专利名称：移线自耦稳压节电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于路灯照明配电箱内的自耦接触调压器，特别是一种移线自耦稳压节电器。
背景技术：
目前，在我国的各个大城市、中等城市，特别是小城市用电、节电是一个一直围绕的大问题。特别是伴随生活水平的提高，人们渴望有一个舒适、安全的活动环境公共场所的亮化工程便是其中一部分。照明灯具的大量增加，必然使能源消耗增加，经营照明的管理者的成本将大幅度提高。根据目前国内外照明节能产品现状欲同时达到既节能效率高，又提高灯具的使用寿命，且能保证控制照明的长期运行可靠，稳定的自动调压控制路灯是人们一直努力解决的问题。
为此，目前一些大中城市开始使用一些智能节电配电柜来控制照明灯具，以达到节能和延长灯具使用寿命的目的。这种智能节电配电柜的工作过程是首先自动输出一个合理的稳压电压——第一节节电电压209V，这个电压可调，来软启动照明灯具，这样就可减少约40％的灯具启动浪涌；正常运行后至晚上12点以前，灯具就一直在这一节节电电压下运行，这样既不影响照明效果，又能节约电能和延长灯具使用寿命，完全符合“绿色照明”的要求。当深夜时，电压不断升高，而照度要求发而降低，于是节能配电柜按设定的程序，自动输出另一个适合照明的稳压电压——节电电压195V(可调)，以达到更大的节能效果，之后，在黎明前某一设定时刻，可再将电压升至第一节节电电压，并在指定的时间关灯。采用上述智能照明节能配电柜后，一般节电效果可达20％-30％。
但是目前智能节电配电柜所使用的大容量稳压电源都是由调压环节，控制电路，补偿环节等三部分组成，其中自耦补偿环节都采用主回路电流进过碳刷输出，通过调压环节来改变初级的电压幅值和极性，使其次级输出一自耦补偿电压，达到稳定输出的目的。此种结构形式的自耦稳压电源不足之处是总电流进过碳刷，材料消耗多、散热性差、效率低下。
还有就是在目前的智能节电配电柜所使用的接触器和调压器，其主要包括铁芯、绕组和碳刷。且其绕组一般都采用单根高强度漆包线绕制而成的。这种采用单根高强度漆包线绕制的绕组线圈，会在绕组的匝与匝之间产生一个电压差(俗称线压差)。由于这个线压差的存在，碳刷在变压或行走时会产生匝间电压差，发生大电流。当接上负载后，这类绕组线圈与碳刷就容易发热，影响绕组线圈和碳刷的正常工作，因此其容量将受到限制，无法将这类接触调压器和补偿变压器应用在大功率负载的调压上面，同时也缩短了此类接触调压器和变压器的使用寿命。另外，由于存在线压差，造成损耗增加，电能利用率降低，节电效果不明显。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种大容量、无线压差的移线自耦稳压节电器。
本发明的目的可以通过以下技术措施来实现移线自耦稳压节电器，包括一自耦式接触调压器、一圆形自耦变压器和一与所述自耦式接触调压器串联的稳压补偿器，其特征在于所述自耦式接触调压器包括铁芯、调压碳刷、调压碳刷驱动机构、变压初级绕组、变压次级绕组和调压绕组；所述的圆形自耦变压器包括铁芯、变压初级绕组和变压次级绕组；所述稳压补偿器包括铁芯、补偿碳刷、补偿碳刷驱动机构、变压器初级绕组、变压器次级绕组和补偿绕组；所述自耦式接触调压器的变压初级绕组和变压次级绕组成螺旋相反方向绕在自耦式接触调压器铁芯的一个芯柱上，变压初级绕组的一端抽头A接市电的火线，另一端抽头B与变压次级绕组的一端抽头B1并联，变压次级绕组的另一端抽头A1接调压绕组的一端抽头A2，调压绕组的另一端抽头B2接输出火线，调压绕组绕制在铁芯的另一芯柱上，调压碳刷在调压碳刷驱动机构的驱动下可在调压绕组上滑动，其输出端构成调压绕组的一个输出端A2a接输出火线；所述的圆形自耦变压器的变压器初级绕组的两端抽头A6和B6接市电，抽头B6与变压器次级绕组的一端抽头B7并联，变压器次级绕组的另一端抽头A7接市电的零线；所述稳压补偿器的变压器初级绕组和变压器次级绕组以及补偿绕组绕制在铁芯的芯柱上，其变压器初级绕组的两端抽头A3和B3接市电，变压器次级绕组接的一端抽头A4接补偿碳刷，另一端抽头B4接补偿绕组的中间抽头，补偿绕组的一端抽头A5接市电的火线，另一端抽头B5接输出零线，补偿碳刷在补偿碳刷驱动机构的驱动下可在补偿绕组上滑动。
所述自耦式接触调压器的调压绕组、稳压补偿器的变压器次级绕组和补偿绕组均采用三根高强度漆包线并行绕制而成，在调压绕组的每一根高强度漆包线上串接一匝电抗器进行移相，在稳压补偿器的补偿绕组的每一根高强度漆包线的两端分别串接一匝电抗器进行移相。
所述一匝电抗器可以是市售的或者利用自身铁芯做一匝电抗器。
所述自耦式接触调压器的铁芯可以为柱状铁芯或E型铁芯或者是视窗型铁芯或环型铁芯，每一铁芯的径向截面可以为圆形或多边形。多边型可以为矩形或三角形。
所述圆形自耦变压器的铁芯可以为柱状铁芯或E型铁芯或者是视窗型铁芯或环型铁芯，每一铁芯的径向截面可以为圆形或多边形。多边型可以为矩形或三角形。
所述稳压补偿器的铁芯可以为柱状铁芯或E型铁芯或者是视窗型铁芯或环型铁芯，每一铁芯的径向截面可以为圆形或多边形。多边型可以为矩形或三角形。
由于采用了如上的设计方案，本发明的移线自耦稳压节电器中的自耦式接触调压器中的调压碳刷在调压绕组上移动时，如自耦式接触调压器中的变压初级绕组为30匝，变压次级绕组为190匝，调压绕组为220匝，可以形成190V～205V的输出。
如当调压碳刷运行到调压绕组的一端抽头A2时，调压碳刷输出端A2a与调压绕组的另一端抽头B2之间形成220V的输出电压，而当调压碳刷运行到调压绕组的另一端抽头B2时，调压碳刷输出端A2a与调压绕组的另一端抽头B2之间形成205V电压输出。一般来说，对于用在智能节电配电柜上，调压碳刷输出端A2a与调压绕组的另一端抽头B2之间可以实现照明用的190V～205V的可调稳定补偿电压输出。
中间串联降压为20V的圆形自耦变压器，并联绕20匝。串联绕200匝，设定工作时间，零相设定开闭。
目前中国的电压普遍偏高，如果将电压稳定的下降6％，节电率可达15％，本发明的移线自耦稳压节电器中的圆形自耦变压器采用由薄铁皮围成的圆形作为铁芯，再用高强度漆包线并行绕制而成，可以消除磁漏，圆形自耦变压器中的变压器初级绕组为20匝，变压器次级绕组为200匝，这样可以将市电电压稳定的下降6％以上，节电率可达15％以上，可以更好地节约能源。
本发明的移线自耦稳压节电器中的稳压补偿器的补偿绕组可以对输出电压进行7％的补偿，即在±15V内进行补偿。当补偿碳刷移至补偿绕组的中点时，补偿电压为0V；当补偿碳刷移至补偿绕组的一端抽头A5时，补偿电压为+15V，补偿碳刷移至补偿绕组的一端抽头B5时，补偿电压为-15V。
当输出的电压U2因市电电压的变化而变化ΔU时，经与标准电压比较，产生控制信号，经信号处理电路对信号处理后，产生一控制信号控制补偿碳刷驱动机构，补偿碳刷驱动机构带动补偿碳刷在稳压补偿器中的补偿绕组的中点的接触部分移动到一个合适位置，输出相应幅值和相应的电压-ΔU加于调压绕组的输出上，使补偿绕组输出的-ΔU叠加于输出电压上，则新的输出电压为U2＝(U2+ΔU)+(-ΔU)＝U2，则新的输出电压稳定不变，达到稳定输出电源的目的。
本发明的的移线自耦稳压节电器中的自耦式接触调压器中的调压绕组和稳压补偿器中的补偿绕组采用三根高强度漆包线并行绕制，并在在调压绕组的每一根高强度漆包线上串接一匝电抗器进行移相，在稳压补偿器的补偿绕组的每一根高强度漆包线的两端分别串接一匝电抗器进行移相。通过对相邻两高强度漆包线上的电压波形进行移相，使得绕组匝与匝之间不存在线压差，这样各个绕组与碳刷就不会发热，从而可以使上述的移线自耦稳压节电器能够接上大功率的负载，并且能稳定地工作。如用于城市路灯照明控制的智能节电配电柜中，由于匝与匝之间没有了线压差，达到了更加节电的目的。
本发明用于城市路灯照明控制的智能节电配电柜中，可以提高一台智能节电配电柜控制路灯的数量，节约了投资。采用了稳压补偿方式进行电压输出，提高了路灯的使用寿命，本发明的移线自耦稳压节电器可以用在所有阻性与感性线路上的稳压节电。
下面结合附图和具体实施方式
来详细地描述本发明。
图1为本发明提供的移线自耦稳压节电器的电原理示意图。
图2为本发明提供的移线自耦稳压节电器应用于智能照明节能配电柜的节电效果图。
具体实施例方式
参看图1，移线自耦稳压节电器，包括一自耦式接触调压器1和一稳压补偿器2。
自耦式接触调压器1包括铁芯11、调压碳刷12、调压碳刷驱动机构、变压初级绕组13、变压次级绕组14和调压绕组15。
自耦式接触调压器1的变压初级绕组13和变压次级绕组14成螺旋相反方向绕在自耦式接触调压器1铁芯11的一个芯柱111上，变压初级绕组13的一端抽头A接市电的火线，另一端抽头B与变压次级绕组14的一端抽头B1并联，变压次级绕组14的另一端抽头A1接调压绕组15的一端抽头A2，调压绕组15的另一端抽头B2接调压碳刷12，调压碳刷12另一端接输出零线，调压绕组15绕制在铁芯11的另一芯柱112上，调压碳刷12在调压碳刷驱动机构的驱动下可在调压绕组15上滑动，其输出端构成调压绕组15的一个输出端A2a接输出火线。
调压绕组15采用三根高强度漆包线151、152、153并行紧挨、均匀地绕制在铁芯11的芯柱112上，为了使三根高强度漆包线151、152、153上的电压波形相位不同，将两相邻的高强度漆包线上的线压抵消，使匝与匝之间的线压差为零，在高强度漆包线151、152、153与外接电路之间分别串接一匝电抗器154、155、156进行移相。
一匝电抗器154、155、156可以是直接用市场上所销售的电抗器，也可以用利用自身铁芯11做一匝电抗器。当用自身铁芯11做一匝电抗器时，可以直接在铁芯11的上或下部位开孔，三根高强度漆包线154、155、156分别在上或下端绕一圈放置在铁芯11上或下部位的孔内，以此分别构成一个一匝电抗器154、155、156。
在三根高强度漆包线151、152、153中分别串接一个一匝电抗器154、155、156后，使得相邻两匝上的不存在线压差，这样调压绕组15和调压碳刷12就不会发热，从而可以使这类的接触式调压器能够接上大功率的负载，并且能稳定的工作。
铁芯11可以为柱状铁芯或E型铁芯或者是视窗型铁芯，每一铁芯的径向截面可以为圆形或多边形。多边形可以为矩形或三角形。
铁芯11可以为铁芯、铜芯或磁芯都不影响变压初级绕组13和变压次级绕组14、调压绕组15的正常工作。
圆形自耦变压器3包括铁芯31、变压器初级绕组32和变压器次级绕组33。
圆形自耦变压器3的变压器初级绕组32和变压器次级绕组33用高强度漆包线绕制在铁芯31的芯柱上，变压器初级绕组32的两端抽头A6和B6接市电，抽头B6与变压器次级绕组33的一端抽头B7并联，变压器次级绕组33的另一端抽头A7接市电的零线。铁芯31是薄铁皮围成圆形而成，不会产生漏磁现象。
稳压补偿器2包括主铁芯21、补偿铁芯20、补偿碳刷22、补偿碳刷驱动机构、变压器初级绕组23、变压器次级绕组24和补偿绕组25。
稳压补偿器2的变压器初级绕组23和变压器次级绕组24绕在主铁芯21的芯柱上，补偿绕组25绕制在补偿铁芯20的芯柱上，其变压器初级绕组23的两端抽头A3和B3接市电，变压器次级绕组24的一端抽头A4接补偿碳刷22，另一端抽头B4接补偿绕组25的中间抽头，补偿绕组25的一端抽头A5接市电的火线，另一端抽头B5接输出零线，补偿碳刷22在补偿碳刷驱动机构的驱动下可在补偿绕组25上滑动。
变压器次级绕组24和补偿绕组25分别采用三根高强度漆包线241、242、243和251、252、253并行紧挨、均匀地绕制在铁芯21的芯柱上。
为了使补偿绕组25的三根高强度漆包线251、252、253上的电压波形相位不同，将两相邻的高强度漆包线上的线压抵消，使匝与匝之间的线压差为零，在高强度漆包线251、252、253的两端与外接电路之间分别串接一匝电抗器254、255、256和257、258、259进行移相，一匝电抗器254、255、256和257、258、259可以是直接用市场上所销售的电抗器，也可以用利用自身铁芯21做一匝电抗器。当用自身铁芯21做一匝电抗器时，可以直接在铁芯11的上下部位开孔，三根高强度漆包线251、252、253分别在上下端绕一圈放置在铁芯21上下部位的孔内，以此分别构成一个一匝电抗器254、255、256和257、258、259。
在三根高强度漆包线251、252、253中分别串接一个一匝电抗器254、255、256和257、258、259后，使得相邻两匝上的不存在线压差，这样补偿绕组25和补偿碳刷22就不会发热，从而可以使这类的接触式调压器能够接上大功率的负载，并且能稳定的工作。
主铁芯21或补偿铁芯20可以为柱状铁芯或E型铁芯或者是视窗型铁芯，每一铁芯的径向截面可以为圆形或多边形。多边形可以为矩形或三角形。
主铁芯21或补偿铁芯20可以为铁芯、铜芯或磁芯都不影响变压器初级绕组23和变压器次级绕组23和补偿绕组25的正常工作。
本发明移线自耦稳压节电器由自耦式接触调压器1串联稳压补偿器2、或者圆形自耦变压器3串联稳压补偿器2组成，都可以形成180V～220V设定可调稳压补偿电压的输出。
当然，对于本领域的一般技术人员，不花费创造性的劳动，在上述实施例的基础上能够作多种变化，同样能够实现本发明的目的。但是，上述各种变化显然应该在本发明的权利要求书的保护范围内。
权利要求
1.移线自耦稳压节电器，包括一自耦式接触调压器、一圆形自耦变压器和一与所述自耦式接触调压器串联的稳压补偿器，其特征在于所述自耦式接触调压器包括铁芯、调压碳刷、调压碳刷驱动机构、变压初级绕组、变压次级绕组和调压绕组；所述的圆形自耦变压器包括铁芯、变压初级绕组和变压次级绕组；所述稳压补偿器包括铁芯、补偿碳刷、补偿碳刷驱动机构、变压器初级绕组、变压器次级绕组和补偿绕组；所述自耦式接触调压器的变压初级绕组和变压次级绕组成螺旋相反方向绕在自耦式接触调压器铁芯的一个芯柱上，变压初级绕组的一端抽头A接市电的火线，另一端抽头B与变压次级绕组的一端抽头B1并联，变压次级绕组的另一端抽头A1接调压绕组的一端抽头A2，调压绕组的另一端抽头B2接输出火线，调压绕组绕制在铁芯的另一芯柱上，调压碳刷在调压碳刷驱动机构的驱动下可在调压绕组上滑动，其输出端构成调压绕组的一个输出端A2a接输出火线；所述的圆形自耦变压器的变压器初级绕组的两端抽头A6和B6接市电，抽头B6与变压器次级绕组的一端抽头B7并联，变压器次级绕组的另一端抽头A7接市电的零线；所述稳压补偿器的变压器初级绕组和变压器次级绕组以及补偿绕组绕制在铁芯的芯柱上，其变压器初级绕组的两端抽头A3和B3接市电，变压器次级绕组接的一端抽头A4接补偿碳刷，另一端抽头B4接补偿绕组的中间抽头，补偿绕组的一端抽头A5接市电的火线，另一端抽头B5接输出零线，补偿碳刷在补偿碳刷驱动机构的驱动下可在补偿绕组上滑动。
2.如权利要求1所述的移线自耦稳压节电器，其特征在于所述自耦式接触调压器的调压绕组、稳压补偿器的变压器次级绕组和补偿绕组均采用三根高强度漆包线并行绕制而成，在调压绕组的每一根高强度漆包线上串接一匝电抗器进行移相，在稳压补偿器的补偿绕组的每一根高强度漆包线的两端分别串接一匝电抗器进行移相。
3.如权利要求2所述的移线自耦稳压节电器，其特征在于所述一匝电抗器可以是市售的或者利用自身铁芯做一匝电抗器。
4.如权利要求1所述的移线自耦稳压节电器，其特征在于所述自耦式接触调压器的铁芯可以为柱状铁芯或E型铁芯或者是视窗型铁芯或环型铁芯，每一铁芯的径向截面可以为圆形或多边形。多边型可以为矩形或三角形。
5.如权利要求1所述的移线自耦稳压节电器，其特征在于所述圆形自耦变压器的铁芯可以为柱状铁芯或E型铁芯或者是视窗型铁芯或环型铁芯，每一铁芯的径向截面可以为圆形或多边形。多边型可以为矩形或三角形。
6.如权利要求1所述的移线自耦稳压节电器，其特征在于所述稳压补偿器的铁芯可以为柱状铁芯或E型铁芯或者是视窗型铁芯或环型铁芯，每一铁芯的径向截面可以为圆形或多边形。
7.如权利要求1所述的移线自耦稳压节电器，其特征在于自耦式接触调压器的尾部线圈次级绕组串联在线圈上，碳刷上下调压，再配上稳压补偿器，进行节点稳压。
8.如权利要求1所述的移线自耦稳压节电器，其特征在于O型卷皮铁芯，大功率圆形自耦变压器尾部线圈次级绕组再串联线圈增加匝数、多抽头进行调压，再配上稳压补偿器，进行节点稳压。
9.如权利要求7或8所述的移线自耦稳压节电器，其特征在于小容量的移线自耦稳压节电器，不用移线技术，次级线圈用单线绕制，其他工艺不变，即由自耦式接触调压器串联稳压补偿器、或者圆形自耦变压器串联稳压补偿器组成。
全文摘要
移线自耦稳压节电器，包括自耦式接触调压器、圆形自耦变压器和稳压补偿器，自耦式接触调压器包括铁芯、调压碳刷、调压碳刷驱动机构、变压初、次级绕组和调压绕组；圆形自耦变压器包括铁芯、变压初级绕组和变压次级绕组；稳压补偿器包括铁芯、补偿碳刷、补偿碳刷驱动机构、变压器初、次级绕组和补偿绕组；调压绕组、变压器次级绕组和补偿绕组用三根高强度漆包线并行绕制而成，调压绕组和补偿绕组的每一根高强度漆包线上串接一匝电抗器进行移相。本发明输出电压因市电电压而变化时，可以进行补偿，达到稳定的输出电源。由于无线压差，各个绕组与碳刷不发热，使本发明能接大功率负载，并稳定工作。用于城市路灯照明控制智能节电配电柜中，达到了节电目的。
文档编号G05F1/10GK1920725SQ20061002358
公开日2007年2月28日 申请日期2006年1月24日 优先权日2006年1月24日
发明者王俊杰 申请人:上海稳稳稳压器有限公司