专利名称：三相电力节电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及三相电力节电装置。
背景技术：
目前市场上的同类产品均采用微处理器控制晶闸管的模块的导通时间，调节输出电压实现节电的目的，其反馈环节跟踪负载功率因数变化，三相同时调节，只能适用于三相平衡的负载如电机等，动态响应速度慢。
实用新型内容本实用新型的积极效果是在电压、电流、功率因数三种闭环反馈控制环节作用下，对系统负载变化作出快速的调整，其动态响应为二个波形周期，电压波动系数为±1％，波形畸变率小于5％，在电压调整过程中对负载的冲击较小，三相独立控制分别调节节电参数，能满足三相不平衡的混合负载的节电需求。
本实用新型所要解决的问题是克服现有技术的不足，提高动态响应速度，三相独立调节，提供一种在闭环反馈控制环节作用下，动态响应速度快、波形畸变率小、可用于三相不平衡的混合负载的三相节电器。
本实用新型所采用的技术方案是应用较先进的相角双桥臂斩波理论，用微处理器作为主控制单元，通过微处理控制晶闸管模块的触发角，设置了电压、电流、功率因数三个闭环反馈控制环节，调节节电参数，输出电压反馈环节自动跟踪负载端电压变化，采样得到的输入电压(三相)、输入电流(三相)、输出电压反馈信号(三相)经过各自的A/D变换处理后输入到微处理器，微处理器根据三相的设定参数对采样来的信号计算处理后输出控制信号控制功率器件的门极触发信号，实时分相调节输出电压，实现对输出电压的分相动态跟踪。
本实用新型包括微处理器、输出电压采样单元、过零检测电路、输入电压检测单元、输入电流检测单元、保护电路、信号放大电路、门极驱动电路、功率器件、LCD显示器、参数输入设备；输入电压检测单元、输入电流检测单元、过零检测电路的输入端接功率器件的电力输入侧分别对三相输入采样，输出电压采样单元接功率器件的电力输出侧对三相输出采样，输入电压检测单元的输出端、输入电流检测单元的输出端、过零检测电路的输出端、输出电压采样单元的输出端、参数输入接入微处理器，微处理器的门极驱动控制输出端接信号放大电路的输入，放大电路的输出端接门极驱动电路的输入，门极驱动电路的输出接功率器件的门极，保护电路分别与微处理器连接、功率器件、门极驱动电路连接。
图1 本实用新型原理框图图2 本实用新型输出电压采样单元电原理图图3 本实用新型过零检测电路电原理图图4 本实用新型门极驱动电路电原理图图4 本实用新型微处理器控制电路及LCD显示单元电原理图
具体实施方式
以下结合附图作进一步说明。
本实用新型是这样来实现的由图1可见，本实用新型包括微处理器1、输出电压采样单元2、过零检测电路3、输入电压检测单元4、输入电流检测单元5、保护电路6、信号放大电路7、门极驱动电路8、功率器件11、LCD显示器12、参数输入设备13；过零检测电路3、输入电流检测单元4、输入电压检测单元5的输入端接功率器件11的电力输入侧分别对三相输入采样，输出电压采样单元2接功率器件11的电力输出侧对三相输出采样，过零检测电路3的输出端、输入电压检测单元4的输出端、输入电流检测单元5的输出端、输出电压采样单元2的输出端、参数输入13均接入微处理器1，微处理器1的门极驱动控制端接信号放大电路7的输入，放大电路7的输出端接门极驱动电路8的输入，门极驱动电路8的输出接功率器件11的门极，保护电路6分别与微处理器1、功率器件11、门极驱动电路8连接。采样得到的电压，电流信号经过变换处理后输入到微处理器1，微处理器1根据设定参数实时调节输出电压，实现对输出电压的动态跟踪。
输出电压采样单元2为提高三相输出电压检测精度，需采用TRMS/DC转换器，由图2可见，在控制电路中TRMS/DC转换器可采用AD536AJH型号，图2中VOA为电压采样信号输入端，VOUT为DC输出端。每相电压经过采样变压器降压后输入到TRMS/DC转换器AD536AJN转换电平，然后输入到A/D转换芯片MCP3008变换为数字信号输入到微处理器1。
过零检测电路3由图3可见，每相电压经过采样变压器降压后，通过整流桥整流后，输入到过零比较电路，过零检测电路3采用LM324型号比较放大器产生过零脉冲信号，输出到微处理器1。
输入电压检测单元每相的输入电压经过采样变压器降压，整形后输入到A/D转换电路MCP3008转换为数字信号，数字信号输入到微处理器1。
输入电流检测单元每相电流用电流互感器采样后，经过波形整形，经MCP3008A/D转换为数字信号输入到微处理器1。
保护电路由通用的逻辑控制电路构成。采样得到的电压，电流和温度信号经比较电路LM339后，输入到或门(74LS11)得到故障信号输入到CPU，当有过压，过流或功率器件温度过高时，处理器封锁门极驱动输出信号，保护功率器件。
门极驱动电路由图4可见，微处理器1输出的门极驱动信号经ULN2003放大后，通过光电隔离器(U50，U51)(可用MOC3023型号)光电隔离，用来驱动功率器件11的门极。
微处理器1控制电路及LCD显示器12单元由图5可见，微处理器1(采用P89C52)对采样来的信号计算处理后，输出控制信号控制功率器件的门极触发信号，实时对输出电压快速跟踪调节。同时将需要显示的信息输送到LCD显示器12显示。
权利要求1.一种三相电力节电器，包括微处理器(1)、信号放大电路(7)、功率器件(11)、LCD显示器(12)、参数输入设备(13)，其特征在于还包括输出电压采样单元(2)、过零检测电路(3)、输入电压检测单元(4)、输入电流检测单元(5)、保护电路(6)、门极驱动电路(8)，过零检测电路(3)、输入电压检测单元(4)、输入电流检测单元(5)的输入端接功率器件(11)的电力输入侧，分别对三相输入采样，输出电压采样单元(2)接功率器件(11)的电力输出侧对三相输出采样，过零检测电路(3)的输出端、输入电压检测单元(4)的输出端、输入电流检测单元(5)的输出端、输出电压采样单元(2)的输出端、参数输入设备(13)均接入微处理器(1)，微处理器(1)的门极驱动控制端接信号放大电路(7)的输入，放大电路(7)的输出端接门极驱动电路(8)的输入，门极驱动电路(8)的输出接功率器件(11)的门极，保护电路(6)分别与微处理器(1)、功率器件(11)、门极驱动电路(8)连接。
2.根据权利要求1所述的三相电力节电器，其特征在于保护电路由通用的逻辑控制电路构成。
3.根据权利要求1所述的三相电力节电器，其特征在于门极驱动电路中微处理器(1)输出的门极驱动信号经放大、光电隔离后驱动功率器件(11)的门极。
专利摘要本实用新型是一种三相电力节电装置，它包括微处理器、信号放大电路、功率器件、LCD显示器、参数输入设备，其特征在于还包括输出电压采样单元、过零检测电路、输入电压检测单元、输入电流检测单元、保护电路、门极驱动电路，输出电压反馈环节自动跟踪负载端电压变化，采样得到的输入电压、输入电流、输出电压反馈信号经处理后输入到微处理器，微处理器根据三相的设定参数对采样来的信号计算处理后输出控制信号控制功率器件的门极触发信号，控制晶闸管模块的触发角，实时分相调节输出电压，实现对输出电压的分相快速动态跟踪。本实用新型适用于三相不平衡的混合负载的节电需求。
文档编号H02M5/00GK2643540SQ03226148
公开日2004年9月22日 申请日期2003年5月12日 优先权日2003年5月12日
发明者侯晓, 李天华 申请人:亚太电效系统(珠海)有限公司