微電腦多功能路燈節電自動控制櫃的製作方法
2023-12-02 07:08:46 2
專利名稱：微電腦多功能路燈節電自動控制櫃的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種微電腦多功能路燈節電自動控制櫃。
目前，隨著社會的發展，人民生活水平的提高，城市及公路的路燈建設不斷擴展，逐步進入技術化和現代化。路燈不但起到照明作用，而且能美化城市，成為城市的一大景觀。但是由於用電不均衡，下半夜電網電壓升高，甚至高達260伏，使路燈處於超壓工作，發光功率及線路損耗劇增，造成極大的浪費，並嚴重縮短燈具的壽命。因此，路燈的節電是一個重要節能項目，而傳統的路燈控制器，都是採用交流接觸器作開關元件，存在很多缺點。機械觸點反覆工作，易損，產生火花、電蝕，造成接觸不良、發熱易燒壞，電磁鐵鐵芯易磨損，吸合不良，產生振動噪聲，線圈易燒壞、故障率高，交流接觸器，只能使觸點處於通斷兩個狀態，不能調節電壓節電，使路燈造成很大的浪費，影響燈及鎮流器的壽命，增大維修維護費用。例如專利95233457.7電腦控制節電器、專利95244755.X戶外金屬封閉式開關箱、專利96205264.7晶閘管電力控制器等結構較複雜，對自動調壓、調功、節約用電，保護燈具等還不夠理想。
本實用新型的目的是提供一種微電腦多功能路燈節電自動控制櫃，用大功率晶閘管作電子開關代替交流接觸器，具有單相至三相獨立控制多路輸出，能自動控制各相或各路的路燈定時開關，具有電子檢測自動降壓、穩壓以及時間設定強制降壓、調功，保證路燈在上半夜電壓不超過210伏，下半夜控制在180-200伏工作，具有完善的保護功能，如過壓、過流及短路保護，防雷、防漏電保護，散熱系統失控保護等。
本實用新型由斷路器、計量、過流保護、自動控制、電子開關、電壓測量、防雷、散熱等部分組成，三相交流電從三相斷路器A、B、C輸入，經電流互感器(11))、(12)、(13)感應，配合三相四線有功電能表(5)進行電能計量，再經快速熔斷器(14)、(15)、(16)，對可控矽及線路過流、短路保護，再流向大功率晶閘管電子開關，、從輸出端A、B、C輸出至負載；A相由(23)、(24)單向可控矽反並組成，B相由(25)、(26)單向可控矽反並組成，C相由(27)、(28)單向可控矽反並組成三相電子開關；自動控制器(17)、(18)、(19)分別控制三相的電子開關的導通角實現開燈、關燈、降壓等，微電腦時控開關(6)是三迴路獨立控制的時間程序控制器，12伏直流供電，各迴路輸出控制信號均為DC12伏，第一迴路控制A相的自動控制器(17)的工作電壓，第二迴路控制B+C相的自動控制器(18)、(19)的工作電壓，當時控開關給自動控制器送出工作電壓時，自動控制器工作，給可控矽輸出觸發信號而導通開燈，反之可控矽截止關燈，當時控開關第三迴路輸出信號時，均使三相自動控制器輸出移相觸發信號，改變可控矽的導通角，使輸出電壓降低，而(29)、(30)、(31)是可控矽強制散熱風扇，由自動控制器控制其工作並設有失控保護，即風扇停轉或風扇線路斷路時，自動控制器沒有觸發信號輸出，可控矽截止，防止可控矽過熱而燒壞，而(20)、(21)、(22)為各相RC吸收電路，對線路的諧波及浪湧進行吸收，可改善觸發性能，減少諧波對電網的汙染，且對可控矽起保護作用；自動控制器由電源、同步信號、鋸齒波、閉環控制、自動檢測、自動保護、啟動、浪湧吸收等電路組成，電源由變壓器B、二極體D01--D05、IC1等組成，經整流濾波輸出穩壓12伏直流電，由微電腦時控開關按時間設定程序三迴路獨立控制各相控制器的工作電壓及降壓信號，第一、第二迴路分別輸出DC12伏工作電壓，控制A、B+C相的開燈、關燈，第三迴路輸出 DC12伏為A、B、C三相的降壓信號，進行強制降壓；同步信號由入a點取得，經R2至V1、V2、V3等形成鋸齒波，通過運放IC2進行比較，輸出移相寬脈衝信號，由IC3來耦合對KP1、KP2進行觸發導通，給負載鈉燈輸出斬波交流電，從而起到調壓、調功作用，改變C電位可改變移相範圍，改變輸出電壓，當C點電位0伏時，KP1、KP2全導通，全壓輸出，C電位越高，移相角越大，輸出電壓越低，移相設定由R12、R13、W4等組成，改變W4，可改變輸出電壓；閉環控制電路由R7、W1、W2、R9等組成，當電網電子升高時，由R7等反饋使C點電位升高，IC2輸出脈衝移相增大，負載電壓降低，反之亦然，從而實現交流輸出電壓不隨電網電壓的波動而波動，反饋量是由W2設定；自動檢測降壓部分由IC4、R25、R26等組成，當沒有輸出強制信號，電網電壓又低於220伏時，h點和g點為低電位，V9、V10導通，c點、f點均為低電位，KP1、KP2全導通，全壓輸出，當電網電壓高於220伏時，g點變高電位，h點仍為低電位，V9導通，V10截止，使c點電位升高，IC2輸出移相脈衝，KP1、KP2由全導通變為移相輸出，使電壓降低10-20伏，由W6設定，實現自動限壓，R6為閉環控制反饋電阻，當微電腦時控開關，第三迴路輸出強制降壓信號DC12伏時，h點高電位，V5導通，g點低電位，V4、V9、V10均截止，c點電位升高，IC2輸出移相寬脈衝(方波)強制降壓，輸出電壓由W4任意設定；自動保護電路，由IC5、V11、R45、R46、D13、D14-D19等組成，當散熱風扇停轉、或線路斷路時，IC5導通，V11導通，使e點落地，IC3截止，KP1、KP2無觸發而截止，從而避免KP過熱而燒壞，過流或短路時，由RSO快熔保護；降壓過程中停電再供電全壓啟動電路，由C12、R36、V8等組成，控制器再工作，由C12充電，V8先導通，後截止，對C13充電，V9導通，f點落地，KP1、KP2全壓輸出，幾分鐘後，V9截止恢復原設定降壓輸出；可控矽採用KP反並代替雙向可控矽，D2-D5為觸發輔助元件，對KP有保護作用，R22、C10、R、V等組成浪湧吸收電路，提高抗幹擾能力，對KP有保護作用。
本實用新型設計合理，結構簡單，專為城市、公路的路燈照明而設計的自動控制節能設備，也可在其它場合作交流調壓、調功之用。
圖1是本實用新型原理圖；圖2是本實用新型自動控制器方框圖；圖3是本實用新型自動控制原理圖。
本實用新型如圖1所示，由微電腦時控開關控制，調試簡易方便。內設諸多保護電路，可確保設備正常運行。如圖2、3所示，自動控制採用最先進的大功率、大電流晶閘管作開關元件，代替傳統交流接觸器，所以無觸點、無級、無噪聲。同時還選用進口集成電路及電子元件組成，內設浪湧吸收電路、抗諧波幹擾電路、過壓、過流保護、停電再啟、手動強制開燈、降壓等電路，另配合散熱措施，確保可控矽熱性能穩定、微電腦時控開關採用交直流自動充電式供電，停電亦不影響自動控制程序。通過控制晶閘管的導通情況，可實現開、關、變壓、調功的目的，整個動作由微電腦時控開關自動控制，只要將所想開燈、關燈、強制降壓的時間，一次性輸入時控開關，則可自動執行，若要更改變動，重新設置即可，整個操作方便、簡易、自動化程度高，是交流接觸式開關總成的升級換代最優秀產品。該產品標準工作電壓220伏、50赫，適用電壓範圍180--260伏。三相供電或單相供電，每相控制負載電流可有50安、100安、150安、200安、300安、500安。自動控制器全壓輸出時，壓降小於2.6伏，閥值起降電壓可調，出廠時調在220伏，當供電超220伏，自動降壓20伏。微電腦時控開關設定強制降壓時間可調，壓降可在100伏範圍內調節，限壓使用可使功率節減20--40％，從而延長燈泡壽命50％以上。損耗功率＜10W/每相。控制循環時間24小時一周，設定時間每天誤差小於0.5秒，停電不影響設定、自動功能。降壓後中途停電一段時間，再供電、不影響路燈的正常工作。環境溫度-15℃--40℃，溼度小於90％。在深夜超壓時自動控制降低路燈電壓減少消耗功率，既能兼顧人們對路燈亮度的要求，又能減少不必要的浪費。如用一臺三相三路100A×3的路燈節電自動控制櫃控制三路33×3盞250W高壓鈉燈，設定上半夜限壓210V、下半夜設定輸出190V，則每年可節約電能2萬5千度以上，另外保護燈泡及鎮流器的壽命、減少維修費用等經濟效益不可估量。使用時按「時鐘」鍵，查看一下液晶顯示屏所顯示的時間是否與當前時間一樣，再按下「定時」鍵，液晶顯示屏左下出現「10N」字樣，再按「校時」鍵和「校分」鍵，輸入所需開啟時間，任一迴路設置時間有開必須有關，形成周期，設置完畢，應按「時鐘」鍵，使液晶顯示屏上顯示當前正常時間。亦可手動強制開燈、關燈、降壓。按「定時」鍵，調出需要手動的信道，按一次「手動/自動」鍵，該信道即處於強制的狀態，再按一次則恢復回自動狀態，微電腦時控開關才會自動執行原設定的程序。安裝時，要檢查調試，避免強力衝擊、水浸。液晶顯示淡，且時間控制不準時，可能鍾內電池無電，請換電池，並重新設置時間。如果自動控制不能按原設定程序進行，可能意外幹擾了原程序，處理辦法，用「取消」鍵或採用拆除鐘的電池方法，將原設置程序全部清零，再重新設置。
權利要求1.一種微電腦多功能路燈節電自動控制櫃，由斷路器、計量、過流保護、自動控制、電子開關、電壓測量、防雷、散熱等部分組成，其特徵在於三相交流電從三相斷路器A、B、C輸入，經電流互感器(11))、(12)、(13)感應，配合三相四線有功電能表(5)進行電能計量，再經快速熔斷器(14)、(15)、(16)，對可控矽及線路過流、短路保護，再流向大功率晶閘管電子開關，、從輸出端A、B、C輸出至負載；A相由(23)、(24)單向可控矽反並組成，B相由(25)、(26)單向可控矽反並組成，C相由(27)、(28)單向可控矽反並組成三相電子開關；自動控制器(17)、(18)、(19)分別控制三相的電子開關的導通角實現開燈、關燈、降壓等，微電腦時控開關(6)是三迴路獨立控制的時間程序控制器，12伏直流供電，各迴路輸出控制信號均為DC12伏，第一迴路控制A相的自動控制器(17)的工作電壓，第二迴路控制B+C相的自動控制器(18)、(19)的工作電壓，當時控開關給自動控制器送出工作電壓時，自動控制器工作給可控矽輸出觸發信號而導通開燈，反之可控矽截止關燈，當時控開關第三迴路輸出信號時，均使三相自動控制器輸出移相觸發信號，改變可控矽的導通角，使輸出電壓降低，而(29)、(30)、(31)是可控矽強制散熱風扇，由自動控制器控制其工作並設有失控保護，即風扇停轉或風扇線路斷路時，自動控制器沒有觸發信號輸出，可控矽截止，防止可控矽過熱而燒壞，而(20)、(21)、(22)為各相RC吸收電路，對線路的諧波及浪湧進行吸收，可改善觸發性能，減少諧波對電網的汙染，且對可控矽起保護作用；
2.據權利要求所述微電腦多功能路燈節電自動控制櫃，其特徵在於自動控制器由電源、同步信號、鋸齒波、閉環控制、自動檢測、自動保護、啟動、浪湧吸收等電路組成，電源由變壓器B、二極體D01--D05、IC1等組成，經整流濾波輸出穩壓12伏直流電，由微電腦時控開關按時間設定程序三迴路獨立控制各相控制器的工作電壓及降壓信號，第一、第二迴路分別輸出DC12伏工作電壓，控制A、B+C相的開燈、關燈，第三迴路輸出DC12伏為A、B、C三相的降壓信號，進行強制降壓；同步信號由a點取得，經R2至V1、V2、V3等形成鋸齒波，通過運放IC2進行比較，輸出移相寬脈衝信號，由IC3來耦合對KP1、KP2進行觸發導通，給負載鈉燈輸出斬波交流電，從而起到調壓、調功作用，改變C電位可改變移相範圍，改變輸出電壓，當C點電位0伏時，KP1、KP2全導通，全壓輸出。C電位越高，移相角越大，輸出電壓越低，移相設定由R12、R13、W4等組成，改變W4，可改變輸出電壓；閉環控制電路由R7、W1、W2、R9等組成，當電網電子升高時，由R7等反饋使C點電位升高，IC2輸出脈衝移相增大，負載電壓降低，反之亦然，從而實現交流輸出電壓不隨電網電壓的波動而波動，反饋量是由W2設定；自動檢測降壓部分由IC4、R25、R26等組成，當沒有輸出強制信號，電網電壓又低於220伏時，h點和g點為低電位，V9、V10導通，c點、f點均為低電位，KP1、KP2全導通，全壓輸出，當電網電壓高於220伏時，g點變高電位，h點仍為低電位，V9導通，V10截止，使c點電位升高，IC2輸出移相脈衝，KP1、KP2由全導通變為移相輸出，使電壓降低10--20伏，由W6設定，實現自動限壓，R6為閉環控制反饋電阻，當微電腦時控開關，第三迴路輸出強制降壓信號DC12伏時，h點高電位，V5導通，g點低電位，V4、V9、V10均截止，c點電位升高，IC2輸出移相寬脈衝(方波)強制降壓，輸出電壓由W4任意設定；自動保護電路，由IC5、V11、R45、R46、D13、D14--D19等組成，當散熱風扇停轉、或線路斷路時，IC5導通，V11導通，使e點落地，IC3截止，KP1、KP2無觸發而截止，從而避免KP過熱而燒壞，過流或短路時，由RSO快熔保護；降壓過程中停電再供電全壓啟動電路，由C12、R36、V8等組成，控制器再工作，由C12充電，V8先導通，後截止，對C13充電，V9導通，f點落地，KP1、KP2全壓輸出，幾分鐘後，V9截止恢復原設定降壓輸出；可控矽採用KP反並代替雙向可控矽，D2--D5為觸發輔助元件，對KP有保護作用，R22、C10、R、V等組成浪湧吸收電路，提高抗幹擾能力，對KP有保護作用。
專利摘要一種微電腦多功能路燈節電自動控制上斷路器、計量、過流保護、自動控制、電子開關、電壓測量、防雷、散熱等部分組成,用大功率晶閘管作電子開關代替交流接觸器,具有單相至三相獨立控制多路輸出,能自動控制各相或各路的路燈定時開和關,具有電子檢測自動降壓、穩壓以及時間設定強制降壓、調功，保證路燈在上半夜電壓不超過210伏,下半夜控制在180—200伏工作,具有完善的保護功能,如過壓、過流及短路保護,防雷、防漏電保護、散熱系統失控保護等。
文檔編號H05B37/02GK2338938SQ9823436
公開日1999年9月15日 申請日期1998年6月4日 優先權日1998年6月4日
發明者尤永勝 申請人:廉江市迪吉節能設備有限公司