TWM438653U - Single phase reactance power saving device - Google Patents

Description

M438653 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作為一種節電裝置，特別是一種單相電抗節電裝置。 【先前技術】 隨著科技的進步以及現代人對於生活便利性的要求，國民所得提高與 生活品質提昇，隨著家庭基本家電種類增多，也連帶增加了二氧化碳的排 放，且在工業用電上，電能需求量也曰漸增加，只是如此一來更是加速了 能源危機，能源危機通常會使得經濟休克’很多突如其來的經濟衰退通常 就是由能源危機引起的。由於目前的能源危機使然，使得世界各國開始進 行發展綠色能源’在這股綠能風潮帶動下，如何提供更乾淨的綠色能源以 及提供更省電的節電裝置儼然成為全球綠能產業兩大研發主流。 截至目前，為了解決能源危機，市面上已有節電裝置的產品，這些產 品大多是以電器於預設時間内開機或關機來節省不必要的電力耗損，去： 貝^電 器不需使用時，使用者只要將總開關關閉，便可切斷電器與外部電源的連 結，藉此達到節電效果’然而’這些節約電力裳置，僅是利用使用人設定 開關的方式’也難謂是真正具有節約電力效果。 有鑑於此，本創作人乃藉由多年從事相關產業的開發經驗，針對現有 郎電裝置在使用上所面的問題床入探討，藉由大量分，、， 竹，亚積極尋求解 決之道，經過長期努力之研究與發展，終於成功的創作出_種具有單相： 抗節電裝置，可應驗各_家制品以及工制電上之所有電叫生: 谷性及電感性負載，藉以改善以上所述之缺失。 電 【新型内容】 M438653 本創作之主要目的，係在提供一種單相電抗節電裝置，以產生磁電效 應’可具有節約電力之作用，更可降低電怠性負載設備的耗竭電能，提高 省電效率以節約能源，使整體效能品質提高。 本創作之又-目的，係在提供一種單相電抗節電裝置，利用整流電路 電性連接單相Μ||的設計，以對第三交流性自感能量進行整流成直流電 夏’因此本_可齡電動機電源輸人之設備容量，啊亦可降低線路電 流補償功率，增加電抗整流特性優質化。 φ 本創作之再一目的’係在提供-種單相電抗節電裝置，加裝電容器更 可抵消部份之虛功率（KVAR)，以提昇實功率（KW)，使功率因數⑽ 改善提高，亦可降低總功率（KVA)，廣泛的應用.範圍可包含所有家電電器 用品及工制節約電力等負載齡，且本創作之單相電抗節電裝置符合台 電功率因數規範，不得低於8〇%之電流滯後功率因數規範。 本創作之另-目的’係在提供—鮮相電抗節電裝置，透過新增橋式 整流電路的料，可接收並轉換直紐自魏量歧流電量，因此本創作 _不但可應用直流性負載，還可用於交流㈣'載，^在新增橋式整流電路的 同時，選用磁氧體電感的電抗器，可轉換直流電量最大效益，如此—來， 本創作得以整合各項多功能供電系統，例如主動電力遽波器（ApE )及功 率因素校整（P.F.C.)，以便於何未來直流供電驅動及改善電力品質達到節能 效果。 本創作之又-目的，係在提供一種單相電抗節電裝置，可降低線路阻 抗損失’使整體效能品質提高，由於線路電流降低，壓降減少，故具備有 更穩定的電力品質供應，可減少設備損失觀長壽命，並改善電壓調整率， 5 M438653 以提供所有用電設備之實際負載，當單相電 力?:值能提高，於分電盤開關配合開關’電 數知·尚。 正電源之功率因 為達上述之目的，本創作提供1單相電抗節 電，並電性連議，询具有電場能量，單相^ 接收交流 第一電容器電性連接交流電，4即電裝置至少包括 乂储存電場能量，第— 電容器，轉收並轉換電魏量成第 ^電'_接第— 連接第-電容如接《翻電場 第—電一性 式電路電性_-電抗_ 自魏量，中心抽頭 m 第—仏器，以接收轉換第—交流性自感能 〜性自感能量成直流電量，第二電容器電性連接中心抽頭式雷 路’以儲存錢電fH流電抗 '” 頭式電路，概蝴量，时別㈣^編紐連接中心抽 自感能量至負載。 w輪出弟-直流性自感能量及第二直流性 底下藉由《實關___辆加酬，當更容純解本創作 之目的、技術内容、特點及其所達成之功效。 【實施方式】 關於本創作之實施方式及其所欲解決之問題、解關題之技術手段及 對照先前猶之功效，在搭岭相叙詳細姻巾，得以—一呈現。 本創作於此揭示-實施例，首先參閱第環，以說明本創作之單相電抗 節電裝置電路圖’如圖所示’本創作揭示—種單相電抗節電裝置1〇，用以 接收交流電，並電性連接直祕負載u，交流電具有電場能量，單相電抗 即電裂置職少包括第-電容器14 ’可為功因電容器電性連接交流電，以 料38653 儲存電場能量H抗n16及第二電抗器18，可為功率電抗器電性連接 第—電容器Μ，以分別接收並轉換電場能量成第—交流性自感能量及第二 交流性自感能量’中心抽頭式電賴條連接第―電抗㈣及第二電抗器 18,以接收轉換第_交流性自感能量及第二交流性自感能量成直流電量； 2二電容器22，可為功因電容器電性連接中㈣頭式電路2()，以儲存直流 電量；第-直流電抗器24及第二直流電抗器26電性連接中心抽頭式電路 2〇 ’以接收直流電量之後’分別產生及輸出第—直流性自感能量及第二直 鲁流性自感能量至直流性負载12。 此時直流性錄丨2係為電阻性負載、電感性負載或電容㈣載之直产 性負载電性連接第-直流電抗器24及第二直流電抗器％以形成迴路，此^ 流性負載12可接收第一直流性自感能量及第二直流性自感能量。 如前所述之中心抽頭式電路2〇具有單相變壓器辦性連接第—電抗器 16及第二電抗||18，接收第—交流性自感能量及第二交紐自感能量，以 轉換成第三交流性自感能量，整流電路爾性連接單相變壓㈣，以對第 •三交流性自感能量進行整流成直流電量。 前述之單相變壓器28具有鐵心及線圈，且鐵心之材f係為矽鋼片。第 一電抗器16、第二電抗㈣、第-直流電抗於4及第二直流電抗器26具有 鐵心及線圈’且細讀質係為補#，明加電_、降健磁力與改 善磁性穩定使得其磁通的飽和密度能提高。 第-電抗⑤16、第二電抗!|18係為高功率電抗器，而此高功率電抗器 是-種能將電能通過交流性自感能量的形式儲存起來的被動電子元件，當 有電場能量通過時，會從電場能量流過方向的右邊產生交流性自感能量。 M438653 第電^16、第一電抗益18、第—直流電抗器24及第二直流電抗器％ 口為凡線^1電感、疊層型電感器、薄膜型電感器或磁氧體電感。其中當 第―核㈣、第—直流電抗器％及第二直流電抗器％選 用磁氧體電感時，可轉換直流電量最大效益。 整流電賴具有第-二極體32、第二二極體％、第三二極體％及第四 二極體38 ’且係為高功率二極體，第-二極⑧具有第-陽極A丨及第-陰 極^第-陽極Αι電性連接單相變壓器28，第二二極體％具有第二陽極A2 及第-陰極K2 ’第二陰極K2tei4接第—陽極&及單相變_28，第三二 I1體36具有第珊A膝陰極W生物-陰極： 電容器22，第四二極體38具有第四陽極域第四陰極Κ4，第四陽極乂 二陽極Α2及第二電容器22 ’第四陰極仏電性連接第三 早相變壓器28。 立接續，參閱第2圖，以說明本創作新增斷路器之單相電抗節電褒置電路 不思圖，如圖所示，本創作於此揭示斷路器4〇電性連接交流電及第一電容 益14，其帽路器·為—種可 工紫自h心 錄置，可用於室内或( 之總開關與分電流控制開關，是一種 ㈣她輸啦貞_«，⑽_負= 也d曰疋使用斷路器傲為保護裝置之_。 、”又 接，^參閱糊，以爾創作新增橋式整流電路幻之單相電广節電 裝置電路，，如_示，本創作於此揭卜種 几 相電抗節魏置10,其中橋越流魏42電㈣接第^ 4路之早 -首汽雷括51直⑽電抗器24及第 6 W觸—恤自撕I錢性自感能 _44電，_橋式喝彳_流電路42 如摘㈣輸输包蝴—細朗她具有第一端 I弟-鳊子丁2及第-控制閘極4，第 射搞F m 6·_又極電晶體48具有第- 1 木極C|，第一射極Ε丨電性連接第一端子τ，坌隹 接第-Μτ 〃 弟4子1，弟—集極C,電性連 一而2，弟—雙向石夕控間流體5〇具有第三端刊第 控制閉極G2 ’第三端刊電性連接第二 &子㈣— 2弟一，七.，彖柵雙極電晶體& 第二雜A轉1極C2，第二射妈條躲第三軒&，第二隹極 G電性連接第四端子Τ4，且第二咖辆接第一集極&，第三雙卿 閉>咖具有第WT5、&机及第·_;，第三絕緣拇雙 極㈣56具嫩咖⑽三雛3，第三鹏電輯接第五端子 T5弟二集極C3電性連接第六端子％，第四雙向石夕控閉流體％具有第七端子 丁7、第八端村8咖咖極G4，第⑽刊紐侧六端子^第四 絕緣栅雙極電晶體60’具有第四射極E4及第四集極Q，第四射鄉電性連接 第七端子T7’細集極C4電性連接第八端子了8，且細綱4電性連接第三 木極C3 ’且第-控制閘極^、第二控制閘極&、第三控綱極&及第四押 制閉極g4電性連接控㈣44;交流性負載62，可為是電阻性負載、電祕 負載或電容性負魏性連接第：端子T2及第六端子T6以職鹏，且交流性 負載62可接收交流電量。 ®單相電抗節電裝置1〇透過新增橋式整流電路42，則可使單相電抗節 電裝置10應用於例如是交流電量動機之交流性負載62。交流性負載62可為 電I5 !生負載電感f·生負载或電容性負载，電阻性負載例如是白織燈、電熱 9 M438653 絲。電感性負載例如是電磁設備、如帝旦 乂如·包$機、單相變壓器或電感器。 電容性負載例如是電容器。 依據以上說明及第1圖、第2圖、 弟3因所揭不之技術内容，本創作之單 相電抗節電裝置10可具有節約電力之 ίτ、為有效的省電創作，更可降 低電怠性負載的耗竭電能，提高省電 电文丰即約能源。可減少負載電源輸 入之設備容量，同時亦可降低線路電 補犢功率，增加電抗整流特性優 質化。更可降低線路阻抗損失，使負 負載正體效硓品質提高。由於線路電流 降低，壓降減少，故具備有更穩定 电刀〇〇貝供應，可減少設備損耗並延 長負載的使用壽命。單相電抗節雷梦罟 以置於#近總_，電力效率值能提高， 使祕分«關齡貞載情形，狀善電_鲜，妙體電源之功率 數“。部分電力_統，配有自動控制的功率因數調整器，因此單相 電抗節電裝置触符合台電功率_聰，不得低概之電流滞後功率因 數規範。 單相電抗節魏㈣加t第—電容_衫二電容肪可抿消部份之 虛功率（κ徹），以提昇實神_，使功糊數（rf)改善提高，亦

可降低總功率（腿），廣泛的應用範圍包含所有家電電器用品及工業用^ 約電力等裝置相容。 P 當負載係為感應電動機之交流性負載62時，由於感應電動機之定子、 轉子間留有空氣隙，惟免轉差率加大摩擦卡住，經負載後，產生激辭電产 ^而降低辨隨，更適合賴本創作之單相電抗節電裝㈣。整合各項L 夕力育t*供電系統’如主動電力慮波器（Αί^νερ〇^ρ山打，ΜΕ)及功率因 數校正（Power Factor Co親i〇n，PFC)，符合未來直流供電驅動及改善電 M438653 力品質達到節能效果。 雖然’本創作前述之實施例揭露如 不脫離本創作之料〜、亚非用錄訂本創作。在 之主張J 之更動細飾，均屬於本創作專利範圍 奇於本創作所界定之專利範圍主 判補4考_之請求項。 【圖式間早說明】 第1圖係為本創作之單相電抗節電裝置電路圖。 ^圖係為本創作新增斷路器之單相電抗節電裝置電路 弟3圖係為本創作新增橋式整 不思圖。 【主要元件符號朗】 私早㈣―《路示意圖。 10單相電抗節電裝置 12直流性負载 14第一電容器 16第一電抗器 18第二電抗器 20中心抽頭式電路 22第二電容器 24第一直流電抗器 26第二直流電抗器 28單相變壓器 3〇整流電路 32 第一二極體 34 弟二二極體 11 第三二極體 第四二極體 斷路器 橋式整流電路 控制器 第一雙向矽控閘流體 第一絕緣柵雙極電晶體 第二雙向矽控閘流體 · 第二絕緣柵雙極電晶體 第三雙向矽控閘流體 第三絕緣柵雙極電晶體 第四雙向矽控閘流體 第四絕緣柵雙極電晶體 交流性負載 第一陽極 第一陰極 ’ 第二陽極 _ 第二陰極 第三陽極 第三陰極 第四陽極 第四陰極 12 M438653 τ,第一端子 τ2第二端子 G,第一控制閘極 Ε,第一射極 C,第一集極 τ3第三端子 τ4第四端子 G2第二控制閘極 ε2第二射極 _ c2第二集極 τ5第五端子 τ6第六端子 g3第三控制閘極 E3第三射極 • c3第三集極 τ7第七端子 Τ8第八端子 G4第四控制閘極 ε4第四射極 c4第四集極 τ7第七端子 τ8第八端子

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍： 1· 一種單相電抗節電裝置，用以接收—交流電，並電性連接—負載，該交 流電具有一電場能量，該單相電抗節電裝置至少包括：、 —第一電容11，電性連接該交流電’以儲存該電場能量； 第電抗益’電性連接該第一電容器，以接收並轉換該電場能量成一 第一交流性自感能量； 第電抗益電性連接该第一電容器，以接收並轉換該電場能量成一 第二交流性自感能量； —中心抽頭式電路’電性連接該第—電抗器及該第二電抗器，以接收轉 換該第-交流性自感能量及該第二交流性自感能量成一直流電量； 第二電容n ’電性連接該中心侧式電路，以儲存該直流電量；以及 第直流電抗益及-第二直流電抗器，電性連接該中心抽頭式電路， 接收該直流《，分別產生及輸出—第—直流性自感能量及—第二直 流性自感能量至該負載。 2. 如請求項1所述之單相電抗節電裝置，其t該負載係為—直流性負載， 電性連接該第一直流電抗器及該第二直流電抗器以形成迴路，該直流性 負载可接收該第一直流性自感能量及第二直流性自感能量。 3. 如請求項2所述之單相電抗節電裝置，其中該直流性負載可為電阻性負 載、電感性負載或電容性負載。 4·如請求項1所述之單相電抗節電裝置，其中該中心抽頭式電路具有： —單相變壓器，電性連接該第一電抗器及該第二電抗器，接收該第一交 流性自感能量及該第二交流性自感能量，以轉換成一第三交流性自感 M438653 能量；以及 一整流電路，電性連接該單相變壓琴 整流成該直流電量。 以對該第三交流性自感能量進行 置，其中該整流電路具有： 第一陰極，該第-陽極電性連接該 5.如請求項4所述之單相電抗節電裝 一第一二極體，具有一第一陽極及 單相變壓器；

   一第二二極體，具有一第二陽極及 第一陽極及該單相變壓器； 第二陰極，該第二陰極電性連接該 第三二極體，具有一第三陽極及 第一陰極及該第二電容器；以及 苐二陰極，該第三陰極 電性連接該 第四陰極’該第四陽極電性連接該 陰極電性連接該第三陽極及該單相 —第四二極體，具有一第四陽極及— 第二陽極及該第二電容器，該第四 變壓器。 6.如請求項4所述之單相電抗節電 —線圈，城鐵心之材質係知鲫。，/、該單相變壓器具有—鐵心及 7·如凊求们所述之單相電抗節電㈣，1 一 器係為功因電容器。 、"中該第-電容器及該第二電容 8. 如請求項i所述之單減抗節， 係為功率電抗器，且該第1抗4 —電抗器及第二電抗器 圈’且該鐵心之材質係為石夕鋼片。及°亥弟—電抗器具有一鐵心及-線 如清求項8所述之單相電抗節 器、該第-直流電抗器及該第^ ；；中該第—電抗器、該第二電抗 机電抗器可树線型電感器、疊層型 15 9. M438653 電感is、薄卿電感n或磁氧體電感。 ω·如請求項】所述之單相電抗節電裝置，更包括 -斷路器’電性連接該交流電及該第—電容器。 u·如請求項1所述之單相電抗節電裝置，更包括： -橋式整流電路，祕連接該苐—直流電抗器及該第二直流電抗器，以 接收並轉換該第-直流性自感能量及該第二錢性自感能量成一交流 電量；以及 —控制器’電性連接該橋式整流電路以控制該橋式整流電路之狀態。 12·如睛求項11所述之單相電抗節電裝置，其巾該橋式整流電路具有： 1-雙㈣控閘流體，具有—第—端子、—第二端子及—第—控制問 極； 第一絕緣柵雙極電晶體，具有_第—_及—第—集極，該第一射極 電性連接該第-端子，該第—集極錄連接該第二端子； 第二雙向雜閘流體，具有—第三端子、-第四端子及-第二控制蘭 極，該第三端子電性連接該第二端子； 第二絕緣柵雙極電晶體’具有—第二難及—第二集極，該第二射極 電性連接該第三端子’該第二集極電性連接該第四端子，且該第二射 枝電性連接該第一集極； 第三雙向侧流體，具有一第五端子、—第六端子及一第三控制間 第三絕緣柵雙極電晶體 電性連接該第五端子， ，具有一第三射極及一第三集極，該第三射極 6亥第二集極電性連接該第六端子； M438653 一第四雙向矽控閘流體，具有一第七端子、一第八端子及一第四控制閘 極，該第七端子電性連接該第六端子；以及 一第四絕緣柵雙極電晶體，具有一第四射極及一第四集極，該第四射極 電性連接該第七端子，該第四集極電性連接該第八端子，且該第四射 極電性連接該第三集極，且該第一控制閘極、第二控制閘極、第三控 制閘極及第四控制閘極電性連接該控制器。 13. 如請求項12所述之單相電抗節電裝置，其中該負載係為一交流性負載， 電性連接該第二端子及該第六端子以形成迴路，該交流性負載可接收該 交流電量。 14. 如請求項13所述之單相電抗節電裝置，其中該交流性負載可為電阻性負 載、電感性負載或電容性負載。