CN201063114Y - 一种avr数控无触点通用节电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种AVR数控无触点通用节电器，包括AVR微处理器、锁相同步采样电路、主变压器、补偿变压器、过零触发可控硅输出阵列、电子开关阵列、PT电压型互感器，其中：PT电压型互感器的采样信号经锁相同步采样电路实现采样频率对工频频率的在线自动跟踪；AVR微处理器接收锁相同步采样电路的采样信号经A/D转换后分析判断，发出指令到过零触发可控硅输出阵列；过零触发可控硅输出阵列接收AVR微处理器发送的指令，将指令转发到电子开关阵列；电子开关阵列接收指令控制补偿变压器的抽头运动，调整供电参数。本实用新型可以提高响应速度，避免输出电流断流、闪烁现象。

Description

一种AVR数控无触点通用节电器

【技术领域】

本实用新型涉及电力控制技术，尤其涉及一种AVR数控无触点通用节电器。

【背景技术】

能源的供求矛盾日益突出，电力对中国经济发展的制约作用已开始显现，持续拉闸限电的地区将有所增加。节电，在我国从鼓励、倡导，已经逐步发展上升到国家基本国策的高度，从而节电在新技术、新方法、新思路的不断创新中初露端倪。

但现有的大多数节电产品采用自藕变压器次级多抽头，利用交流接触器切换不同的抽头来获得不同的输出电压，稳压精度低，体积大。有些采样可控硅谐波系数比较大，输出波形失真，三相不能独立分调，因而运用率比较低，自耗比较大，而且在运用中常常出现：响应速度慢，输出电流出现断流现象，使用电设备有闪烁现象，造成设备使用寿命短，维修费用高。

【实用新型内容】

本实用新型针对现有技术的上述缺陷，提供一种结构简单合理，响应速度快，抗干扰性强，无触点，高性能稳压，三相独立稳压，能净化电网，对设备电源进行优化的一种AVR数控无触点通用节电器。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种AVR数控无触点通用节电器，其特征在于，包括AVR微处理器、锁相同步采样电路、主变压器、补偿变压器、过零触发可控硅输出阵列、电子开关阵列、PT电压型互感器，其中：

PT电压型互感器与锁相同步采样电路连接，PT电压型互感器的采样信号经锁相同步采样电路实现采样频率对工频频率的在线自动跟踪；

AVR微处理器接收锁相同步采样电路的采样信号经A/D转换后分析判断，发出指令到过零触发可控硅输出阵列；

过零触发可控硅输出阵列接收AVR微处理器发送的指令，将指令转发到电子开关阵列；

电子开关阵列接收指令控制补偿变压器的抽头运动，调整供电参数。

优选地，还包括组合滤波器，所述组合滤波器分别对三相输入电压、输出电压滤波，抑制高次谐波。

优选地，所述电子开关阵列为双向可控硅阵列、绝缘栅双极晶体管阵列或集成门极换相晶闸管阵列。

优选地，所述AVR微处理器具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器，上电复位以及可编程的掉电检测，32个可编程的I/O口，片内模拟比较器，通过JTAG接口实现对Flash、EEPROM、熔丝位、锁定位的编程可以对锁定位进行编程。

优选地，所述锁相同步采样电路中压控振荡器的输出频率跟踪输入信号的瞬时变化频率，对电参数进行测量分析。

从以上技术方案可以看出，本实用新型采用AVR微处理器对采样信号进行处理，提高信号处理速度；采用组合滤波器对输入输出电压进行滤波，抑制高低次谐波，净化电网，提高功率因素。

【附图说明】

图1是本实用新型的方框电路结构原理图。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

由图1可以看出，本实用新型包括高性能、低功耗的8位AVR微处理器(1)，锁相同步采样电路(2)，PT电压型互感器(3)，主变压器7(T1-1、T1-2、T1-3)和补偿变压器8(T2-1、T2-2、T2-3)，过零触发可控硅输出阵列(4)，双向可控硅阵列(5)，所述PT电压型互感器(3)通过锁相同步采样电路(2)与AVR微处理器(1)连接，AVR微处理器处理采样信号，向过零触发可控硅输出阵列(4)发出控制指令，过零触发可控硅输出阵列(4)收到指令再控制电子开关阵列做出响应，控制补偿变压器的抽头运动，改变补偿变压器输出的电参数，补偿变压器的电动势再与主变压器电动势叠加，改变三相电的输出电参数，从而有效改善三相电源的各相不对称。

作为本实用新型的优选实施例，还包括输入组合式滤波器(6)、输出组合式滤波器(10)以及电流互感器(9)，调整好三相对称后经输出组合式滤波器(10)以及电流互感器(9)抑制高低次谐波，净化电网，提高功率因数，从而达到预设的稳压节能目的。

所述AVR微处理器Atmega16，有8路10位ADC，具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器，上电复位以及可编程的掉电检测，32个可编程的I/O口，6种睡眠模式：空闲模式、ADC噪声抑制模式、省电模式、掉电模式、Standby模式以及扩展的Standby模式，片内模拟比较器，通过JTAG接口实现对Flash、EEPROM、熔丝位和锁定位的编程可以对锁定位进行编程，以实现用户程序的加密。

所述锁相同步采样电路，为消除采样不同步和周期测量误差对测量精度的影响，改善被测信号的周期变化或周期测量误差对测量结果的影响，锁相环路中压控振荡器的输出频率可以跟踪输入信号的瞬时变化频率，对电参数进行测量分析。

所述主变压器和补偿变压器，其原理是在主回路中串联一套变压器线圈，用它所产生的电势来与主电源迭加，从而改变输出电压值。

过零触发可控硅输出阵列，触发晶闸管电路与电网实行光电隔离，安全可靠，在使用可控硅的控制电路中，可控硅在电源电压为零或刚过零时触发可控硅，以减少可控硅导通时对电源的影响。这种触发称为过零触发，过零触发需要过零检测电路，本实用新型过零检测电路含在MOC3081中。

双向可控硅阵列(TRIAC)或绝缘栅双极晶体管(IGBT)阵列或集成门极换相晶闸管(IGCT)阵列，起着开关连接作用，安全可靠的保证与多抽头补偿变压器的各抽头连接。

组合式滤波器由电阻R、电感L、电容C组成的一个谐振电路，只要是抑制高、低次谐波，净化电网，提高功率因数。

其中，TR1、TR2、TR3用于保护补偿变压器和周围的电子器件以及接地。TR4、TR5、TR6、TR7、TR8、TR9用于改变主变压器的抽头，使其在设定电压参数的附近，为补偿变压器精调做准备，提高输出精度。

下面对本实用新型的工作原理进行详细描述：

当本实用新型处在节电状况下时：在AVR微处理器(1)的控制下，交流接触器KM1不动作，交流接触器KM2动作，三相电经熔断管F1，F2，F3，输入组合式滤波器(6)，使R、S、T三相电源与主变压器7连接，PT电压型互感器(3)的采样信号，经锁相同步采样电路(2)、实现了采样频率对工频频率的在线自动跟踪，保证了测量精度，再经AVR微处理器(1)内部A/D转换对信号进行分析、判断发出指令给过零触发可控硅输出阵列(4)，使双向可控硅阵列(TRIAC)或绝缘栅双极晶体管(IGBT)阵列或集成门极换相晶闸管(IGCT)阵列(5)做出相应的响应，保证多抽头补偿变压器(8)的各抽头与电力电子开关阵列(5)连接，合理的调整供电参数，有效改善三相电源的各相不对称现象，再通过组合滤波装置(10)，电流互感器(9)，抑制高低次谐波，净化电网，提高功率因数，从而达到预设的稳压节能目的。

当本实用新型处在旁路时：交流接触器KM1导通触点闭合，交流接触器KM2不动作，触点处于常开状态，三相交流电没有通过系统经行稳压节电，而是直接与负载连接，在系统处于维修状况下或处于故障状况下，保证用电设备能正常运行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种AVR数控无触点通用节电器，其特征在于，包括AVR微处理器、锁相同步采样电路、主变压器、补偿变压器、过零触发可控硅输出阵列、电子开关阵列、PT电压型互感器，其中：

PT电压型互感器与锁相同步采样电路连接，PT电压型互感器的采样信号经锁相同步采样电路实现采样频率对工频频率的在线自动跟踪；

所述AVR微处理器接收锁相同步采样电路的采样信号经A/D转换后分析判断，发出指令到过零触发可控硅输出阵列；

所述过零触发可控硅输出阵列接收AVR微处理器发送的指令，将指令转发到电子开关阵列；

所述电子开关阵列接收指令控制补偿变压器的抽头运动，调整供电参数。

2.根据权利要求1所述的AVR数控无触点通用节电器，其特征在于，还包括组合滤波器，所述组合滤波器分别对三相输入电压、输出电压滤波，抑制高、低次谐波。

3.根据权利要求1所述的AVR数控无触点通用节电器，其特征在于，所述电子开关阵列为双向可控硅阵列、绝缘栅双极晶体管阵列或集成门极换相晶闸管阵列。

4.根据权利要求1所述的AVR数控无触点通用节电器，其特征在于，所述AVR微处理器具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器，上电复位以及可编程的掉电检测，32个可编程的I/O口，片内模拟比较器，通过JTAG接口实现对Flash、EEPROM、熔丝位、锁定位的编程可以对锁定位进行编程。

5.根据权利要求1所述的AVR数控无触点通用节电器，其特征在于，所述锁相同步采样电路中压控振荡器的输出频率跟踪输入信号的瞬时变化频率，对电参数进行测量分析。

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