移相式電磁平衡調壓節電裝置的製作方法

2023-08-06 05:58:01

專利名稱：移相式電磁平衡調壓節電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用在同一鐵芯上的三柱體實現移相、補償、儲能、調壓的三相電磁平衡節電裝置，尤其是能抑制浪湧、消除諧波、減少零序電流、實現電磁補償、提高功率因數、無閃斷調整過剩電壓的移相式電磁平衡調壓節電裝置。
背景技術：
目前，公知的「電磁平衡式調壓節電器」，專利號是200620095058的發明內容一種電磁平衡式調壓節電器，由殼體、主迴路電路、控制迴路電路組成；主迴路電路由交流接觸器、三相節電模塊和導線組成；控制迴路電路由風扇、時間繼電器、通用繼電器、鑰匙開關、時鐘電腦、負溫度元件、交流接觸器的線圈及輔助觸點和導線組成。由於採用了高性能的微處理器控制的電磁調壓技術，能輸出優質的正弦波電壓，提高功率因素，降低線損，改善系統的供電效率，能平衡三相電壓，減少中心點電流，不產生諧波及幹擾，具有自動旁路及手動旁路功能，智能風扇控制、手動、自動節電轉換功能，可分段定時控制，可不斷電切換，節電效果明顯，投資回收周期短，可靠性好。廣泛適用於各種照明系統中。公知的「一種電磁平衡式降壓路燈節電器」，專利號是200920277406的發明內容本實用新型涉及一種電磁平衡式降壓路燈節電器，置於一櫃體內，包括主迴路電路、與所述主迴路電路電連接的控制迴路電路。主迴路電路由斷路器、交流接觸器、三相節電模塊和導線組成；控制迴路電路由冷卻風扇、微電腦時控開關、旋轉開關、溫控開關、交流接觸器的線圈及常閉輔助觸點和導線組成。本實用新型採用了變壓器調零抽頭技術和自動控制技術，節電器進行調壓換檔時，火線觸點不變，通過調節零線進行調壓換檔，避免了照明燈具的閃斷；同時在各轉換檔位的交流接觸器上增加常閉輔助觸點進行互鎖控制，以防止換檔時出現兩個或兩個以個檔位的接線柱同時連接零線。上述兩種節電技術，其技術實現主要是針對電路的控制方法，而沒有真正意義上的電磁平衡原理與應用技術。
發明內容為了實現移相調整三相平衡、抑制浪湧、消除諧波、減少零序電流、實現電磁補償、提高功率因數、無閃斷調整過剩電壓的節電裝置，本實用新型提供一種移相式電磁平衡調壓節電裝置，該移相式電磁平衡調壓節電裝置不僅能利用三柱鐵芯上按Z字型排列分別纏繞的串聯線圈實現移相調整三相平衡、抑制浪湧與諧波、減少零序電流、實現電磁補償、提高功率因數、無閃斷調整過剩電壓，而且能利用各相線圈相互正對連接，形成反向磁束，使磁場在鐵芯中均勻分布，相互補償鐵心的磁通量，利用電感儲能原理抵消三相負荷中產生的零序電流的相位磁勢，緩衝電網電壓的瞬變和浪湧，抑制和減少電能的浪費。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是在三柱體鐵芯上，三相線依次按Z字型排列方法串聯繞制線圈，第一線圈在第一根鐵柱上纏繞後，在第二根鐵柱上反向纏繞，後再繞回第一根鐵柱上同向纏繞，依次往返，纏繞組數取決於調壓範圍，最後通過三相開關(或交流接觸器)控制與零線相連；第二線圈在第二根鐵柱上纏繞後，在第三根鐵柱上反向纏繞，後再繞回第二根鐵柱上同向纏繞，依次往返，纏繞組數取決於調壓範圍，最後通過三相開關(或交流接觸器)控制與零線相連；第三線圈在第三根鐵柱上纏繞後，在第一根鐵柱上反向纏繞，後再繞回第三根鐵柱上同向纏繞，依次往返，纏繞組數取決於調壓範圍，最後通過三相開關(或交流接觸器)控制與零線相連。第一線圈、第二線圈、第三線圈組成三相電源的輸入，第一線圈在第二根鐵柱上反向纏繞後的末端、第二線圈在第三根鐵柱上反向纏繞後的末端、第三線圈在第一根鐵柱上反向纏繞後的末端組成三相輸出。各相線圈相互連接，均勻分布在三柱體鐵芯上，形成反向磁束，磁場在鐵芯中均勻分布，繞組的相互交叉連接，消除各相位間的電壓和電流的不均衡，使三相輸入達到平衡。在動力負載中，電動機在啟動時阻抗很小，啟動電流一般為額定電流的5-7倍以上，電動機在啟動達到最初轉速的一段時間內，會造成大量衝擊浪湧電流，利用三相線圈在鐵芯上繞制形成電抗器的作用，抑制衝擊浪湧電流，可延長用電設備的使用壽命。高次諧波的存在，會引起電器設備和連接導線不正常的發熱，導致鐵損、銅損的增加，這正是導致變壓器及周邊用電設備使用壽命縮短、效率降低的主要原因，利用電感儲能原理使三相負荷中產生的零序電流與高次諧波電流的磁勢相互抵消，同時還可以緩衝電網電壓的瞬變和浪湧。由於用電設備負載在三相中的不均勻，經常會使各相產生零序電流，使變壓器負載加重，造成導線不正常的發熱，導致變壓器鐵損、銅損的增加，利用電感儲能原理，平衡鐵芯上的磁場，抵消三相負荷中產生的零序電流的相位磁勢，減少變壓器多餘能耗。同時利用LC迴路，使電壓和電流的相位差自動調整，達到改善功率因數的效果。其中，供電局為了補償長途輸送電力時的電壓損耗，會向用戶提供高於正常用電的電壓，因而很多用電單位的三相電壓會高於正常的:380V，這不但會使終端的用電設備產生不良影響，降低了設備的使用壽命，同時會造成不必要的電能浪費，為了有效解決此問題，改變三相線圈的纏繞組數，調整過剩電壓，即可減少電能的浪費。實現對綜合性用電負載的整體節電。本實用新型的有益效果是，可以在調整三相平衡、抑制浪湧、消除諧波、減少零序電流、實現電磁補償、提高功率因數、無閃斷調整過剩電壓的節電同時，延長用電設備的使用壽命，實現雙重經濟效益。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的電路原理圖。圖2是線圈組合結構圖。圖中符號「 · 」表示線圈的同名端(也就是繞制線圈時的起點)，符號「個或I 」表示線圈的瞬時磁場方向，L1 L24.線圈，Lm L27. LC補償線圈，A. A相輸入，B. B相輸入，C. C相輸入，a. A相輸出，b. B相輸出，c. C相輸出，Nai. A相調壓一檔，NA2. A相調壓二檔，NA3. A相調壓三檔，Nbi. B相調壓一檔，Nb2. B相調壓二檔，Nb3. B相調壓三檔，Nci. C相調壓一檔，Nc2. C相調壓二檔，Nc3. C相調壓三檔，K1 K3.三相開關(或交流接觸器)，N.零線，UA. A相輸入電壓，UB. B相輸入電壓，Uc. C相輸入電壓，Ua. A相輸出電壓，Ub. B相輸出電壓，Uc. C相輸出電壓，C1 C3.電容。
具體實施方式
在圖1中，A相輸入A與線圈L1同名端相連，線圈L1另一端與線圈L4同名端相連，線圈L4另一端、線圈L7同名端與A相輸出a相連，線圈L7另一端與線圈Lltl同名端相連，線圈Lltl另一端、線圈L13同名端與A相調壓三檔^3相連，線圈L13另一端與線圈L16同名端相連，線圈L16另一端、線圈L19同名端與A相調壓二檔^相連，線圈L19另一端與線圈L22同名端相連，線圈L22另一端與A相調壓一檔、相連；B相輸入B與線圈L2同名端相連，線圈L2另一端與線圈L5同名端相連，線圈L5另一端、線圈L8同名端與B相輸出b相連，線圈L8另一端與線圈L11同名端相連，線圈L11另一端、線圈L14同名端與B相調壓三檔Nb3相連，線圈L14另一端與線圈L17同名端相連，線圈L17另一端、線圈L2tl同名端與B相調壓二檔Nb2相連，線圈L2tl另一端與線圈L23同名端相連，線圈L23另一端與B相調壓一檔^相連；C相輸入C與線圈L3同名端相連，線圈L3另一端與線圈L6同名端相連，線圈L6另一端、線圈L9同名端與C相輸出c相連，線圈L9另一端與線圈L12同名端相連，線圈L12另一端、線圈L15同名端與C相調壓三檔Nra相連，線圈L15另一端與線圈L18同名端相連，線圈L18另一端、線圈L21同名端與C相調壓二檔N。2相連，線圈L21另一端與線圈L24同名端相連，線圈L24另一端與C相調壓一檔Na相連。根據負載供電電壓的需要，調壓一檔ΝΑ1、ΝΒ1、Να或調壓二檔^、Nb2, Nc2或調壓三檔NA3、NB3、Nc3由三相開關或交流接觸器與零線N相連。電容C1 一端與LC補償線圈L25同名端相連，電容C1另一端與LC補償線圈L25另一端相連；電容C2 —端與LC補償線圈L26同名端相連，電容C2另一端與LC補償線圈L26另一端相連；電容C3 —端與LC補償線圈L27同名端相連，電容C3另一端與LC補償線圈L27另一端相連，電容容量(uf)的大小取決於移相式電磁平衡調壓節電裝置的容量(KVA)。在圖2所示實施例中，A相輸入A與線圈L1相連，線圈L1在三柱體鐵芯第一支柱上逆時針(或順時針)方向纏繞，形成瞬時磁場丨(或丨)，其繞制一端在第二支柱上順時針(或逆時針)方向纏繞線圈L4，形成瞬時磁場丨(或丨)，線圈L4繞制一端做為A相輸出a，同時在第二支柱上順時針(或逆時針)方向纏繞線圈L7，形成瞬時磁場丨(或丨)，其繞制一端再繞回第一支柱上逆時針(或順時針)方向纏繞線圈Lltl，形成瞬時磁場丨(或丨)，線圈Lltl繞制一端做為A相調壓三檔Na3與三相開關(或交流接觸器)K3①腳相連，同時再繞至第二支柱上順時針(或逆時針)方向纏繞線圈L13，形成瞬時磁場丨(或丨)，其繞制一端再繞回第一支柱上逆時針(或順時針)方向纏繞線圈L16，形成瞬時磁場丨(或丨)，線圈L16繞制一端做為A相調壓二檔Na2與三相開關(或交流接觸器)Κ2①腳相連，同時再繞至第二支柱上順時針(或逆時針)方向纏繞線圈L19，形成瞬時磁場丨(或丨)，其繞制一端再繞回第一支柱上逆時針(或順時針)方向纏繞線圈L22，形成瞬時磁場丨(或丨)，線圈L22繞制一端做為A相調壓一檔Nai與三相開關(或交流接觸器)K1①腳相連；B相輸入B與線圈L2相連，線圈L2在三柱體鐵芯第二支柱上逆時針(或順時針)方向纏繞，形成瞬時磁場I (或丨)，其繞制一端在第三支柱上順時針(或逆時針)方向纏繞線圈L5,形成瞬時磁場 (或丨)，線圈L5繞制一端做為B相輸出b，同時在第三支柱上順時針(或逆時針)方向纏繞線圈L8,形成瞬時磁場丨(或丨)，其繞制一端再繞回第二支柱上逆時針(或順時針)方向纏繞線圈L11,形成瞬時磁場丨(或丨)，線圈L11繞制一端做為B相調壓三檔Nb3與三相開關(或交流接觸器)K3②腳相連，同時再繞至第三支柱上順時針(或逆時針)方向纏繞線圈L14，形成瞬時磁場丨(或丨)，其繞制一端再繞回第二支柱上逆時針(或順時針)方向纏繞線圈L17，形成瞬時磁場丨(或丨)，線圈L17繞制一端做為B相調壓二檔Nb2與三相開關(或交流接觸器)K2②腳相連，同時再繞至第三支柱上順時針(或逆時針)方向纏繞線圈L2tl，形成瞬時磁場丨(或丨)，其繞制一端再繞回第二支柱上逆時針(或順時針)方向纏繞線圈L23，形成瞬時磁場丨(或丨)，線圈Lm繞制一端做為B相調壓一檔Nbi與三相開關(或交流接觸器)K1②腳相連；C相輸入C與線圈L3相連，線圈L3在三柱體鐵芯第三支柱上逆時針(或順時針)方向纏繞，形成瞬時磁場丨(或丨)，其繞制一端在第一支柱上順時針(或逆時針)方向纏繞線圈L6，形成瞬時磁場丨(或丨)，線圈L6繞制一端做為C相輸出c，同時在第一支柱上順時針(或逆時針)方向纏繞線圈L9,形成瞬時磁場丨(或丨)，其繞制一端再繞回第三支柱上逆時針(或順時針)方向纏繞線圈L12，形成瞬時磁場丨(或丨)，線圈L12繞制一端做為C相調壓三檔Nc3與三相開關(或交流接觸器)Κ3③腳相連，同時再繞至第一支柱上順時針(或逆時針)方向纏繞線圈L15，形成瞬時磁場丨(或丨)，其繞制一端再繞回第三支柱上逆時針(或順時針)方向纏繞線圈L18，形成瞬時磁場丨(或丨)，線圈L18繞制一端做為C相調壓二檔Ν。2與三相開關(或交流接觸器)Κ2③腳相連，同時再繞至第一支柱上順時針(或逆時針)方向纏繞線圈L21，形成瞬時磁場丨(或丨)，其繞制一端再繞回第三支柱上逆時針(或順時針)方向纏繞線圈L24，形成瞬時磁場丨(或丨)，線圈Lm繞制一端做為C相調壓一檔Na與三相開關(或交流接觸器)K1③腳相連。三相開關(或交流接觸器)K3④腳、三相開關(或交流接觸器)K3⑤腳、三相開關(或交流接觸器)K3⑥腳、三相開關(或交流接觸器)K2④腳、三相開關(或交流接觸器)K2⑤腳、三相開關(或交流接觸器)K2⑥腳、三相開關(或交流接觸器)K1④腳、三相開關(或交流接觸器)K1⑤腳、三相開關(或交流接觸器⑥腳與零線N相連。三相輸入電壓UA、UB、UC是供電變壓器提供的電壓，三相輸出電壓Ua、Ub、Uc是由調節調壓一檔NA1、NB1、Nci或調壓二檔^、Nb2, Nc2或調壓三檔NA3、NB3、Nc3與零線N相連接後所得電壓。 在第一支柱上順時針(或逆時針)方向纏繞LC補償線圈L25，在瞬時磁場丨(或 )作用下產生感應電勢，其兩端分別與電容C1兩端相連接，形成閉合迴路；在第二支柱上順時針(或逆時針)方向纏繞LC補償線圈L26，在瞬時磁場丨(或丨)作用下產生感應電勢，其兩端分別與電容C2兩端相連接，形成閉合迴路；在第三支柱上順時針(或逆時針)方向纏繞LC補償線圈L27，在瞬時磁場丨(或丨)作用下產生感應電勢，其兩端分別與電容C3兩端相連接，形成閉合迴路。利用電流通過電感使電壓超前、電流滯後，電流通過電容使電壓滯後、電流超前的工作原理，分別在三根支柱上使電感與電容產生互補。
權利要求1.一種移相式電磁平衡調壓節電裝置，在同一鐵芯的三柱體上，三相線依次按Z字型排列方法串聯繞制線圈，均勻分布在三柱體鐵芯上，其特徵是:A相輸入(A)與線圈L1同名端相連接，線圈L1另一端與線圈L4同名端相連接，線圈L4另一端、線圈L7同名端與A相輸出(a)相連接，線圈L7另一端與線圈Lltl同名端相連接，線圈Lltl另一端、線圈L13同名端與A相調壓三檔(Na3)相連接，線圈L13另一端與線圈L16同名端相連接，線圈Lni另一端、線圈L19同名端與A相調壓二檔飢2)相連接，線圈L19另一端與線圈『同名端相連接，線圈L22另一端與A相調壓一檔(Nai)相連接；B相輸入(B)與線圈L2同名端相連接，線圈L2另一端與線圈L5同名端相連接，線圈L5另一端、線圈L8同名端與B相輸出(b)相連接，線圈L8另一端與線圈L11同名端相連接，線圈L11另一端、線圈L14同名端與B相調壓三檔(Nb3)相連接，線圈L14另一端與線圈L17同名端相連接，線圈L17另一端、線圈L2tl同名端與B相調壓二檔(Nb2)相連接，線圈L2tl另一端與線圈Lm同名端相連接，線圈Lm另一端與B相調壓一檔(Nbi)相連接；C相輸入(C)與線圈L3同名端相連接，線圈L3另一端與線圈L6同名端相連接，線圈L6另一端、線圈L9同名端與C相輸出(c)相連接，線圈L9另一端與線圈L12同名端相連接，線圈L12另一端、線圈L15同名端與C相調壓三檔(Nc3)相連接，線圈L15另一端與線圈L18同名端相連接，線圈L18另一端、線圈L21同名端與C相調壓二檔(N。2)相連接，線圈L21另一端與線圈L24同名端相連接，線圈L24另一端與C相調壓一檔(Na)相連接。
2.根據權利要求1所述的移相式電磁平衡調壓節電裝置，其特徵是A相輸入㈧與線圈L1相連接，線圈L1在三柱體鐵芯第一支柱上逆時針或順時針方向纏繞，其繞制一端在第二支柱上順時針或逆時針方向纏繞線圈L4，線圈L4繞制一端做為A相輸出(a)，同時在第二支柱上順時針或逆時針方向纏繞線圈L7,其繞制一端再繞回第一支柱上逆時針或順時針方向纏繞線圈Lltl，線圈Lltl繞制一端做為A相調壓三檔(Na3)與三相開關或交流接觸器K3①腳相連接，同時再繞至第二支柱上順時針或逆時針方向纏繞線圈L13，其繞制一端再繞回第一支柱上逆時針或順時針方向纏繞線圈L16，線圈Lni繞制一端做為A相調壓二檔(Na2)與三相開關或交流接觸器K2①腳相連接，同時再繞至第二支柱上順時針或逆時針方向纏繞線圈L19，其繞制一端再繞回第一支柱上逆時針或順時針方向纏繞線圈L22，線圈『繞制一端做為A相調壓一檔(Nai)與三相開關或交流接觸器K1①腳相連接；B相輸入⑶與線圈L2相連接，線圈L2在三柱體鐵芯第二支柱上逆時針或順時針方向纏繞，其繞制一端在第三支柱上順時針或逆時針方向纏繞線圈L5，線圈L5繞制一端做為B相輸出(b)，同時在第三支柱上順時針或逆時針方向纏繞線圈L8，其繞制一端再繞回第二支柱上逆時針或順時針方向纏繞線圈L11,線圈L11繞制一端做為B相調壓三檔(Nb3)與三相開關或交流接觸器K3②腳相連接，同時再繞至第三支柱上順時針或逆時針方向纏繞線圈L14，其繞制一端再繞回第二支柱上逆時針或順時針方向纏繞線圈L17，線圈L17繞制一端做為B相調壓二檔(Nb2)與三相開關或交流接觸器K2②腳相連接，同時再繞至第三支柱上順時針或逆時針方向纏繞線圈L2tl，其繞制一端再繞回第二支柱上逆時針或順時針方向纏繞線圈L23，線圈『繞制一端做為B相調壓一檔(Nbi)與三相開關或交流接觸器K1②腳相連接；C相輸入(C)與線圈L3相連接，線圈L3在三柱體鐵芯第三支柱上逆時針或順時針方向纏繞，其繞制一端在第一支柱上順時針或逆時針方向纏繞線圈L6，線圈L6繞制一端做為C相輸出(c)，同時在第一支柱上順時針或逆時針方向纏繞線圈L9，其繞制一端再繞回第三支柱上逆時針或順時針方向纏繞線圈L12，線圈L12繞制一端做為C相調壓三檔(N。3)與三相開關或交流接觸器K3③腳相連接，同時再繞至第一支柱上順時針或逆時針方向纏繞線圈L15，其繞制一端再繞回第三支柱上逆時針或順時針方向纏繞線圈L18，線圈Lw繞制一端做為C相調壓二檔(N。2)與三相開關或交流接觸器K2③腳相連接，同時再繞至第一支柱上順時針或逆時針方向纏繞線圈L21，其繞制一端再繞回第三支柱上逆時針或順時針方向纏繞線圈L24，線圈Lm繞制一端做為C相調壓一檔(Na)與三相開關或交流接觸器K1③腳相連接。
3.根據權利要求1所述的移相式電磁平衡調壓節電裝置，其特徵是三相開關或交流接觸器K3④腳、三相開關或交流接觸器K3⑤腳、三相開關或交流接觸器K3⑥腳、三相開關或交流接觸器K2④腳、三相開關或交流接觸器K2⑤腳、三相開關或交流接觸器K2⑥腳、三相開關或交流接觸器K1④腳、三相開關或交流接觸器K1⑤腳、三相開關或交流接觸器K1⑥腳與零線(N)相連接。
4.根據權利要求1所述的移相式電磁平衡調壓節電裝置，其特徵是在第一支柱上順時針或逆時針方向纏繞LC補償線圈L25，電容C1 一端與LC補償線圈L25同名端相連接，電容C1S—端與LC補償線圈Lm另一端相連接；在第二支柱上順時針或逆時針方向纏繞LC補償線圈L26，電容C2 —端與LC補償線圈L26同名端相連接，電容C2另一端與LC補償線圈L26另一端相連接；在第三支柱上順時針或逆時針方向纏繞LC補償線圈L27，電容C3 —端與LC補償線圈L27同名端相連接，電容C3另一端與LC補償線圈L27另一端相連接。
專利摘要一種能夠利用同一鐵芯上的三柱體嵌入式繞組線圈移相調整三相平衡、抑制浪湧、消除諧波、減少零序電流、實現電磁補償、提高功率因數、無閃斷調整過剩電壓的移相式電磁平衡調壓節電裝置。它是在三柱鐵芯上，三相依次按Z字型排列分別纏繞的串聯線圈，在各相相位中線圈相互正對連接，形成反向磁束，磁場在鐵芯中均勻分布，相互補償鐵心的磁通量，三相負荷中產生的零序電流的相位磁勢利用電感儲能原理相互抵消，三相輸入電流達到平衡，緩衝電網電壓的瞬變和浪湧，抑制和減少電能的浪費，實現對綜合性用電負載的整體節電。
文檔編號H02J3/18GK202340122SQ20112043239
公開日2012年7月18日 申請日期2011年10月25日 優先權日2011年10月25日
發明者劉美驛, 翟曉君 申請人:深圳市海威特節能科技有限公司