智能无级有载功率控制器制造技术

本实用新型专利技术提供一种智能无级有载功率控制器，包括机箱以及设置在机箱内部的电子电路单元、系统监控单元、工作电源板，电子电路单元包括三相空气开关、电压浪涌吸收器以及与单相功率变换器、变换器输出滤波器、单相继电器板相连接的单相变压器，系统监控单元包括单片机接口控制模块、逻辑控制模块、信号检测模块、信号处理模块，通过这样的设计，可实现输出的电压连续变化，实现在运行过程中的降压和升压，无需改变用户的用电操作习惯，解决了现有技术中所存在的负载突增及冲击，发热及损耗严重，甚至会造成短路或烧毁等情况，整体效率利用不高等技术问题，具有运行稳定，可靠性强，操作方便，效率利用率高等优点，可大面积推广及应用。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电气
，具体涉及一种可根据照明负载的实际使用状况对参数进行合理设置，智能控制输出负载功率，达到节能效果的智能无级有载功率控制器。
技术介绍
随着各种电器的不断普及，人们对电力能源的关注度也越来越高，而现有市场上 的电力节能产品主要有两种类型一类是多抽头自耦调压器，采用继电器或固态开关进行 切换，但由于这种类型的继电器或固态开关切换属于有级换档调压，当输入电压在换档阀 值之间变化时，造成开关频繁动作，开关的寿命很短，也对负载造成冲击，为了使换档过程 不灭灯，换档开关容易造成短路而烧毁；另一类是用电力电子交流斩波器直接向负载供电， 由于电子功率开关高频动作损耗很大，发热严重，设备的报废率相当高，整体的效率不高， 与节能的目的相违背，而且这类电路的系统启动、负载突增等过程中由于电路运行要求存 在，不可能满足人们的用电习惯，给用户造成不便。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本技术提出一种结构合理、可靠性强、运行效率高， 能够提高系统整体性能的智能无级有载功率控制器。 为达到上述目的，本技术通过以下技术方案予以实现一种智能无级有载功 率控制器，由一机箱所构成，在机箱的内部设置有电子电路单元、系统监控单元以及工作电 源板，其中电子电路单元包括三相空气开关、电压浪涌吸收器、以及至少一个单相变压器， 其单相变压器分别与单相功率变换器、变换器输出滤波器、单相继电器板相连接，系统监控 单元包括单片机接口控制模块、逻辑控制模块、信号检测模块、信号处理模块，工作电源板 包括两块集成芯片及两个开关变压器。 本技术进一步的技术措施是，述中的机箱上还设置有带门把手的机箱外壳门，机箱的正面或后面或侧面或顶面或底面设置有通信接口、出线孔以及进线孔，机箱正面设置有显示屏及按键，在显示屏的旁侧设置有至少一个指示灯，单相功率变换器由两块PCB板和一个管状散热器所构成，变换器输出滤波器为由电感和电容所组成的LC 二阶滤波器，单相继电器板上安装有至少两个继电器。 与现有技术相比，本技术具有以下技术优势 —通过采用单相功率变换器来控制串联调整单相变压器的电压，使得输出的电 压可以连续变化及调整，克服了传统换档调压的固有缺点，并且由于单相功率变换器只控 制并处理一小部分的功率，约为30%，系统即可通过容量比较小的电子开关取得很大的容 量，系统运行的可靠性得以提高，实现系统整体的利用效率达到98% ; 二与传统的电力电子斩波器产品相比，输出稳定和快速，使得照明能按需要发生，消除无谓的浪费和不良照明，扩大了节能器的负载适应范围，真正节约能源； 三技术含量高，采用人性化的操作界面，显示清楚，更易熟悉，且结构简单，安装方便，运行安全，制造成本低，适用面广。附图说明以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1是本技术的结构示意图；图2是电子电路单元的电路图；图3是单片机接口控制模块的电路图；图4是逻辑控制模块的电路图；图5是信号检测模块的电路图；图6是信号处理模块的电路图；图7是工作电源板的原理图；图8是单相功率变换器的电路图；图9是变换器输出滤波器的电路图；图10是单相继电器板的电路原理图；图11是本技术整体的工作原理图。图中1、机箱，2、机箱外壳门，3、门把手，4、显示屏，5、按键，6、出线孔，7、进线孔，8、指示灯，9、三相空气开关，10、工作电源板，11、系统监控单元，12、单相功率变换器，13、电 感，14、电容，15、单相继电器板，16、单相变压器。具体实施方式参照图1至图11所示，本技术包括机箱1，机箱1设有带门把手3的机箱外壳 门2，在机箱外壳门2的左上角设置有显示屏4，显示屏4的右侧为按键5，显示屏4的下方 分别设置有红、绿两色的指示灯8各一个，机箱1的尾部开设有出线孔6及进线孔7，侧面则 设置有通信接口，并在机箱1内部设置有相互连接的电子电路单元、系统监控单元11以及 工作电源板10。电子电路单元包括三相空气开关9、电压浪涌吸收器、以及至少一个单相变压器 16，其单相变压器16分别与单相功率变换器12、变换器输出滤波器、单相继电器板15相连 接，单相功率变换器12由两块PCB板(即为印刷电路板)和一个管状散热器所构成，其中 一块PCB板为双向交流BUCK斩波电路板，借助于8只IGBT和两只螺柱紧固在散热器上，另 一块PCB板为斩波电路的吸收缓冲电路板，借助于5只铜螺柱与双向交流BUCK斩波电路板 电气连接并叠层紧固，变换器输出滤波器为由一个电感13和一个电容14所组成的LC 二阶 滤波器，为降低高频损耗，增大磁通密度，其电感13的磁芯为铁基非晶态，电容14为金属化 无级性电容。单相继电器板15上安装有两个继电器，其中一个用作电压控制的倒相，另一个用 作旁路时的变压器原边短路。系统监控单元11包括单片机接口控制模块、逻辑控制模块、信号检测模块、信号 处理模块，工作电源板10包括两块集成芯片及两个开关变压器，可产生6路驱动电源、一路 单片机电源、两路逻辑电源等共9路工作电源。采用三个单相变压器16构成一个三相系统的结构，避免一台三相变压器相间的互相耦合。三个单相变压器16为同一规格变比220/66，干式，芯式结构，O. 25mm冷轧硅钢 片铁芯，根据节能器的容量不同，副边电流分为30A、60A、90A等几种规格。单相变压器16 与输入220V交流工频电压进行叠加或叠减，使输出的电压可以调节。 驱动控制模块由单片机输出的脉宽调制信号(P丽)在驱动逻辑形成电路中与同 步信号、封锁信号等相综合，形成交流BUCK电路四只IGBT所需要的实际驱动信号。系统共 有三相输入电压检测、三相输出电压检测、三相输出电流检测等共9路检测信号，电压检测 采用电压互感器、电流检测采用电流互感器，实现高低压间的电气隔离。三相输入电压检测 信号同时送入三相同步信号发生器中产生三相同步信号，信号处理模块为了取得较高的AD 转换分辨率，所有的检测信号都经过精密整流电路进行处理。 使用时，将其安装在照明负载的上游，即供电端，并将三相电力通过进线孔7接入 输入的进线端子，再从出线孔6将输出端子引出单相负载线到照明设备上即可。 通过按键5输入所要求设定的参数，并在显示屏4上直观的显现出来，设定完毕 后，合上三相空气开关9，机箱1上的指示灯8显示出绿色，表示系统上电开始运行，工作电 源板10的电源建立后，系统监控单元11开始运行，并检测输入的电压、输出负载的电流、输 出的电压等参数，并与系统设定的参数进行比较，决定单相继电器板15的动作方向，单相 继电器板15按要求动作后，单相功率变换器12开始运行，在系统监控单元11的控制下，输 出所需的电压到单相变压器16的原边，副边电压与输入电压叠加后得到输出电压。 在运行过程中，遇到负载的增加、负载空载、人工直接干预等都将通过调节单相功 率变换器12输出的电压来完成，同时在显示屏4显示出相关的运行参数或设置参数，在自 动程序运行状态下，系统将按预先编制好的程序运行节能输出电压，非常的直观方便。 根据上述技术方案，本领域的技术人员根据实际需要，还可设计出更多不同结构 形式的，但上述实施例仅为说明本技术而列举，并非用于限制本技术，任何基于本 技术方案所变换的等同效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能无级有载功率控制器，包括机箱，其特征在于：所述的机箱内部设置有电子电路单元、系统监控单元以及工作电源板，其中电子电路单元包括三相空气开关、电压浪涌吸收器、以及至少一个单相变压器，其单相变压器分别与单相功率变换器、变换器输出滤波器、单相继电器板相连接，系统监控单元包括单片机接口控制模块、逻辑控制模块、信号检测模块、信号处理模块，工作电源板包括两块集成芯片及两个开关变压器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁志力，王归新，赵平，
申请(专利权)人：广州致控节能科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]