智能三相負荷自動平衡系統的製作方法

2023-06-05 23:39:26 1

本實用新型涉及三相電調節技術領域，尤其涉及智能三相負荷自動平衡系統。

背景技術：

隨著人們生活水平的不斷改善，企業生產的發展職工生活區的延伸拓展，大量大功率的單相家用電器，如空調、電熱水器、電飯煲、微波爐、烤箱等進入普通家庭，這些家用電器給人們帶來舒適、方便、快捷的同事，也給供電部門的運行帶來一定影響，會使三相電流幅值及其相角互不相等，用戶的負荷又是隨機性很大，造成三相負荷不對稱，給三相電壓造成不平衡，嚴重時會引起大面積停電。

技術實現要素：

針對上述技術問題，本實用新型的目的在於提供智能三相負荷自動平衡系統，其能夠實現三相輸出的平衡控制，並且能生成穩定的直流電。

為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案：

智能三相負荷自動平衡系統，包括A、B、C三相電源線和零線N，該A、B、C三相電源線分別為A相電源線、B相電源線和C相電源線；所述A、B、C三相電源線上的用電用戶包括固定單相用戶群和可調單相用戶群，固定單相用戶群按照用戶數量均與分配在A、B、C三相電源線上，每個可調單相用戶群通過執行分機與A、B、C三相電源線連接，所述執行分機用於實現可調單相用戶群的供電線路相線之間切換，在A、B、C三相電源線上還連接有智能主機，該智能主機用於檢測A、B、C三相電源線和執行分機上的負荷狀況，並向執行分機發送負荷平衡控制信號；

還包括電源裝置，該電源裝置包括電壓測量單元、壓敏電阻VR1、壓敏電阻VR2、壓敏電阻VR3、濾波電阻R01、濾波電阻R02、共模電感、電容C01、電容C02、電容C1至電容C4、熱敏電阻NTC和電源轉換單元；所述電壓測量單元用於與A、B、C三相電源線和零線N連接並輸出A、B、C三相電源線分別對應的電壓測量值和一電壓參考值；壓敏電阻VR1的一端和壓敏電阻VR3的一端均與C相電源線連接，且壓敏電阻VR1的一端和壓敏電阻VR3的一端通過濾波電阻R01連接共模電感的第一輸入端，壓敏電阻VR1的另一端和壓敏電阻VR2的一端連接零線N，壓敏電阻VR2和壓敏電阻VR1的中間節點通過濾波電阻R02連接共模電感的第二輸入端，電容C01和電容C02串聯形成串聯支路，該串聯支路的一端與共模電感的第一輸入端連接，另一端與共模電感的第二輸入端連接；電容C1的一端和電容C2的一端連接共模電感的第一輸出端，電容C2的另一端通過電容C3連接共模電感的第二輸出端，電容C1的另一端和共模電感的第二輸出端連接電源轉換單元的第二輸入端；共模電感的第一輸出端通過熱敏電阻NTC連接電源轉換單元的第一輸入端；電容C2和電容C3之間的中間節點、濾波電容C01和濾波電容C02之間的中間節點、壓敏電阻VR2的另一端和壓敏電阻VR3的另一端均接地；電容C4並聯在電源轉換單元的兩個輸出端之間，且電源轉換單元的第一輸出端用於輸出直流電，第二輸出端接地。

優選的，所述智能主機包括處理器、顯示器、存儲器，顯示器和存儲器均與處理器連接。

進一步優選的，所述處理器的型號為LQFP144。

優選的，所述電壓測量單元包括分壓電阻Ra、分壓電阻Rb、分壓電阻Rc、變壓器Ta、變壓器Tb、變壓器Tc、穩壓電阻R1、穩壓電阻R2和穩壓電阻R3，分壓電阻Ra的一端連接A相電源線，另一端連接變壓器Ta的初級線圈的一端，分壓電阻Rb的另一端連接B相電源線，另一端連接變壓器Tb的初級線圈的一端，分壓電阻Rc的另一端連接C相電源線，另一端連接變壓器Tc的初級線圈的一端，變壓器Ta的初級線圈的另一端、變壓器Tb的初級線圈的另一端、變壓器Tc的初級線圈的另一端均連接零線N；變壓器Ta的次級線圈的一端用於輸出A相電源線的電壓測量值，變壓器Tb的次級線圈的一端用於輸出B相電源線的電壓測量值，變壓器Tc的次級線圈的一端用於輸出C相電源線的電壓測量值；變壓器Ta的次級線圈的另一端、變壓器Tb次級線圈的另一端、變壓器Tc次級線圈的另一端均用於輸出電壓參考值；穩壓電阻R1並聯在變壓器Ta的次級線圈的兩端，穩壓電阻R2並聯在變壓器Tb的次級線圈的兩端，穩壓電阻R3並聯在變壓器Tc的次級線圈的兩端。

相比現有技術，本實用新型的有益效果在於：

本實用新型的配電網絡簡單，可實現用戶群的供電線路切換，智能主機不斷檢測三相負荷的大小，並根據預設的閾值控制執行分機從負荷重的相線上切換到負荷較輕的相線上運行，使三相負荷的平衡度保存在設定範圍內；另外提供電源輸出穩定直流電，可以為後續的電路進行供電。

附圖說明

圖1為本實用新型的智能三相負荷自動平衡系統的電路結構示意圖。

具體實施方式

下面，結合附圖以及具體實施方式，對本實用新型做進一步描述：

參見圖1，本實用新型提供一種智能三相負荷自動平衡系統，包括A、B、C三相電源線和零線N，該A、B、C三相電源線分別為A相電源線、B相電源線和C相電源線；所述A、B、C三相電源線上的用電用戶包括固定單相用戶群和可調單相用戶群，固定單相用戶群按照用戶數量均與分配在A、B、C三相電源線上，每個可調單相用戶群通過執行分機與A、B、C三相電源線連接，所述執行分機用於實現可調單相用戶群的供電線路相線之間切換，在A、B、C三相電源線上還連接有智能主機，該智能主機用於檢測A、B、C三相電源線和執行分機上的負荷狀況，並向執行分機發送負荷平衡控制信號。

具體而言，智能主機包括處理器、顯示器、存儲器，顯示器和存儲器均與處理器連接。

顯示器用於顯示只能主機的工作狀態以及A、B、C三相電源線的負荷狀況。通過智能主機監控三相電源線的負荷情況，一旦發現負荷不平衡度超過預設值，則控制相應的執行分機從高負載相線上切換到低負載相線上，保證配電網絡三相的平衡。智能主機中的存儲器事先存儲有預設值，處理器檢測負荷狀況並與預設值比對，其比對過程為現有技術，發現超過預設值則執行切換動作。處理器的型號優選為LQFP144。

還包括電源裝置，該電源裝置包括電壓測量單元、壓敏電阻VR1、壓敏電阻VR2、壓敏電阻VR3、濾波電阻R01、濾波電阻R02、共模電感L1、電容C01、電容C02、電容C1至電容C4、熱敏電阻NTC和電源轉換單元；所述電壓測量單元用於與A、B、C三相電源線和零線N連接並輸出A、B、C三相電源線分別對應的電壓測量值和一電壓參考值Vref；壓敏電阻VR1的一端和壓敏電阻VR3的一端均與C相電源線連接，且壓敏電阻VR1的一端和壓敏電阻VR3的一端通過濾波電阻R01連接共模電感L1的第一輸入端，壓敏電阻VR1的另一端和壓敏電阻VR2的一端連接零線N，壓敏電阻VR2和壓敏電阻VR1的中間節點通過濾波電阻R02連接共模電感L1的第二輸入端，電容C01和電容C02串聯形成串聯支路，該串聯支路的一端與共模電感L1的第一輸入端連接，另一端與共模電感L1的第二輸入端連接；電容C1的一端和電容C2的一端連接共模電感L1的第一輸出端，電容C2的另一端通過電容C3連接共模電感L1的第二輸出端，電容C1的另一端和共模電感L1的第二輸出端連接電源轉換單元的第二輸入端；共模電感L1的第一輸出端通過熱敏電阻NTC連接電源轉換單元的第一輸入端；電容C2和電容C3之間的中間節點、濾波電容C01和濾波電容C02之間的中間節點、壓敏電阻VR2的另一端和壓敏電阻VR3的另一端均接地；電容C4並聯在電源轉換單元的兩個輸出端之間，且電源轉換單元的第一輸出端用於輸出直流電，第二輸出端接地。

電壓測量單元包括分壓電阻Ra、分壓電阻Rb、分壓電阻Rc、變壓器Ta、變壓器Tb、變壓器Tc、穩壓電阻R1、穩壓電阻R2和穩壓電阻R3，分壓電阻Ra的一端連接A相電源線，另一端連接變壓器Ta的初級線圈的一端，分壓電阻Rb的另一端連接B相電源線，另一端連接變壓器Tb的初級線圈的一端，分壓電阻Rc的另一端連接C相電源線，另一端連接變壓器Tc的初級線圈的一端，變壓器Ta的初級線圈的另一端、變壓器Tb的初級線圈的另一端、變壓器Tc的初級線圈的另一端均連接零線N；變壓器Ta的次級線圈的一端用於輸出A相電源線的電壓測量值Ua，變壓器Tb的次級線圈的一端用於輸出B相電源線的電壓測量值Ub，變壓器Tc的次級線圈的一端用於輸出C相電源線的電壓測量值Uc；變壓器Ta的次級線圈的另一端、變壓器Tb次級線圈的另一端、變壓器Tc次級線圈的另一端均用於輸出電壓參考值Vref；穩壓電阻R1並聯在變壓器Ta的次級線圈的兩端，穩壓電阻R2並聯在變壓器Tb的次級線圈的兩端，穩壓電阻R3並聯在變壓器Tc的次級線圈的兩端。

A、B、C三相電源線經過分壓電阻Ra、Rb、Rc分壓後，輸入到三個變壓器Ta、Tb、Tc，經過變壓器隔離、降壓之後，輸出三相電壓的測量信號，為防止測量信號受到負載測的幹擾，在三個變壓器Ta、Tb、Tc的輸出端分別並聯了穩壓電阻R1、R2、R3。對C相電源進行浪湧保護和電壓變換，輸出安全穩定的12V直流電源。在C相電源線和零線N之間連接壓敏電阻VRA用於抑制功能干擾和相線對零線N的過電壓，壓敏電阻VR3用於抑制火線的差模幹擾和火線對地的過電壓，壓敏電阻VR2用於抑制零線N的差模幹擾和零線對滴的過電壓。經過壓敏電阻的保護之後，通過R01、C01、R02、C02對輸入的電壓信號進行差模濾波，去掉外部電源中的諧波信號，然後經過共模電感L1，濾除共模的電磁幹擾信號，隔離裝置內部與外部的高頻串擾。電壓信號經過共模電感L1之後，由電容C1吸收浪湧電壓的共模幹擾，由電容C2、C3吸收浪湧電壓的差模幹擾，然後，電壓的火線端經過熱敏電阻接入電源轉換單元，防止因浪湧電壓產生的大電流進入裝置，燒壞內部線路。電源轉換單元獲得純淨無幹擾的220V交流電壓之後，將其轉換為直流12V電壓輸出。電源轉換單元的輸出端並聯電容C4，可以防止負載的波動對電源轉換單元造成影響。

對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬於本實用新型權利要求的保護範圍之內。