DE202012103742U1 - Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung, die zum Empfangen eines Wechselstroms dient und an eine Last elektrisch angeschlossen ist, wobei der Wechselstrom eine elektrische Feldenergie aufweist, wobei die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung mindestens folgendes umfasst: – einen Kondensator (14), der an den Wechselstrom elektrisch angeschlossen ist, um die elektrische Feldenergie zu speichern; – eine erste Drossel (16), die an den ersten Kondensator (14) elektrisch angeschlossen ist, um die elektrische Feldenergie zu empfangen und sie in eine erste AC-selbstinduzierte Energie umzuwandeln; – eine zweite Drossel (18), die an den ersten Kondensator (14) elektrisch angeschlossen ist, um die elektrische Feldenergie zu empfangen und sie in eine zweite AC-selbstinduzierte Energie umzuwandeln; – einen mit Mittelabgriff versehenen Schaltkreis (20), der an die erste und die zweite Drossel (16, 18) elektrisch angeschlossen ist, um die erste und die zweite AC-selbstinduzierte Energie zu empfangen und sie in einen Gleichstrom umzuwandeln; – einen zweiten Kondensator (22), der an den mit...

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Energiesparvorrichtung, insbesondere eine Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Zur Lösung der Energiekrise sind bereits Energiesparvorrichtungen für Elektrogeräte auf den Markt gebracht worden, bei denen die Energieeinsparung meistens dadurch erzielt wird, dass sich das Elektrogerät in der vorgegebenen Zeit ein- oder ausschaltet, um unnötigen Stromverbrauch zu vermeiden. Wenn das Elektrogerät nicht gebraucht wird, muss der Benutzer lediglich den Hauptschalter ausschalten, um den Anschluss des Elektrogeräts an eine externe Stromquelle abzutrennen und dadurch Energie einzusparen. Bei solchen herkömmlichen Energiesparvorrichtungen wird die Energieeinsparung durch Einstellen des Schalters durch den Menschen erzielt. Jedoch ist der Effekt der Energieeinsparung nur begrenzt.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Angesichts der beim Stand der Technik genannten Probleme und Nachteile stellt die Erfindung eine Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung bereit, die bei allen Widerstands-, kapazitiven und induktiven Lasten der industriellen Einrichtungen und Haushaltsgeräte einsetzbar ist, um Energie einzusparen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung zu schaffen, die einen elektromagnetischen Effekt hervorbringt und dadurch eine Energieeinsparung und eine Reduktion des Stromverbrauches einer Last erzielt, um die Stromspareffizienz zu steigern und somit die Gesamtleistung der Stromversorgung zu erhöhen.
  • Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung zu schaffen, bei der eine Gleichrichterschaltung an einen Einphasentransformator angeschlossen ist, um eine dritte Wechselstrom(AC)-selbstinduzierte Energie in einen Gleichstrom gleichzurichten, sodass die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung die für die Stromeinspeisungseinrichtung erforderliche Kapazität verringern, gleichzeitig auch die Kompensationsleistung für den Leitungsstrom reduzieren und die Gleichrichtung der Drossel optimieren kann.
  • Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung zu schaffen, bei der ein Teil der Blindleistung (KVAR) durch einen zusätzlichen Kondensator ausgeglichen wird, um die Wirkleistung (KW) zu erhöhen, den Leistungsfaktor (PF) zu verbessern und auch den Gesamtstromverbrauch (KVA) zu senken, sodass die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung bei verschiedenen Lasten der industriellen Einrichtungen und der Haushaltsgeräte anwendbar ist. Ferner erfüllt die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung die Normen für den Leistungsfaktor der Taiwan Power Company, i.e. der Leistungsfaktor darf nicht niedriger als 80% des Stromverzögerungsleistungsfaktors sein.
  • Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung zu schaffen, die durch eine zusätzliche Brückengleichrichterschaltung eine DC-selbstinduzierte Energie empfangen und sie in einen Wechselstrom umwandeln kann, sodass die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung zum Antreiben einer DC-Last sowie einer AC-Last eingesetzt werden kann, wobei neben der zusätzlichen Brückengleichrichterschaltung gleichzeitig eine Drossel mit Ferritinduktanz (ferrite inductance) ausgewählt wird, um ein Umwandeln in den maximalen Gleichstrom zu ermöglichen. Auf diese Weise integriert die Erfindung Stromversorgungssysteme mehrfacher Funktionen, z.B. ein elektronisches Leistungsfilter (APF) und eine Blindleistungskompensierung (PFC), um eine DC-Antriebsleistung zur Verfügung zu stellen und die Stromversorgungsqualität zu verbessern, damit eine Energieeinsparung erzielt wird.
  • Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung zu schaffen, die den Verlust der Leitungsimpedanz senkt, sodass die Gesamtleistung und -qualität erhöht wird, wobei eine stabilere Stromversorgung durch das Senken des Leitungsstroms und das Verringern des Spannungsabfalls gewährleistet wird, der Einrichtungsverlust verringert wird und die Lebensdauer der Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung verlängert wird. Ferner kann die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung die Spannungsregelung verbessern, um Strom für die wirklichen Lasten verschiedener mit Elektrizität angetriebene Einrichtungen bereitzustellen. Wenn die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung nahe einem Hauptschalter angeordnet ist, wird die Effizienz ihrer Stromversorgung erhöht. Wenn sie bei einem Schalter eines Stromverteilungsfeldes eingesetzt wird, um sich an die Last anzupassen, wird der Leistungsfaktor der gesamten Stromversorgung erhöht.
  • Technische Lösung
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die erfindungsgemäße Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung dient zum Empfangen eines Wechselstroms und ist an eine Last elektrisch angeschlossen, wobei der Wechselstrom elektrische Feldenergie aufweist. Die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung umfasst mindestens einen Kondensator, der an einen Wechselstrom elektrisch angeschlossen ist, um die elektrische Feldenergie zu speichern; eine erste Drossel, die an den ersten Kondensator elektrisch angeschlossen ist, um die elektrische Feldenergie zu empfangen und sie in eine erste AC-selbstinduzierte Energie umzuwandeln; eine zweite Drossel, die an den ersten Kondensator elektrisch angeschlossen ist, um die elektrische Feldenergie zu empfangen und sie in eine zweite AC-selbstinduzierte Energie umzuwandeln; einen mit Mittelabgriff versehenen Schaltkreis, der an die erste und die zweite Drossel elektrisch angeschlossen ist, um die erste und die zweite AC-selbstinduzierte Energie zu empfangen und sie in einen Gleichstrom umzuwandeln; einen zweiten Kondensator, der an den mit Mittelabgriff versehenen Schaltkreis elektrisch angeschlossen ist, um den Gleichstrom zu speichern; und eine erste und eine zweite Glättungsdrossel, die an den mit Mittelabgriff versehenen Schaltkreis elektrisch angeschlossen sind, um den Gleichstrom zu empfangen und jeweils eine erste und eine zweite DC-selbstinduzierte Energie auf die Last auszugeben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt einen Schaltplan eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung.
  • 2 zeigt einen Schaltplan eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung mit einem zusätzlichen Leistungsschutzschalter.
  • 3 zeigt einen Schaltplan eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung mit einer zusätzlichen Brückengleichrichterschaltung.
  • Ausführung der Erfindung
  • Im Folgenden werden Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Jedoch soll die Erfindung nicht auf die Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschränkt werden.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1 dient die erfindungsgemäße Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung 10 zum Empfangen eines Wechselstroms und ist an eine DC-Last 12 elektrisch angeschlossen, wobei der Wechselstrom eine elektrische Feldenergie aufweist. Die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung 10 umfasst mindestens einen Kondensator 14, der ein Leistungsfaktor-Kondensator sein kann und an einen Wechselstrom elektrisch angeschlossen ist, um die elektrische Feldenergie zu speichern; eine erste und eine zweite Drossel 16, 18, die Leistungsdrosseln sein können und an den ersten Kondensator 14 elektrisch angeschlossen sind, um jeweils die elektrische Feldenergie zu empfangen und sie jeweils in eine erste und eine zweite AC-selbstinduzierte Energie umzuwandeln; einen mit Mittelabgriff versehenen Schaltkreis 20, der an die erste und die zweite Drossel 16, 18 elektrisch angeschlossen ist, um die erste und die zweite AC-selbstinduzierte Energie zu empfangen und sie in einen Gleichstrom umzuwandeln; einen zweiten Kondensator 22, der ein Leistungsfaktor-Kondensator sein kann und an den mit Mittelabgriff versehenen Schaltkreis 20 elektrisch angeschlossen ist, um den Gleichstrom zu speichern; und eine erste und eine zweite Glättungsdrossel 24, 26, die an den mit Mittelabgriff versehenen Schaltkreis 20 elektrisch angeschlossen sind, um den Gleichstrom zu empfangen und jeweils eine erste und eine zweite DC-selbstinduzierte Energie zu erzeugen und die beiden DC-selbstinduzierten Energien auf die DC-Last 12 auszugeben.
  • Nun ist die DC-Last 12 eine Widerstands-, eine induktive oder eine kapazitive Last und an die erste und die zweite Glättungsdrossel 24, 26 elektrisch angeschlossen, um einen Kreislauf zu bilden, wobei die DC-Last 12 eine erste und eine zweite DC-selbstinduzierte Energie empfangen kann.
  • Der mit Mittelabgriff versehene Schaltkreis 20 weist einen Einphasentransformator 28 auf, der an die erste und die zweite Drossel 16, 18 elektrisch angeschlossen ist, um eine erste und eine zweite AC-selbstinduzierte Energie zu empfangen und die beiden AC-selbstinduzierten Energien in eine dritte AC-selbstinduzierte Energie umzuwandeln. Die Brückengleichrichterschaltung 30 ist an den Einphasentransformator 28 elektrisch angeschlossen, um die dritte AC-selbstinduzierte Energie in einen Gleichstrom gleichzurichten.
  • Der Einphasentransformator 28 weist einen Eisenkern und eine Spule auf, wobei der Eisenkern aus Siliziumstahlblech ist. Die erste Drossel 16, die zweite Drossel 18, die erste Glättungsdrossel 24 und die zweite Glättungsdrossel 26 weisen jeweils einen Eisenkern und eine Spule auf, wobei der Eisenkern aus Siliziumstahlblech ist, um den elektrischen Widerstand zu erhöhen, die Koerzitivfeldstärke zu senken und die magnetische Stabilität zu verbessern, sodass die magnetische Sättigungsflussdichte des Eisenkerns erhöht wird.
  • Die erste und die zweite Drossel 16, 18 sind Hochleistungsdrosseln, die passive elektronische Bauelemente sind, die elektrische Energie in Form der AC-selbstinduzierten Energie speichern können. Wenn eine elektrische Feldenergie passiert, wird sich rechts der Strömungsrichtung der elektrischen Feldenergie eine AC-selbstinduzierte Energie ergeben. Des Weiteren können die erste Drossel 16, die zweite Drossel 18, die erste Glättungsdrossel 24 und die zweite Glättungsdrossel 26 als Induktoren mit Windungen, Induktoren mit aufeinander liegenden Schichten, Induktoren mit Dünnfilm oder Ferritinduktanzen ausgeführt werden. Wenn die erste Drossel 16, die zweite Drossel 18, die erste Glättungsdrossel 24 und die zweite Glättungsdrossel 26 wahlweise als Ferritinduktanzen ausgeführt sind, ist die maximale Umwandlungsleistung des Gleichstroms erzielbar.
  • Die Gleichrichterschaltung 30 weist eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Diode 32, 34, 36, 38 auf, wobei die Dioden 32, 34, 36, 38 alle Hochleistungsdioden sind. Die erste Diode 32 weist eine erste Anode A1 und eine erste Kathode K1 auf, wobei die erste Anode A1 an den Einphasentransformator 28 elektrisch angeschlossen ist. Die zweite Diode 34 weist eine zweite Anode A2 und eine zweite Kathode K2 auf, wobei die zweite Kathode K2 an die erste Anode A1 und den Einphasentransformator 28 elektrisch angeschlossen ist. Die dritte Diode 36 weist eine dritte Anode A3 und eine dritte Kathode K3 auf, wobei die dritte Kathode K3 an die erste Kathode K1 und den zweiten Kondensator 22 elektrisch angeschlossen ist. Die vierte Diode 38 weist eine vierte Anode A4 und eine vierte Kathode K4 auf, wobei die vierte Anode A4 an die dritte Anode A3 und den Einphasentransformator 28 elektrisch angeschlossen ist.
  • Weiter ist aus 2 ersichtlich, dass ein Leistungsschutzschalter 40 an einen Wechselstrom und den ersten Kondensator 14 elektrisch angeschlossen sein kann. Dabei ist der Leistungsschutzschalter 40 eine hochspannungsbeständige Überstromschutzeinrichtung und kann bei einem Hauptschalter oder einem Stromverteilungssteuerschalter für eine Haushalts- oder industrielle Verkabelung verwendet werden. Der Leistungsschutzschalter 40 ist ein wesentliches Bauelement, das wirksam die Last schützt. Er dient hauptsächlich zum Kurzschlussschutz und zum Verhindern einer Überlast. Leistungsschutzschalter werden auch als eine der Lastschutzvorrichtungen für industrielle Maschinen verwendet.
  • Weiter ist aus 3 ersichtlich, dass die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung 10 zusätzlich mit einer Brückengleichrichterschaltung 42 ausgestattet sein kann, die an die erste und die zweite Glättungsdrossel 24, 26 elektrisch angeschlossen ist, um eine erste und eine zweite DC-selbstinduzierte Energie zu empfangen und sie in einen Wechselstrom umzuwandeln. Ein Controller 44 ist an die Brückengleichrichterschaltung 42 elektrisch angeschlossen, um den Zustand der Brückengleichrichterschaltung 42 zu steuern.
  • Die Brückengleichrichterschaltung 42 umfasst folgendes: einen ersten doppelgerichteten Silikon-kontrollierten Gleichrichter 46, der eine erste Anschlussklemme T1, eine zweite Anschlussklemme T2 und ein erstes Regelungsschütz G1 aufweist; einen ersten Bipolartransistor 48 mit isolierter Gate-Elektrode, der einen ersten Emitter E1 und einen ersten Kollektor C1 aufweist, wobei der erste Emitter E1 an die erste Anschlussklemme T1 und der erste Kollektor C1 an die zweite Anschlussklemme T2 elektrisch angeschlossen ist; einen zweiten doppelgerichteten Silikon-kontrollierten Gleichrichter 50, der eine dritte Anschlussklemme T3, eine vierte Anschlussklemme T4 und ein zweites Regelungsschütz G2 aufweist, wobei die dritte Anschlussklemme T3 an die zweite Anschlussklemme T2 elektrisch angeschlossen ist; einen zweiten Bipolartransistor 52 mit isolierter Gate-Elektrode, der einen zweiten Emitter E2 und einen zweiten Kollektor C2 aufweist, wobei der zweite Emitter E2 an die dritte Anschlussklemme T3, der zweite Kollektor C2 die vierte an Anschlussklemme T4 und der zweite Emitter E2 an den ersten Kollektor C1 elektrisch angeschlossen ist; einen dritten doppelgerichteten Silikon-kontrollierten Gleichrichter 54, der eine fünfte Anschlussklemme T5, eine sechste Anschlussklemme T6 und ein drittes Regelungsschütz G3 aufweist; einen dritten Bipolartransistor 56 mit isolierter Gate-Elektrode, der einen dritten Emitter E3 und einen dritten Kollektor C3 aufweist, wobei der dritte Emitter E3 an die fünfte Anschlussklemme T5 und der dritte Kollektor C3 an die sechste Anschlussklemme T6 elektrisch angeschlossen ist; einen vierten doppelgerichteten Silikon-kontrollierten Gleichrichter 58, der eine siebte Anschlussklemme T7, eine achte Anschlussklemme T8 und ein viertes Regelungsschütz G4 aufweist, wobei die siebte Anschlussklemme T7 an die sechste Anschlussklemme T6 elektrisch angeschlossen ist; einen vierten Bipolartransistor 60 mit isolierter Gate-Elektrode, der einen vierten Emitter E4 und einen vierten Kollektor C4 aufweist, wobei der vierte Emitter E4 an die siebte Anschlussklemme T7, der vierte Kollektor C4 an die achte Anschlussklemme T8 und der vierte Emitter E4 an den dritten Kollektor C3 elektrisch angeschlossen ist, wobei das erste, das zweite, das dritte und das vierte Regelungsschütz G1, G2, G3, G4 an den Controller 44 elektrisch angeschlossen sind; und eine AC-Last 62, die eine Widerstands-, eine induktive oder eine kapazitive Last ist und an die zweite und die sechste Anschlussklemme T2, T6 elektrisch angeschlossen ist, um einen Kreislauf zu bilden, wobei die AC-Last 62 einen Wechselstrom empfangen kann.
  • Mit einer zusätzlichen Brückengleichrichterschaltung 42 kann die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung 10 beispielsweise bei der AC-Last 62 eines AC-Elektromotors angewendet werden, wobei die AC-Last 62 eine Widerstands-, eine induktive oder eine kapazitive Last sein kann. Eine Widerstandslast ist beispielsweise eine Glühlampe, ein elektrischer Heizdraht, usw.. Eine induktive Last ist beispielsweise eine elektromagnetische Einrichtung, wie z.B. ein AC-Motor, ein Einphasentransformator oder ein Induktor. Eine kapazitive Last ist beispielsweise ein Kondensator.
  • Anhand der aus 1 bis 3 offenbarten technischen Inhalte lassen sich folgende Vorteile bei der erfindungsgemäßen Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung 10 feststellen: die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung 10 erzielt eine Energieeinsparung und kann sogar den Stromverbrauch einer Last reduzieren und die Effizienz der Stromeinsparung erhöhen, um Energie einzusparen; die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung kann die für eine Stromeinspeisungseinrichtung erforderliche Kapazität verringern, gleichzeitig auch die Kompensationsleistung für den Leitungsstrom reduzieren und die Gleichrichtung der Drossel optimieren; die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung kann ferner den Verlust der Leitungsimpedanz senken, sodass die Gesamtleistung und -qualität erhöht wird, wobei eine stabilere Stromversorgung durch das Senken des Leitungsstroms und das Verringern des Spannungsabfalls gewährleistet wird, der Einrichtungsverlust verringert wird und die Lebensdauer der Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung verlängert wird; die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung ist nahe einem Hauptschalter angeordnet, wodurch die Effizienz ihrer Stromversorgung erhöht wird; wenn sie bei einem Schalter eines Stromverteilungsfeldes eingesetzt wird, um sich an die Last anzupassen und die Spannungsregelung zu verbessern, wird der Leistungsfaktor der gesamten Stromversorgung erhöht; und bei manchen Stromüberwachungssystemen ist ein Leistungsfaktorregler mit automatischer Steuerung ausgestattet, sodass die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung 10 die Normen für den Leistungsfaktor der Taiwan Power Company erfüllt, i.e. dass der Leistungsfaktor nicht niedriger als 80% des Stromverzögerungsleistungsfaktors sein darf.
  • Die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung 10 ist zusätzlich mit einem ersten und einem zweiten Kondensator 14, 22 versehen, durch die die Blindleistung (KVAR) teilweise ausgeglichen wird, um die Wirkleistung (KW) zu erhöhen, den Leistungsfaktor (PF) zu verbessern und auch den Gesamtstromverbrauch (KVA) zu senken, sodass die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung 10 bei verschiedenen industriellen Einrichtungen und Haushaltsgeräten einsetzbar ist, um Energie einzusparen.
  • Wenn die Last eine AC-Last 62 eines Induktionsmotors ist, wird zwischen dem Stator und dem Rotor des Induktionsmotors eine Luftspalte vorbehalten, um ein Verklemmen zu verhindern, das durch eine aufgrund eines Drehzahlunterschiedes vergrößerte Reibung verursacht würde. Nachdem eine Last mit der Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung 10 eingeschaltet worden ist, wird ein großer Erregungsstrom produziert, um den Leistungsfaktor zu senken. Die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung 10 integriert Stromversorgungssysteme mehrfacher Funktionen, z.B. ein elektronisches Leistungsfilter (APF) und eine Blindleistungskompensierung (PFC), um in Zukunft eine DC-Antriebsleistung zur Verfügung zu stellen und die Stromversorgungsqualität zu verbessern, damit eine Energieeinsparung erzielt wird.
  • Die Erfindung betrifft somit eine Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung, umfassend einen ersten Kondensator 14, der an die AC-Stromversorgung elektrisch angeschlossen ist, um elektrische Energie zu speichern; eine erste und eine zweite Drossel 16, 18, die an den ersten Kondensator 14 elektrisch angeschlossen sind und jeweils eine erste und eine zweite AC-selbstinduzierte Energie ausgeben; einen mit Mittelabgriff versehenen Schaltkreis 20, der an die erste und die zweite Drossel 16, 18 elektrisch angeschlossen ist, um die erste und die zweite AC-selbstinduzierte Energie in Gleichstrom DC umzuwandeln; einen zweiten Kondensator 22, der an den mit Mittelabgriff versehenen Schaltkreis 20 elektrisch angeschlossen ist, um Energie des Gleichstroms DC zu speichern; und eine erste und eine zweite Glättungsdrossel 24, 26, die an den mit Mittelabgriff versehenen Schaltkreis 20 elektrisch angeschlossen sind und Energie des Gleichstroms DC empfangen, um jeweils eine erste und eine zweite DC-selbstinduzierte Energie auf die Last auszugeben und somit die Effizienz der Energieeinsparung sowie die Qualität der Stromversorgung zu erhöhen.
  • Die vorstehende Beschreibung stellt nur das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und soll nicht die Schutzansprüche beschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die die in diesem technischen Bereich Sachkundigen gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung vornehmen, gehören zum Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Der Schutzbereich der Erfindung richtet sich auf die nachstehenden Ansprüche.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung
    12
    DC-Last
    14
    erster Kondensator
    16
    erste Drossel
    18
    zweite Drossel
    20
    mit Mittelabgriff versehener Schaltkreis
    22
    zweiter Kondensator
    24
    erste Glättungsdrossel
    26
    zweite Glättungsdrossel
    28
    Einphasentransformator
    30
    Gleichrichterschaltung
    32
    erste Diode
    34
    zweite Diode
    36
    dritte Diode
    38
    vierte Diode
    40
    Leistungsschutzschalter
    42
    Brückengleichrichterschaltung
    44
    Controller
    46
    erster doppelgerichteter Silikon-kontrollierter Gleichrichter
    48
    erster Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode
    50
    zweiter doppelgerichteter Silikon-kontrollierter Gleichrichter
    52
    zweiter Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode
    54
    dritter doppelgerichteter Silikon-kontrollierter Gleichrichter
    56
    dritter Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode
    58
    vierter doppelgerichteter Silikon-kontrollierter Gleichrichter
    60
    vierter Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode
    62
    AC-Last
    A1
    erste Anode
    K1
    erste Kathode
    A2
    zweite Anode
    K2
    zweite Kathode
    A3
    dritte Anode
    K3
    dritte Kathode
    A4
    vierte Anode
    K4
    vierte Kathode
    T1
    erst Anschlussklemme
    T2
    zweite Anschlussklemme
    G1
    erstes Regelungsschütz
    E1
    erster Emitter
    C1
    erster Kollektor
    T3
    dritte Anschlussklemme
    T4
    vierte Anschlussklemme
    G2
    zweites Regelungsschütz
    E2
    zweiter Emitter
    C2
    zweiter Kollektor
    T5
    fünfte Anschlussklemme
    T6
    sechste Anschlussklemme
    G3
    drittes Regelungsschütz
    E3
    dritter Emitter
    C3
    dritter Kollektor
    T7
    siebte Anschlussklemme
    T8
    achte Anschlussklemme
    G4
    viertes Regelungsschütz
    E4
    vierter Emitter
    C4
    vierter Kollektor

Claims (14)

  1. Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung, die zum Empfangen eines Wechselstroms dient und an eine Last elektrisch angeschlossen ist, wobei der Wechselstrom eine elektrische Feldenergie aufweist, wobei die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung mindestens folgendes umfasst: – einen Kondensator (14), der an den Wechselstrom elektrisch angeschlossen ist, um die elektrische Feldenergie zu speichern; – eine erste Drossel (16), die an den ersten Kondensator (14) elektrisch angeschlossen ist, um die elektrische Feldenergie zu empfangen und sie in eine erste AC-selbstinduzierte Energie umzuwandeln; – eine zweite Drossel (18), die an den ersten Kondensator (14) elektrisch angeschlossen ist, um die elektrische Feldenergie zu empfangen und sie in eine zweite AC-selbstinduzierte Energie umzuwandeln; – einen mit Mittelabgriff versehenen Schaltkreis (20), der an die erste und die zweite Drossel (16, 18) elektrisch angeschlossen ist, um die erste und die zweite AC-selbstinduzierte Energie zu empfangen und sie in einen Gleichstrom umzuwandeln; – einen zweiten Kondensator (22), der an den mit Mittelabgriff versehenen Schaltkreis (20) elektrisch angeschlossen ist, um den Gleichstrom zu speichern; und – eine erste und eine zweite Glättungsdrossel (24, 26), die an den mit Mittelabgriff versehenen Schaltkreis (20) elektrisch angeschlossen sind, um den Gleichstrom zu empfangen und jeweils eine erste und eine zweite DC-selbstinduzierte Energie zu erzeugen und die beiden DC-selbstinduzierten Energien auf die DC-Last (12) auszugeben.
  2. Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Last eine DC-Last ist, die an die erste und die zweite Glättungsdrossel (24, 26) elektrisch angeschlossen ist, um einen Kreislauf zu bilden, wobei die DC-Last die erste und die zweite DC-selbstinduzierte Energie empfangen kann.
  3. Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die DC-Last eine Widerstands-, eine induktive oder eine kapazitive Last sein kann.
  4. Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit Mittelabgriff versehene Schaltkreis (20) folgendes umfasst: – einen Einphasentransformator (28), der an die erste und die zweite Drossel (16, 18) elektrisch angeschlossen ist und die erste und die zweite AC-selbstinduzierte Energie empfängt, um die beiden AC-selbstinduzierten Energien in eine dritte AC-selbstinduzierte Energie umzuwandeln; und – eine Gleichrichterschaltung (30), die an den Einphasentransformator (28) elektrisch angeschlossen ist, um die dritte AC-selbstinduzierte Energie in den Gleichstrom gleichzurichten.
  5. Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichrichterschaltung (30) folgendes umfasst: – eine erste Diode (32), die eine erste Anode (A1) und eine erste Kathode (K1) aufweist, wobei die erste Anode (A1) an den Einphasentransformator (28) elektrisch angeschlossen ist; – eine zweite Diode (34), die eine zweite Anode (A2) und eine zweite Kathode (K2) aufweist, wobei die zweite Kathode (K2) an die erste Anode (A1) und den Einphasentransformator (28) elektrisch angeschlossen ist; – eine dritte Diode (36), eine dritte Anode (A3) und eine dritte Kathode (K3) aufweist, wobei die dritte Kathode (K3) an die erste Kathode (K1) und den zweiten Kondensator (22) elektrisch angeschlossen ist; und – eine vierte Diode (38), die eine vierte Anode (A4) und eine vierte Kathode (K4) aufweist, wobei die vierte Anode (A4) an die dritte Anode (A3) und den Einphasentransformator (28) elektrisch angeschlossen ist.
  6. Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einphasentransformator (28) einen Eisenkern und eine Spule aufweist, wobei der Eisenkern aus Siliziumstahlblech ist.
  7. Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Kondensator (14, 22) Leistungsfaktor-Kondensatoren sind.
  8. Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Drossel (16, 18) Leistungsdrosseln sind und jeweils einen Eisenkern und eine Spule aufweisen, wobei der Eisenkern aus Siliziumstahlblech ist.
  9. Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Drossel (16, 18) und die erste und die zweite Glättungsdrossel (24, 26) als Induktoren mit Windungen, Induktoren mit aufeinander liegenden Schichten, Induktoren mit Dünnfilm oder Ferritinduktanzen ausgeführt werden können.
  10. Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung ferner einen Leistungsschutzschalter (40) umfasst, der an den Wechselstrom und den ersten Kondensator (14) elektrisch angeschlossen ist.
  11. Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung ferner folgendes umfasst: – eine Brückengleichrichterschaltung (42), die an die erste und die zweite Glättungsdrossel (24, 26) elektrisch angeschlossen ist, um die erste und die zweite DC-seibstinduzierte Energie zu empfangen und dieselben in einen Wechselstrom umzuwandeln; und – einen Controller (44), der an die Brückengleichrichterschaltung (42) elektrisch angeschlossen ist, um den Zustand der Brückengleichrichterschaltung (42) zu steuern.
  12. Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brückengleichrichterschaltung (42) folgendes umfasst: – einen ersten doppelgerichteten Silikon-kontrollierten Gleichrichter (46), der eine erste Anschlussklemme (T1), eine zweite Anschlussklemme (T2) und ein erstes Regelungsschütz (G1) aufweist; – einen ersten Bipolartransistor (48) mit isolierter Gate-Elektrode, der einen ersten Emitter (E1) und einen ersten Kollektor (C1) aufweist, wobei der erste Emitter (E1) an die erste Anschlussklemme (T1) und der erste Kollektor (C1) an die zweite Anschlussklemme (T2) elektrisch angeschlossen ist; – einen zweiten doppelgerichteten Silikon-kontrollierten Gleichrichter (50), der eine dritte Anschlussklemme (T3), eine vierte Anschlussklemme (T4) und ein zweites Regelungsschütz (G2) aufweist, wobei die dritte Anschlussklemme (T3) an die zweite Anschlussklemme (T2) elektrisch angeschlossen ist; – einen zweiten Bipolartransistor (52) mit isolierter Gate-Elektrode, der einen zweiten Emitter (E2) und einen zweiten Kollektor (C2) aufweist, wobei der zweite Emitter (E2) an die dritte Anschlussklemme (T3), der zweite Kollektor (C2) an die vierte Anschlussklemme (T4) und der zweite Emitter (E2) an den ersten Kollektor (C1) elektrisch angeschlossen ist; – einen dritten doppelgerichteten Silikon-kontrollierten Gleichrichter (54), der eine fünfte Anschlussklemme (T5), eine sechste Anschlussklemme (T6) und ein drittes Regelungsschütz (G3) aufweist; – einen dritten Bipolartransistor (56) mit isolierter Gate-Elektrode, der einen dritten Emitter (E3) und einen dritten Kollektor (C3) aufweist, wobei der dritte Emitter (E3) an die fünfte Anschlussklemme (T5) und der dritte Kollektor (C3) an die sechste Anschlussklemme (T6) elektrisch angeschlossen ist; – einen vierten doppelgerichteten Silikon-kontrollierten Gleichrichter (58), der eine siebte Anschlussklemme (T7), eine achte Anschlussklemme (T8) und ein viertes Regelungsschütz (G4) aufweist, wobei die siebte Anschlussklemme (T7) an die sechste Anschlussklemme (T6) elektrisch angeschlossen ist; und – einen vierten Bipolartransistor (60) mit isolierter Gate-Elektrode, der einen vierten Emitter (E4) und einen vierten Kollektor (C4) aufweist, wobei der vierte Emitter (E4) an die siebte Anschlussklemme (T7), der vierte Kollektor (C4) an die achte Anschlussklemme (T8) und der vierte Emitter (E4) an den dritten Kollektor (C3) elektrisch angeschlossen ist, wobei das erste, das zweite, das dritte und das vierte Regelungsschütz (G1, G2, G3, G4) an den Controller (44) elektrisch angeschlossen sind.
  13. Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Last eine AC-Last (62) ist, die an die zweite und die sechste Anschlussklemme (T2, T6) elektrisch angeschlossen ist, um einen Kreislauf zu bilden, wobei die AC-Last (62) einen Wechselstrom empfangen kann.
  14. Einphasendrossel-Energiesparvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die AC-Last (62) eine Widerstands-, eine induktive oder eine kapazitive Last sein kann.
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