专利名称：智能互补波数间控节电方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明提出一种智能波数互补间控节电方法及装置，属电力-电子技术领域。
目前节约用电的方法一般有改进用电器本身结构、提高用电器效率;改进旋转电器的调速方法;以及对无功负荷的补偿等。与本发明最接近的是直流电动机可控硅调速方法及装置，它是通过加在控制极上的控制信号改变可控硅的导通角以调节电枢电流，既调了速度又节约了电能，但是，它的致命的缺点是增加了电网的高次谐波分量，造成对电网的“谐波污染”。
本发明的目的是提出一种对电网没有“谐波污染”的、能改善电网负荷波动性的智能波数互补间控节电方法，并为实现这种节电方法提供两种智能波数互补间控节电装置的设计方案。
本发明所提出的智能波数互补间控节电方法，它是利用可控开关器件，随着用电器所取有功功率水平的变化，应用运算和逻辑电路，按用电器特点的要求设计成自动对用电器实行波数互补间控或波数间控电抗网路两种供电方式。可达到大幅度节约电能的效果。
本发明的优点是(1)节电效果明显它可以用在包括直流电动机调速的任何用电器上，特别是用在工业各种类型用电器上，节电效果极为明显。根据现场实测，按原有用电器耗电情况的不同统计，有功省电率达7～40%，无功省电率达20～60%。
(2)对电网没有“谐波污染”。由于它对可控开关器件的控制过程中，只对完整基波的通或断进行控制，所以，它不会影响电网的谐波量。
(3)可保证用电器运行平稳性、改善电网的负荷波动特性。这是由多路互补间控的设计来实现的。
按用电器特点所设计的智能波数互补间控的供电方式，它是由下述步骤实现的(1)在用电器与供电电源之间的主电路上装上可控开关器件TRC;
(2)在可控开关器件TRC控制极G加上特别设计的控制信号，该信号是根据用电器所取有功功率水平，经运算、逻辑器件优化成有规律的、可随机调整的控制信号;
(3)令其规律是在一个大周期(n倍工频基波周期)内，对基波的导通数进行间隔控制，即对用电器的供电电源进行波数间控、以合理地控制用电器上电能的输入，达到节电目的。
(4)对于同一供电电源带有2个用电器时，可以在两个用电器前分别装上可控开关器件TRC及TRC′，通过逻辑元件使加在TRC和TRC′控制极G和G′上的波数间控信号“互补”，从而确保TRC的导通或截止对应于TRC′的截止或导通;
(5)对于同一供电电源带有多个(例如2n个)用电器，每个用电器前都装上可控开关器件，可通过运算及逻辑元件，使加在所有TRC控制极G上的控制信号成为n路互补波数间控信号，从而实现多路互补波数间控供电，既节约了电能，又改善了电网负荷波动特性。
还可按用电器特点的要求，设计一种智能波数间控电抗网路的供电方式，其实现步骤是在用电器与供电电源之间串接电感、X1A、X2A和可控开关器件TRCA、TRCA′及常开触点J3A，根据用电器所取有功功率的大小，控制TRCA、TRCA′及J3A的通或断，分别完成下述三种负荷情况下的运行方式，达到节电的效果(1)当负荷为额定值的20%以下(低负荷)时，TRCA′及J3A断开，只有TRCA导通，使X1A、X2A都串在用电回路里，使负荷的端电压降低，功率因数增大。节电(2)当负荷为额定值的20～70%(中负荷)时，TRCA及J3A断开只有TRCA′导通，这时只X2A串在用电回路里，使负荷的端电压比(1)增加一些，功率因数也增大，节电(3)当负荷为额定值的70%以上时，使J3A闭合。
(4)当起动时，经过控制电路(图11)使J3A闭合10秒后再断开，使TRCA及TRCA′躲过起动电流。
为了实现本发明所提出的智能波数互补间控的供电方案，设计了一种智能波数互补间控节电装置，实施例一描述的是该装置的设计方案。
实施例一该装置由主电路(图1)控制电路(图2)两部分所构成。
(1)它的主电路是由有功电流检测变压器B1、电流电压转换器B2可控开关器件TRC所组成，它们的联接关系见图1原理电路图所示出的，B1原边线圈B1-1、B1-2并接在A相相电压两端，B2的原边线圈B2-1、B2-2串接在A相线上，可控开关器件TRC-T1接在A相线上，TRC-T2端接在负荷x-1端，x-2端接零、构成主电路;
(2)加在可控开关器件TRC控制极G端的控制电路是一种为产生智能互补波数间控信号特别设计的控制电路，是由图2逻辑方框图所包括的单元电路可组成，它们是有功电流分离检测单元Ⅰ;大周期单元Ⅱ;间控态连续态随机调整单元Ⅲ;序列脉冲单元Ⅳ;间控互补单元Ⅴ;高频脉冲发生单元Ⅵ;保护单元Ⅶ;安全与门Ⅷ及Ⅸ′;第一路互补保护与门Ⅸ-Ⅰ及Ⅸ′-Ⅰ;第一路可控开关触发驱动单元;这些单元的电气联接如下单元Ⅰ与单元Ⅳ的电源都接到同一相电压AO端，Ⅰ的输出端Ⅰ-9与单元Ⅲ的输入端Ⅲ-2联接，并且引出一接线端子PA，单元Ⅳ有两个输出端，其中一个Ⅳ-13端与单元Ⅱ的输入端Ⅱ-1联接，另一个Ⅳ-10与单元Ⅴ的输入端Ⅴ-13联接，并引至安全与门的输入端Ⅸ-3及Ⅸ′-3。单元Ⅱ的输出端Ⅱ-12接至单元Ⅲ的另一输入端Ⅲ-5，并设引出端子Z1，单元Ⅲ的输出端Ⅲ-2接至单元Ⅴ-2端，单元Ⅴ的输出端Ⅴ-3接至Ⅸ-2，Ⅴ-3接至Ⅶ′-2，高频脉冲发生单元Ⅵ的输出端Ⅵ-9接至安全与门的输入端Ⅶ-1及Ⅶ′-1，安全与门输出端了GK及GK′，接至保护与门输入端Ⅸ-Ⅰ-1、Ⅸ′-Ⅰ-1，第一路保护单元输出，接至保护与门的另一输入端Ⅸ-Ⅰ-2及Ⅸ′-Ⅰ-2，保护与门的输出Ⅸ-Ⅰ-5、Ⅸ′Ⅰ-5，接至第一路可控开关触发驱动单元的输入端。
触发驱动单元的输出G-Ⅰ，T2-Ⅰ，G′-Ⅰ，T′2-Ⅰ分别送至第一路主电路上可控开关器件TRC的控制极G-ⅠT2-Ⅰ，G′与T2′-Ⅰ。
图3示出了实施例一控制电路中的有功分离检测电路，它是由有功电流检测变压器B1、电流电压变换器B2;二极管D1、D2;电容器C1、C2、C3;电阻R1、R2所组成。它们的电气联接如下B1的原边线圈两端B1-1，B1-2接电源相电压UAO两端，B2原边两端B2-1，B2-2串接在该相线中，B1-4为B1副边的中必轴头，它与电流电压变换器B2的副边一端B2-3相接，B2副边的另一端B2-4与电阻R1-2和R2-2相接，二极管D1(+)和D2(+)分别与B1-3，B1-5相联接，而D1(-)和D2(-)分别接在R1-1与R2-2端，电容C1-1，C1-2和C2-1，C2-2分别并接在R1-1，R1-2和R2-1，R2-2端。电容C3-1，C3-2接在C1-2与C2-2两端，C3-1端接地，C3-2端输出，引一输出端子PA。
图4示出了实施例一控制电路中的大周期计数电路，它是由一计数器IC1与A/D转换器IC2所组成，其计数的输入端IC1-1与脉冲序列形成电路的输出端ICA-9相联接，计数器输出接至A/D转换转入端，A/D转换输出IC2-15，引出一输出端子Z;
图5示出了实施例一控制电路中的间控、连续随机调整电路，它是由比例放大器IC3-Ⅰ，鉴幅放大器IC4-Ⅰ，输入电阻R3、R4，整定电位器RW-Ⅰ，反馈电阻R8所组成，其电气接线如下从省功电流分离检测电路输出端子PA处引线经输入电阻R3接至IC3-Ⅰ的2输入端，另一输入端3经电阻R4接地，IC3-Ⅰ的输出端9与输入端2之间跨接一整定电位器RW-Ⅰ，输出端9与IC4-Ⅰ的4输入端相接，IC4-Ⅰ的另一输入端5与大周期计数电路输出端子Z联接，IC4-Ⅰ的输出端2与电源输入端3之间跨接反馈电阻R8-Ⅰ，为该电路的输出端子Y命IC4-Ⅰ的输出端2。
图6示出了实施例一控制电路中序列脉冲电路，它是由同步变压器B3、电阻R5、R6、R7稳压管DW、二极管D3，鉴幅较大器ICA、积分电容C4、C5电阻R9、R10，放电二极管D4、D5，反向器IC5，双时基电路集成块IC6、IC7，与门IC8、IC9，或门IC10所组成，其电路的联接如下B3原边线圈B3-1，B3-2接在有功检测变压器原边的同一相电源UAO上，副边两端B3-3、B3-4并接着由R5与DW串接的电路，R5-5与DW负极相联接，D3并接在DW两端负极与负极相接，R6与R7串联，跨接在D3两端，从R7-2端引线接在ICA-7输入端，ICA-6端接地，ICA-9端输出，设一接线端子L，一路接R9-2，经电阻R9接积分电容C4-1，C4-2接地，在C4-1及R9-1连接处引线接至双时基电路集成块IC6-1，从IC6-2接至与门IC8输入端IC8-2，另一输入端IC8-1与L端子相连接，在R9两端并接一放电二极管D4，其负极与R9-2连接，二路接一反向器IC5，其输出端IC5-2又分两路，一路接至与门IC9-1，另一路经电阻R10接积分电容C5-1，C5-2接地。从C5-1处接至双时基电路集成块IC7-1，由IC7-2，接至与门IC9-2，与门IC8与IC9输出端IC8-3，IC9-3分别接至或门输入端IC10-1和IC10-2，或门输出IC10-3端了波形成为所需要的间隔10ms的序列脉冲。
图7示出了实施例一控制电路中的互补间隔脉冲电路，它是由反向器IC11、IC13单稳触发器IC12，D触发器IC14与非门IC15和IC15′所组成，其接线如下由序列脉冲电路输出端IC10-3引线接至反向器输入端IC11-13，其输出端IC11-12，与单稳触发器输入端IC12-6联接，IC12的输出端IC12-5与反向器IC13输入端IC13-9相接，IC13输出IC13-8接至D触发器IC14的输入端IC14-11，其输出端IC14-Q及IC14-Q端分别接至与非门IC15-1及IC15′-1，而另一输入端IC15-2、IC15′-2都与来自间控连续随机调整电路输出端子Y，IC15-3及IC15′-3为互补间隔脉冲电路的两输出端。
图8示出了实施例一控制电路中的保护及可控开关控制极的触发驱动电路，它是利用继电器常开能点在故障时将与门IC18-Ⅰ和IC18′-Ⅰ输入端1，接地，使控制电路退出的保护电路。
其控制极驱动电路是由三极管BG-Ⅰ和脉变压器B4等所组成的常规触发驱动电路。
图9示出了实施例一的多路互补间控触发电路，其做法是在第Ⅱ路、第Ⅲ路……直到第N路中增加，比例放大器IC3-Ⅱ，IC3-Ⅲ，IC3-N，鉴幅放大器IC4-Ⅱ、IC4-Ⅲ、IC4-N，整定电位器RW-Ⅱ、RW-Ⅲ、RW-N。电阻R8-Ⅱ、R8-Ⅲ、R8-N，各路保护与门IC18-Ⅱ、IC18-Ⅲ、IC18-N及IC18′-Ⅱ、IC18′-Ⅲ、IC18′-N，各路可控开关触发驱动电路Ⅹ-Ⅱ、Ⅹ-Ⅲ、Ⅹ-N及Ⅹ′-Ⅱ、Ⅹ′-Ⅲ、Ⅹ′-N，其电气接线都与图9第N路相同，即比例放大器IC3-N的一个输入端2经输入电阻R3-N与图3有功分离检测电路的输出端子PA联接，另一输入端3经电阻R4-N接地，IC3-N的输出端9与输入端2之间跨接整定电位器RW-N，输出端9与IC4-N的输入端4相接，IC4-N的另一输入端5与大周期计数电路输出端子Z联接，IC4-N的输出端2与电源输入端3之间跨接一反馈电阻R8-N;IC4-N的输出端2送至N路保护与门IC18-N的输入端2，IC18-N的另外两点输入端1与该路保护电路输出端子BX相接3端分别与图7中安全与门IC17和IC17′的输出端子GK和GK′相联接，IC18-N及IC18′-N的输出端4分别与可控开关触发驱动电路Ⅹ-N、Ⅹ′-N联接。
调节RW-Ⅰ阻值以确定间控与连续周期的长短，调节RWⅡ～RW-N的阻值，可置定第Ⅱ～第N路负荷，在大周期内投入运行的时刻。
这样的触发电路可按每路用电器额定功率做成标准单元板，按总功率和路数的需要进行积木式安装、使用方便。
图10a示出了序列脉冲及互补间控电路各相应元件的输出波形uAO(t)是A相电源工频基波;uICA(t)是ICA输出波形;uIC5(t)～uIC14(t)是对应于uAO(t)的IC5～IC14的输出波形;uC4(t)、uC5(t)是C4、C5输出波形。
图10b示出了间控连续随机调整电路波形uAO(t)是A相电源工频基波;uZ(t)是Z端子处，即IC4-Ⅰ的输入端5处的波形，uIC3-g(t)是IC3-g输出端，即IC4-4输入端4处的波形。
图11是一种智能波数间控电抗网路的节电装置的原理接线图，即实施例二它由主电路和控制电路所构成其主电路是由可硅开关器件TRC-A，TRC′A，串接电抗器，X1A、X2A及常开触点J3A以及有功电流分离检测变压器原边所构成，图11-Ⅰ示出了它们的联接关系。
它的控制电路由有功电流分离检测电路Ⅱ，大、中、小负荷控制转换电路Ⅲ起动延时电路Ⅳ所组成，图11-Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ示出的是该控制电路的原理接线图。
图11-Ⅴ是波数间控信号电路，其输出信号GK接到IC105输入端。
在用电器与供电电源之间串接电感、X1A、X2A和可控开关器件TRCA、TRCA′及常开触点J3A，根据用电器所取有功功率的大小，控制TRCA、TRCA′及J3A的通或断，分别完成下述三种负荷情况下的运行方式，达到节电的效果(1)当负荷为额定值的20%以下(低负荷)时，TRCA′及J3A断开，只有TRCA导通，使X1A、X2A都串在用电回路里，使负荷的端电压降低，功率因数增大。节电30%(2)当负荷为额定值的20～70%(中负荷)时，TRCA及J3A断开只有TRCA′导通，这时只X2A串在用电回路里，使负荷的端电压比(1)增加一些，功率因数也增大，节电20%(3)当负荷为额定值的70%以上时，使J3A闭合。
(4)当起动时，经过控制电路(图11)使J3A闭合10秒后再断开，使TRCA及TRCA′躲过起动电流。
(5)在TRCA、TRCA′的控制极G和G′上加上波数间控信号。
图1.智能互补波数间控节电装置主电路图B1-有功电流杆测变压器B2-电流电压转换器TRC-双向可控开关器件UAC-A相电源电压ZX-电气负荷图2.可控开关器件控制电路逻辑方框图Ⅰ-有功电流分离杆测单元Ⅱ-大周期单元Ⅲ-间控、连续随机调整单元Ⅳ-序列脉冲单元Ⅴ-互补间隔脉冲单元Ⅵ-高频脉冲发生单元Ⅶ-Ⅰ-第Ⅰ路保护单元Ⅷ，Ⅷ′-安全与门Ⅸ-Ⅰ，Ⅸ′-Ⅰ-第Ⅰ路保护与门Ⅹ-Ⅰ，Ⅹ′-Ⅰ-第Ⅰ路可控开关触发驱动单元图3.有功电流分离杆测原理电路图B1-有功电流杆测变压器B2-电流电压变换器D1、D2-整流器R1、R2-电阻C1、C2-电容器UAO-A相电源电压PA-输出端子图4.大周期计数原理电路图IC1-计数器(集成块)IC2-数模转换器(集成块)V-直流电源L、Z-输入、输出端子图5.间控、连续随机调整原理电路图IC3-Ⅰ-比例放大器(-Ⅰ表示第一路)IC4-J-鉴幅放大器R3、R4-输入电阻RW-Ⅰ-整定电位器R8-反馈电阻V-直流电源PA、Y-输入输出端子图6.序列脉冲形成原理电路图B3-A相同步变压器DW-稳压管D3-整流管R5、R6、R7-电阻ICA-鉴幅放大器IC5-反向器C4、C5-积分电容R9、R10-积分电阻D4、D5-放电二极管IC6、IC7-双时基集成块IC8、IC9-与门IC10-或门L、H输出端子UAO-A相电源电压图7.互补间隔脉冲电路图IC11-反向器IC12-单稳触发器IC13-反向器IC14-D触发器IC15，IC15′-与非门IC16-高频脉冲发生器IC17、IC17′-与门H、Y-输入端子GK、GK′-输出端子图8.保护及可控开关控制极的触发驱动电路图V-直流电源R15-电阻J1-1、J2-1、J3-1、…Jn-1-保护继电器常开触点IC18-Ⅰ(IC18′-Ⅰ)-与门BG-三极管R11、R12、R13、R14-电阻B4-耦合变压器
D6、D7、D8-二极管V-直流电源图9.多路互补间控触发电路图IC3-Ⅱ-第二路比例放大器IC4-Ⅱ-第二路鉴幅放大器IC3-Ⅲ-第三路比例放大器IC4-Ⅲ-第三路鉴幅放大器IC3-N-第N路比例放大器IC4-N-第N路鉴幅放大器RW-Ⅱ、RW-Ⅲ、RW-N-第Ⅱ～N路整定电位器R8-Ⅱ～R8-N-第Ⅱ～第N路与门IC18-Ⅱ～IC18-N-第Ⅱ～第N路与门IC18′-Ⅱ～IC18′-N-第Ⅱ～第N路与门Ⅹ-Ⅱ～Ⅹ-N-可控开关触发驱动电路PA、BX、GK、GK′-输入信号端子G-Ⅱ、G′-Ⅱ、G-Ⅲ、G′-Ⅲ、G-N、G′-N-触发驱动输出端子T2-Ⅱ、T2′-Ⅱ、T2-Ⅲ、T2′-Ⅲ、T2-N、T2′-N-触发驱动输出端子图10a.序列脉冲及互补间控电路中各相应元件的输出的波形图uAO(t)-A相电源工频基波uICA(t)-ICA输出波形uIC5(t)～uIC14(t)-对应于uAO(t)的IC5～IC14的输出波形uC4(t)、uC5(t)-C4、C5输出波形图10b.间控连续随机调整电路波形图uAO(t)-A相电源工频基波uZ(t)-Z端子处，即IC4-Ⅰ的输入端5处的波形uIC3-Ⅰ-IC3-Ⅰ输出端，即IC4-Ⅰ输入端4处的波形图11.智能波数间控电抗网路节电装置电路图Ⅰ-主电路图Ⅱ-有功电流分离检测电路图Ⅲ-大、中、小负荷控制转换电路Ⅳ-起动延时电路图Ⅴ-波数间控信号电路
权利要求
1.一种智能互补波数间控节电方法是在电源与用电器之间装有可控开关器件和电抗器，其特征在于其主电路中串有与有功电流检测变压器相匹配的电流、电压变换器，其控制电路中应用运算和逻辑元件，使控制信号能随用电器所取有功功率水平的变化，完成自动对用电器进行互补波数间控和自动调控电抗网路的供电方式，以达到大幅度节约电能的效果；所说的自动对用电器进行互补波数间控的供电方式，是由下述步骤实现的(1)在用电器与供电电源之间的主电路上装上可控开关器件TRC、与有功电流检测变压器相匹配的电流、电压变换器BV/I；(2)在可控开关器件TRC控制极G加上特别设计的控制信号，该信号是根据用电器所取有功功率水平，经运算、逻辑器件优化成有规律的、可随机调整的控制信号；(3)令其规律是在一个大周期(n倍工频基波周期)内，对基波的导通数进行间隔控制，即对用电器的供电电源进行波数间控以合理地控制用电器上电能的输入；(4)对于同一供电电源带有2个用电器时，可以在两个用电器前分别装上可控开关器件TRC及TRC′，通过逻辑元件使加在TRC和TRC′控制极G和G′上的波数间控信号“互补”，即确保TRC的导通或截止对应于TRC′的截止或导通；(5)对于同一供电电源带有多个(例如2n个)用电器，每个用电器前都装上可控开关器件，可通过运算及逻辑元件，使加在所有TRC控制极G上的控制信号成为n路互补波数间控信号，从而实现多路互补波数间控供电；所说的自动调控电抗网路的供电方式，其实现步骤是在用电器与供电电源之间串接电感、X1A、X2A可控开关器件TRCA、TRCA′和与有功电流检测变压器相匹配的电流、电压变换器BV/I；以及在它们首尾跨接的常开触点J3A，根据用电器所取有功功率的大小，控制TRCA、TRCA′及J3A的通或断，分别完成下述三种负荷情况下的运行方式(1)当负荷为额定值的30%以下(低负荷)时，TRCA′及J3A断开，只有TRCA导通，使X1A、X2A都串在用电回路里，使负荷的端电压降低，功率因数增大；(2)当负荷为额定值的30～70%(中负荷)时，TRCA及J3A断开只有TRCA′导通，这时只X2A串在用电回路里，使负荷的端电压比(1)相应增加，功率因数也随之提高；(3)当负荷为额定值的70%以上时，使J3A闭合；(4)当起动时，经过延时电路使J3A闭合10秒后再断开，使TRCA及TRCA′躲过起动电流；(5)在TRCA、TRCA′的控制记G和G′上可加波数间控信号。
2.用权利要求1所述的节电方法设计制造的一种自行互补波数间控节电装置，它由主电路和控制电路组成，其特征在于(1)它的主电路是由有功电流检测变压器B1、电流电压转换器B2可控开关器件TRC所组成，它们的联接关系是，B1原边线圈B1-1、B1-2并接在A相相电压两端，B2的原边线圈B2-1、B2-2串接在A相线上，可控开关器件TRC-T1接在A相线上，TRC-T2端接在负荷x-1端，x-2端接零、构成主电路;(2)加在可控开关器件TRC控制极G端的控制电路是一种为产生互补波数间控信号特别设计的控制电路，是由它的逻辑方框图所包括的单元电路所组成，它们是有功电流分离检测单元Ⅰ;大周期单元Ⅱ;间控态连续态随机调整单元Ⅲ;序列脉冲单元Ⅳ;互补间隔脉冲控单元Ⅴ;高频脉冲发生单元Ⅵ;保护单元Ⅶ;安全与门Ⅷ及Ⅷ′;第一路互补保护与门Ⅸ-Ⅰ及Ⅸ′-Ⅰ;第一路可控开关触发驱动单元Ⅹ-Ⅰ及Ⅹ′-Ⅰ;这些单元的电气联接如下单元Ⅰ与单元Ⅳ的电源都接到同一相电压AO端，Ⅰ的输出端Ⅰ-9与单元Ⅲ的输入端Ⅲ-2联接，并且引出一接线端子PA，单元Ⅳ有两个输出端，其中一个Ⅳ-13端与单元Ⅱ的输入端Ⅱ-1联接，另一个Ⅳ-10与单元Ⅴ的输入端Ⅴ-13联接，并引至安全与门的输入端Ⅷ-3及Ⅷ′-3，单元Ⅱ的输出端Ⅱ-12接至单元Ⅲ的另一输入端Ⅲ-5，并设引出端子Z，单元Ⅲ的输出端Ⅲ-2接至单元Ⅴ-2端，单元Ⅴ的输出端Ⅴ-3接至Ⅷ-2，Ⅴ-3接至Ⅷ′-2，高频脉冲发生单元Ⅵ的输出端Ⅵ-9接至安全与门的输入端Ⅷ-1及Ⅷ′-1，安全与门输出端GK及GK′，接至保护与门输入端Ⅸ-Ⅰ-1、Ⅸ′-Ⅰ-1，第一路保护单元Ⅶ-Ⅰ输出，接至保护与门的另一输入端Ⅸ-Ⅰ-2及Ⅸ′-Ⅰ-2，保护与门的输出Ⅸ-Ⅰ-5、Ⅸ′-Ⅰ-5，接至第一路可控开关触发驱动单元的输入端，触发驱动单元的输出G-Ⅰ，T2-Ⅰ，G′-Ⅰ，T′2-Ⅰ分别送至第一路主电路上可控开关器件TRC的控制极G-Ⅰ与阳极T2-Ⅰ，G′-Ⅰ与T2′-Ⅰ。
3.如权利要求2所述的控制电路，它的有功电流分离检测单元，其特征是它设计了有功电流分离检测电路，它是由有功电流检测变压器B1、电流电压变换器B2;二极管D1、D2;电容器C1、C2、C3;电阻R1、R2所组成，它们的电气联接如下B1的原边线圈两端B1-1，B1-2接电源相电压UAO两端，B2原边两端B2-1，B2-2串接在该相线中，B1-4为B1副边的中心轴头，它与电流电压变换器B2的副边一端B2-3相接，B2副边的另一端B2-4与电阻R1-2和R2-2相接，二极管D1(+)和D2(+)分别与B1-3，B1-5相联接，而D1(-)和D2(-)分别接在R1-1与R2-2端，电容C1-1，C1-2和C2-1，C2-2分别并接在R1-1，R1-2和R2-1，R2-2端。电容C3-1，C3-2接在C1-1与C2-1两端，C3-1端接地，C3-2端输出，引一输出端子PA。
4.如权利要求2所述的控制电路它的大周期单元，其特征在于它设计了大周期计数电路，是由一计数器IC1与A/D转换器IC2所组成，其计数的输入端IC1-1与脉冲序列形成电路的输出端ICA-9相联接，计数器输出接至A/D转换转入端，A/D转换输出IC2-15，引出一输出端子Z。
5.如权利要求2所述的控制电路，它的间控连续随机调整单元，其特征在于它设计了间控、连续随机调整电路，它是由比例放大器IC3-Ⅰ，鉴幅放大器IC4-Ⅰ，输入电阻R3、R4，整定电位器RW-Ⅰ，反馈电阻R8所组成，其电气接线如下从有功电流分离检测电路输出端子PA处引线经输入电阻R3接至IC3-Ⅰ的2输入端，另一输入端3经电阻R4接地，IC3-Ⅰ的输出端9与输入端2之间跨接一整定电位器RW-Ⅰ，输出端9与IC4-Ⅰ的4输入端相接，IC4-Ⅰ的另一输入端5与大周期计数电路输出端子Z联接，IC4-Ⅰ的输出端2与电源输入端3之间跨接反馈电阻R8-Ⅰ，IC4-Ⅰ的输出端2引出该单元的输出端子Y。
6.如权利要求2所述的控制电路它的序列脉冲单元，特征在于所设计的序列脉冲电路是由同步变压器B3、电阻R5、R6、R7稳压管DW、二极管D3，鉴幅放大器ICA、积分电容C4、C5电阻R9、R10，放电二极管D4、D5，反向器IC5，双时基电路集成块IC6、IC7，与门IC8、IC9，或门IC10所组成，其电路的联接如下B3原边线圈B3-1，B3-2接在有功电流检测变压器原边的同一相电源UAO上，副边两端B3-3、B3-4并接着由R5与DW串接的电路，R5-5与DW负极相联接，D3并接在DW两端负极与负极相接，R6与R7串联，跨接在D3两端，从R7-2端引线接在ICA-7输入端，ICA-6端接地，ICA-9端输出，设一接线端子L，一路接R9-2，经电阻R9接积分电容C4-1，C4-2接地，在C4-1及R9-1连接处引线接至双时基电路集成块IC6-1，从IC6-2接至与门IC8输入端IC8-2，另一输入端IC8-1与L端子相连接，在R9两端并接一放电二极管D4，其负极与R9-2连接，第二路接一反向器IC5，其输出端IC5-2又分两路，一路接至与门IC9-1，另一路经电阻R10接积分电容C5-1，C5-2接地，在R10两端并接一放电二极管D5，从C5-1处接至双时基电路集成块IC7-1，由IC7-2，接至与门IC9-2，与门IC8与IC9输出端IC8-3，IC9-3分别接至或门输入端IC10-1和IC10-2，或门输出IC10-3端的波形成为所需要的间隔10ms的序列脉冲。
7.如权利要求2所述的控制电路它的互补间隔脉冲单元，其特征在于它设计了互补间隔脉冲电路，是由反向器IC11、IC13单稳触发器IC12，D触发器IC14与非门IC15和IC15′所组成，其接线如下由序列脉冲电路输出端IC10-3引线接至反向器输入端IC11-13，其输出端IC11-12，与单稳触发器输入端IC12-6联接，IC12的输出端IC12-5与反向器IC13输入端IC13-9相接，IC13输出IC13-8接至D触发器IC14的输入端IC14-11，其输出端IC14-Q及IC14-Q端分别接至与非门IC15-1及IC15′-1，而另一输入端IC15-2、IC15′-2都与来自间控连续随机调整电路输出端Y，IC15-3及IC15′-31为互补间隔脉冲电路的两输出端。
8.如权利要求2所述的控制电路其特征在于它可以接成多路互补间控触发电路，其做法是在第Ⅱ路、第Ⅲ路……直到第N路中增加比例放大器IC3-Ⅱ，IC3-Ⅲ，IC3-N，鉴幅放大器IC4-Ⅱ、IC4-Ⅲ、IC4-N，整定电位器RW-Ⅱ、RW-Ⅲ、RW-N，电阻R8-Ⅱ，R8-Ⅲ、R8-N，各路保护与门IC18-Ⅱ、IC18-Ⅲ、IC18-N及IC18′-Ⅱ、IC18′-Ⅲ、IC18′-N，各路可控开关触发驱动电路Ⅹ-Ⅱ、Ⅹ-Ⅲ、Ⅹ-N及Ⅹ′-Ⅱ、Ⅹ′-Ⅲ、Ⅹ′-N，其电气接线都与第N路相同，即比例放大器IC3-N的一个输入端2经输入电阻R3-N与图3有功电流分离检测电路的输出端子PA联接，另一输入端3经电阻R4-N接地，IC3-N的输出端9与输入端2之间跨接整定电位器RW-N，输出端9与IC4-N的输入端4相接，IC4-N的另一输入端5与大周期计数电路输出端子Z联接，IC4-N的输出端2与电源输入端3之间跨接一反馈电阻R8-N;IC4-N的输出端2送至N路保护与门IC18-N的输入端2，IC18-N的另外两个输入端1与该路保护电路输出端子BX相接3端分别与安全与门IC17和IC17′的输出端子GK和GK′相联接，IC18-N及IC18′-N的输出端4分别与可控开关触发驱动电路Ⅹ-N、Ⅹ′-N联接。
9.用权利要求1所述的节电方法设计制造的一种自动调整电抗网路的节电装置，它由主电路和控制电路所组成，其特征在于它的主电路Ⅰ是由有功电流检测变压器B1、电流电压变换器BV/I，可控开关元件TRCA、TRCA′，电抗器X1A、X2A和继电器J3-A常开触点与负荷ZX所组成，其联接关系是有功电流检测变压器B1的原边，跨接在A相线与零线之间，电流电压变换器BV/Ⅰ的原边、可控开关元件TRCA、电抗器X1A、X2A和负荷依次串联，并跨接在A相电源的相线A与零线O上，在TRCA-1阴极端与电抗器X1A-2端跨接另一可控开关元件TRCA′，在电流电压变换器BV/Ⅰ-1端与负荷1端之间跨接继电器J3A的常开触点;它的控制电路是由有功电流检测电路Ⅱ、大、中、小负荷控制转换电路Ⅲ和起动延时电路Ⅳ所组成，其中，有功电流检测电路Ⅱ是如权利要求5所述的同样的电路所构成，大、中、小负荷控制转换电路Ⅲ是由运算放大器IC101和IC109;双基极集成块IC102和IC110;反相器IC103和IC111;单稳触发器IC104和IC102;与门IC105和IC113以及反相器IC106，高频信号源ZD;与门IC107和IC108所组成，其电气联接关系如下从有功分离检测电路的输出端子PA处引出两路，一路接至大负荷调控电路的IC109输入端2，IC109的输出端9接至IC110输入2端，IC110的输出端13接至IC111的输入端2和与门IC113的1端，IC111的输出端5接至IC112的输出端3，IC112的输出端9接至与门IC113的2端，与门IC113的输出端5接至延时电路中的与门IC117的1端，另一路接至中、小负荷调控电路IC101的输入端2，IC101的输出端9接至IC102输入2端，IC102输出13端，接至IC103输出2端和与门IC105的1端，IC103的输出5端接至IC104输出3端，IC104输出9端接至与门IC105的2端，IC105的输出端4接至两路，一路经IC106接到与门IC107-1，另一路直接IC108-1，而IC107-2与IC108-2并联后接至ZD-9，IC107的输出端接至CF-G′，IC108的输出接至CF-G，其启动延时电路是由时钟集成块IC114双时基集成块IC115反相器，IC116、IC118与门IC117，反相器IC118，半导体开关管BG和继电器J3-A所构成的常规延时电路。
10.如权利要求9所述的一种智能自动调整电抗网路的节电装置中所说的电抗器X1A、X2A，其特征在于最好是做成三铁芯柱，三绕组的结构，在主电路中的联接最好使每个三绕组电抗器中的两个绕组并联后跨接在第三绕组与TRCA或TRCA′串联电路的两端。
全文摘要
一种智能波数互补控制节电方法及装置，其主电路由双向可控开关器件、有功电流检测变压器、电流电压转换器等组成，它是利用可控开关器件，随着用电器所取有功功率水平的变化对用电器实行波数互补间控或波数间控电抗网路的供电方式。它适用于各种类型的用电器上，有功省电率最高可达40％，无功省电率最高可达60％，且对电网没有“谐波污染”还可保证用电器运行平稳、改善电网的负荷波动性。
文档编号H02M5/257GK1075578SQ9210091
公开日1993年8月25日 申请日期1992年2月19日 优先权日1992年2月19日
发明者陈保禄 申请人:陈保禄