和距离进行设计安装，正常情况下不消耗任何能量，只是做为电设备最后的安全保障，从而降低了电力的损耗。

可选地，还包括电能存储设备1008。电能存储设备1008与第一电涌放电器1005A、第二电涌放电器1005B以及第三电涌放电器1005C连接，用于存储第一电涌放电器1005A、第二电涌放电器1005B以及第三电涌放电器1005C释放的电能。如图3所示，具体地，电能存储设备吸收了电涌放电器释放的电能，对释放的电能进行存储，通过电力设备如逆变器可将电能存储设备转换成可利用的电力，对电能进行再利用，减少能量消耗。

通过上述实施例公开的方案，通过使用LC振荡技术，对交流电进行了无损耗调节，达到了将不稳定的交流能量进一步合理利用的目的，减少线路的附加热形式损耗，使各负载设备能够工作在最佳状态，提高电力利用率，减少电能损耗；对LC电路和电涌放电器的无源设计，进一步减少了能量的消耗；通过合理设定LC振荡电路的振荡频率和电涌放电器放电门限值，可有效减少能量消耗，以及通过设置电能存储设备转换成可利用的电力，对电能进行再利用，综合以上技术，能够有效的降低节能屋的能量消耗，从而实现了节能的技术效果，进而解决了使用交流电过程能附加能量损耗较大的技术问题。

本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

此外，上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种三相交流电节能设备(100)，所述三相交流电节能设备(100)包括第一相交流输入端(1001A)、第二相交流输入端(1001B)、第三相交流输入端(1001C)、中性线输入端(1000A)、第一相交流输出端(1002A)、第二相交流输出端(1002B)、第三相交流输出端(1002C)、中性线输出端(1000B)、第一导线(1003A)、第二导线(1003B)、第三导线(1003C)以及第四导线(1003D)，其中，所述第一相交流输入端(1001A)、第二相交流输入端(1001B)、第三相交流输入端(1001C)以及中性线输入端(1000A)用于接入三相交流电(1006)，所述第一导线(1003A)连接所述第一相交流输入端(1001A)和所述第一相交流输出端(1002A)，所述第二导线(1003B)连接所述第二相交流输入端(1001B)和所述第二相交流输出端(1002B)，所述第三导线(1003C)连接所述第三相交流输入端(1001C)和所述第三相交流输出端(1002C)，所述第四导线(1003D)连接所述中性线输入端(1000A)和所述中性线输出端(1000B)，并且其中，所述设备还包括：

第一LC振荡器(1004A)，所述第一LC振荡器(1004A)用于耦合所述第一导线(1003A)与所述第四导线(1003D)；

第二LC振荡器(1004B)，所述第二LC振荡器(1004B)用于耦合所述第二导线(1003B)与所述第四导线(1003D)；以及

第三LC振荡器(1004C)，所述第三LC振荡器(1004C)用于耦合所述第三导线(1003C)与所述第四导线(1003D)。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：

第一电涌放电器(1005A)，所述第一电涌放电器(1005A)用于耦合所述第一导线(1003A)与所述第四导线(1003D)；

第二电涌放电器(1005B)，所述第二电涌放电器(1005B)用于耦合所述第二导线(1003B)与所述第四导线(1003D)；以及

第三电涌放电器(1005C)，所述第三电涌放电器(1005C)用于耦合所述第三导线(1003C)与所述第四导线(1003D)。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一LC振荡器(1004A)、所述第二LC振荡器(1004B)以及所述第三LC振荡器(1004C)的振荡频率与所述三相交流电(1006)的频率一致。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一电涌放电器(1005A)设置有第一放电门限值，其中在所述三相交流电(1006)的第一相交流电(1006A)的电压大于所述第一放电门限值时，所述第一电涌放电器(1005A)进行放电操作，并且其中，所述第一放电门限值大于或者等于所述第一LC振荡器(1004A)能够调整的最大电压。

5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第二电涌放电器(1005B)设置有第二放电门限值，其中在所述三相交流电(1006)的第二相交流电(1006B)的电压大于所述第二放电门限值时，所述第二电涌放电器(1005B)进行放电操作，并且其中，所述第二放电门限值大于或者等于所述第二LC振荡器(1004B)能够调整的最大电压。

6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第三电涌放电器(1005C)设置有第三放电门限值，其中在所述三相交流电(1006)的第三相交流电(1006C)的电压大于所述第三放电门限值时，所述第三电涌放电器(1005C)进行放电操作，并且其中，所述第三放电门限大于或者等于所述第三LC振荡器(1004C)能够调整的最大电压。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一LC振荡器(1004A)、所述第二LC振荡器(1004B)以及所述第三LC振荡器(1004C)为无源振荡器。

8.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一电涌放电器(1005A)、所述第二电涌放电器(1005B)以及所述第三电涌放电器(1005C)为无源电涌放电器。

9.如权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括电能存储设备(1008)，所述电能存储设备与所述第一电涌放电器(1005A)、所述第二电涌放电器(1005B)以及所述第三电涌放电器(1005C)连接，用于存储所述第一电涌放电器(1005A)、所述第二电涌放电器(1005B)以及所述第三电涌放电器(1005C)释放的电能。

10.一种节能屋(10)，所述节能屋(10)包括接入三相交流电的电源接口(11)，并且其中所述节能屋还包括权利要求1至9中任意一项所述的三相交流电节能设备(100)，其中，

所述电源接口(11)与所述三相交流电节能设备(100)的第一相交流输入端(1001A)、第二相交流输入端(1001B)、第三相交流输入端(1001C)以及中性线输入端(1000A)连接，用于为所述三相交流电节能设备(100)引入三相交流电力，以及

所述三相交流电节能设备(100)的第一相交流输出端(1002A)、第二相交流输出端(1002B)、第三相交流输出端(1002C)以及中性线输出端(1000B)引入节能屋，向所述节能屋内的设备提供三相交流电电力。