CN202150065U - 电压控制节能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子电器领域，公开了一种电压控制节能装置。本实用新型中，通过采样电路、主控制电路、调压稳压电路和输出控制电路等多个电路的组合，调节电路的电压、电流的幅度。并提高了负载电路系统的功率因数，降低负载和线路的工作温度，最大限度地降低各种负载和电路的电耗，保证负载系统启动正常，获得更高、更稳定的节电效果。

Description

电压控制节能装置

技术领域

本实用新型涉及电子电器领域，特别涉及用电设备的节能装置。

背景技术

在电力供电输送过程中，为避免配电线路损耗所带来的电网末端电压偏低现象，供电系统往往会以稍高的电压供电，从而导致电网前端及中端电压相对较高，使用电设备在较高电压下运行，尤其大城市的供电电网相当稳定(偏高稳定)，最终导致运行温度升高，能耗增加。也就是说，供电局在一般供电系统中靠近电力变压器端(近端)电压偏高，远离变压器端(远端)电压偏低，如果用电设备的一端有独立变压器供电，那么用电设备的供电电压更偏高，偏高电压对设备造成无用功耗，并会使用电设备发热，缩短设备使用期限。而且，用电线路中有大量的感性负载，如：空调、日光灯和镇流器等，导致线损增加，用电效率下降，电能消耗增大。

另外，系统中由于内外部环境影响，存在着大量瞬变、浪涌及高次谐波，导致所使用的用电设备过热，能耗增加，电度表受到冲击而过度计量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电压控制节能装置，以最大限度地降低各种负载和电路的电耗，在保证系统正常用电的情况下，最大限度地节电省钱，提高用户的经济效益。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种电压控制节能装置，包含：采样电路、主控制电路、调压稳压电路和输出控制电路；

所述采样电路连接所述主控制电路，将得到的输入电压的采样信号输出给所述主控制电路；

所述主控制电路连接所述调压稳压电路，所述主控制电路将来自所述采样电路的采样信号与预设数值进行比较，将比较结果输出给所述调压稳压电路；其中，所述预设数值为预设的电压值；

所述调压稳压电路连接所述输出控制电路，所述调压稳压电路根据来自所述主控制电路的比较结果，将输入电压经本调压稳压电路后调整为所述进行比较的预设的电压值，将调整后的电压输出给所述输出控制电路，所述输出控制电路将来自所述调压稳压电路的调整后的电压输出。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，通过采样电路、主控制电路、调压稳压电路和输出控制电路等多个电路的组合，调节电路的电压、电流的幅度。并提高了负载电路系统的功率因数，降低负载和线路的工作温度，最大限度地降低各种负载和电路的电耗，保证负载系统启动正常，获得更高、更稳定的节电效果。即通过对电压的调整，使得用电设备处于标准供电电压下限范围内运转，削去偏高电压对用电设备造成的浪费，成功地实现了既能保证系统正常用电，又能最大限度地节电省钱，提高用户经济效益的目的。

另外，电压控制节能装置还包含浪涌抑制电路，该浪涌抑制电路与所述调压稳压电路相连，对所述调压稳压电路工作过程中产生的浪涌进行抑制。通过浪涌抑制电路对调压稳压电路的浪涌抑制作用，保证了本电压控制节能装置运行时能安全运行。而且，可以避免所使用的用电设备过热，能耗增加，电度表受到冲击而过度计量等问题。

另外，电压控制节能装置还包含旁路电路，该旁路电路的输入端与采样电路的输入端共接于电压输入端；旁路电路的输出端与输出控制电路的输出端共接于电压输出端。通过由“旁路电路”直接输出电压，可在本电压控制节能装置发生故障时，提供正常电压，供电器设备使用。

另外，预设的电压值可包含至少2个不同等级的电压值，主控制电路将与用户所选择的等级相对应的电压值，与来自采样电路的采样信号进行比较。可使得本电压控制节能装置具备多档的节能功能，根据需要选择不同等级的节能功能。

附图说明

图1是根据本实用新型第一实施方式的电压控制节能装置结构示意图；

图2是根据本实用新型第二实施方式中的主控制电路通过IRL控制器实现的示意图；

图3是根据本实用新型第二实施方式中的调压稳压电路通过机芯实现的示意图；

图4是根据本实用新型第二实施方式中液晶显示屏显示“系统初始化中”的示意图；

图5是根据本实用新型第二实施方式中系统过热时，系统切换至直通运行的示意图；

图6是根据本实用新型第二实施方式中系统过流时，系统切换至直通运行的示意图；

图7A至图7C是根据本实用新型第二实施方式中的用户参数设定页面示意图。

具体实施方式

本实用新型的第一实施方式涉及一种电压控制节能装置。具体结构如图1所示，包含：采样电路、主控制电路、调压稳压电路和输出控制电路。

其中，采样电路连接主控制电路，将得到的输入电压的采样信号输出给主控制电路。主控制电路连接调压稳压电路，主控制电路将来自采样电路的采样信号与预设数值进行比较，将比较结果输出给调压稳压电路；其中，预设数值为预设的电压值。调压稳压电路连接输出控制电路，调压稳压电路根据来自主控制电路的比较结果，将输入电压经本调压稳压电路后调整为参与比较的预设的电压值，将调整后的电压输出给输出控制电路，输出控制电路将来自调压稳压电路的调整后的电压输出。

值得一提的是，本实施方式中的电压控制节能装置还包含浪涌抑制电路和旁路电路。该浪涌抑制电路与调压稳压电路相连，对调压稳压电路工作过程中产生的浪涌进行抑制。该旁路电路的输入端与采样电路的输入端共接于电压输入端；该旁路电路的输出端与输出控制电路的输出端共接于电压输出端。通过由“旁路电路”直接输出电压，可在本电压控制节能装置发生故障时，提供正常电压，供电器设备使用。

本领域技术人员可以理解，根据电功率的计算公式：功率等于电压乘以电流得出：电压下降，功率也下降，而本实施方式中的电压控制节能装置可以通过主控制电路将供电电压调整并稳定在标准供电电压下限范围内，因此能有效达到节电效果。另外，在实际应用中，还可以在调压稳压电路中进行磁场能量补偿，保证其线路中各种负载运行稳定。

具体地说，本实施方式中的电压控制节能装置具备了以下特点：

(1)优化功率，在保证负载正常运行的条件下，把功率优化到最合理的范围，适当调控电压，同时引导电流下降，铁损与电压平方成正比，铜损、线损与电流平方成正比，当用户的各类用电设施的铜损趋近于铁损时，此时为用电效率最高，达到最省电状态，视不同负载条件，可达到节省电能5％-15％的效果。

(2)减少线损，电路难免会有线损，电流越大线损越高，让电力发挥最佳的效能，增加电网的用电容量，强化用电安全性。

(3)抑制瞬变浪涌，根据用电设备负载特性和运行特点，借鉴电磁控压节电器的原理，通过浪涌抑制电路实现瞬态尖峰、浪涌吸收、谐波滤除等功能。使节电效果产生叠加效应，突出对设备的保护，让使用单位的长期利益得到最大化。

(4)平衡三相电压，因电路配载、外界电网波动等因素往往会造成三相电压与电流不平衡，而本实施方式中的电压控制节能装置能有效改善三相不平衡现象，减少因此而带来的电能消耗。

(5)改善功率因数，有效提高用电效率，改善功率因数，增加电网容量，减少因增容、扩容而需投入的大量费用。

(6)自耗低、性能稳定，自耗低，小于0.1％，是名副其实的高效省电设备，同时，其长效稳定的特性，使其成为节电产品中投资性价比极高的产品，最大程度地保证了用户的投资收益。

本实用新型的第二实施方式涉及一种电压控制节能装置。第二实施方式在第一实施方式的基础上，作了进一步改进，主要改进之处在于，主控制电路中预设的电压值包含至少2个不同等级的电压值，主控制电路将与用户所选择的等级相对应的电压值，与来自所述采样电路的采样信号进行比较。其中，电压控制节能装置的表面还设有人机交互界面，所述人机交互界面与所述主控制电路通信连接，用于接收所述用户选择的等级。主控制电路将与用户所选择的等级相对应的电压值，与来自采样电路的采样信号进行比较。可使得本电压控制节能装置具备多档的节能功能，根据需要选择不同等级的节能功能。

下面以将该电压控制节能装置应用于电信机房空调电源的节能为例进行具体说明。

本实施方式中电压控制节能装置所包含的主控制电路通过如图2所示的IRL控制器实现。所包含的调压稳压电路由如图3所示的机芯实现，图3中的KMA为旁路电路。

本实施方式中的IRL控制器是专门为电信机房空调电源节电装置设计的专用型控制器。该控制器工作性能稳定可靠，功能完善，具有3路开关量输入，6路继电器输出。三相电流电压检测。采用点阵液晶显示，具有良好的全中文人机对话界面，即时显示机器的工作状况；各功能键工作状态有发光管指示，帮助监控机器的运行状态。厂家信息、机器工作状态以及各运行参数可以通过配有的兰屏液晶显示器显示，直观明了。该IRL控制器具有以下特点：全数字智能化控制、高可靠性，最简便的操作、内设RS485通讯接口，支持Modbus协议。

该IRL控制器上设有以下按键：《启动/停止》键、《自动/手动》键、《1档》键、《2档》健、《3档》健、《直通》键、《设定》键、《上》、《下》、《左》、《右》键、《上页》键、《下页》键、《确认》键、《退出》键、《复位》键。

其中，《启动/停止》键的功能为：按下此键，系统开始工作，指示灯亮，再长按下此键约2秒钟，系统停止工作，指示灯灭。系统告警时，此灯闪烁。《自动/手动》键的功能为：按下此键，系统自动运行，指示灯亮，再按此键，系统转为手动运行模式，指示灯灭。《1档》键的功能为：在手动状态下按下此键，系统按节能“1档”参数运行，指示灯亮，再按此键，系统停止运行，指示灯灭。《2档》健、《3档》健、《直通》键：三键功能同《1档》键。由于在控制器内设有各档所对应的预设电压值，因此当用户按下《1档》键、《2档》健或《3档》健时，控制器可以根据用户选择的档次，选择相对应的电压值，与来自采样电路的采样信号进行比较。《设定》键的功能为：按下此键，进入程序编辑，此时用户可根据需要对各参数进行修改。《上》、《下》、《左》、《右》键的功能为：在编辑程序时，上、下键用来换行，左、右键用来修改参数。《上页》键的功能为：按下此键，显示上一页。《下页》键的功能为：按下此键，显示下一页。《确认》键的功能为：在编辑程序修改参数时，按此键表示对修改的确认；并进入下一个参数的修改。《退出》键的功能为：在编辑程序时按此键，退出程序编辑。《复位》键的功能为：当系统检出到故障并得到排除后，按此键系统将回到“系统正常运行”状态。长按《复位》键电量累计清零。

该IRL控制器的主要技术参数如下：

电源电压：220V±20％，50Hz±5Hz；

测量参数：(150～265V)交流三相相电压；

(0～5A)交流三相相电流(可设定互感器变比)；

时间：24小时制循环计时；

电量：累计；

输出：继电器输出(220V/5A)。

下面对该IRL控制器的操作进行说明：

控制器接通电源后，进入倒计时状态。此时液晶显示屏显示“系统初始化中”(如图4所示)，倒计时结束后进入主页面。

用户根据需要按压控制器面板上的按键，系统将进入运行状态。当系统发生过热时，系统切换至直通运行，《启动/停止》键上的指示灯闪烁，显示器显示如图5所示的界面。当系统发生过流时，系统切换至直通运行，《启动/停止》键上的指示灯闪烁，显示器显示如图6所示的界面。

在运行过程中，用户可以调整如升档时间、升档解除时间、系统时间等参数，用户参数设定页面如图7A至7C所示。调整方法如下：

(1)按《设定》键进入参数修改页面；

(2)用《上页》、《下页》键翻页，配合《上》《下》箭头换行找到需要修改的参数；

(3)使用《左》《右》键修改参数值；

(4)按《确认》键确认；光标移至下行；

(5)重复(2)-(4)步骤修改其他参数；

(6)按《退出》键退出设定返回主页面。

由于本实施方式中的电压控制节能装置在节电原理、功能等方面与其他节电器不同(主要是通过电流、电压的智能跟踪调控、平衡来达到节电目的)，因此，它可以在一年中的不同季节，不同的气候条件下，均能发挥其作用。尤其在电信机房周边电网电流、电压不稳定的状态下，作用更加明显，节电率更高。据调查，根据供电局供电系统的特性，近端供电电压偏高，上海电信绝大部分机房均存在电流、电压偏高，不均衡状况，所以适用范围很广。

经试验证明，本实施方式中的电压控制节能装置的平均节电率为11.61％，具有明显的节电效果。而且，一旦发生故障，设备能够及时报警并瞬间切换至旁路正常运行(一般来讲，这种故障除人为或不可抗力因素外，是不会发生的)。因此，该电压控制节能装置的安全性能是完全可以得到保证的。

上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (6)

1.一种电压控制节能装置，其特征在于，包含：采样电路、主控制电路、调压稳压电路和输出控制电路；

所述采样电路连接所述主控制电路，将得到的输入电压的采样信号输出给所述主控制电路；

所述主控制电路连接所述调压稳压电路，所述主控制电路将来自所述采样电路的采样信号与预设数值进行比较，将比较结果输出给所述调压稳压电路；其中，所述预设数值为预设的电压值；

所述调压稳压电路连接所述输出控制电路，所述调压稳压电路根据来自所述主控制电路的比较结果，将输入电压经本调压稳压电路后调整为所述进行比较的预设的电压值，将调整后的电压输出给所述输出控制电路，所述输出控制电路将来自所述调压稳压电路的调整后的电压输出。

2.根据权利要求1所述的电压控制节能装置，其特征在于，所述电压控制节能装置还包含浪涌抑制电路；

所述浪涌抑制电路与所述调压稳压电路相连，对所述调压稳压电路工作过程中产生的浪涌进行抑制。

3.根据权利要求1所述的电压控制节能装置，其特征在于，所述电压控制节能装置还包含旁路电路；

所述旁路电路的输入端与所述采样电路的输入端共接于电压输入端；

所述旁路电路的输出端与所述输出控制电路的输出端共接于电压输出端。

4.根据权利要求3所述的电压控制节能装置，其特征在于，所述预设的电压值包含至少2个不同等级的电压值；

所述主控制电路将与用户所选择的等级相对应的电压值，与来自所述采样电路的采样信号进行比较。

5.根据权利要求4所述的电压控制节能装置，其特征在于，所述电压控制节能装置的表面还设有人机交互界面，所述人机交互界面与所述主控制电路通信连接，用于接收所述用户选择的等级。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电压控制节能装置，其特征在于，

所述电压控制节能装置应用于电信机房空调电源的节能。

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